مهمترین دلیل تصفیه آب حذف عوامل بیماریزا و ناخالصی های معلق و کلوئیدی است . آب آشامیدنی
باید عاری از موادیکه بنحوی رنگ و بو و طعم نامطبوع تولید میکنند باشد
بعلاوه باید در مصرف عادی چون پخت و پز و شستشو مشکل ایجاد نکند و در صنایع
نیز آب مصرفی
باید موجب پیدایش رسوبات سخت در جدار دیگهای بخار که علاوه بر فرسودگی
باعث ازدیاد مصرف سوخت میگردد نشود . با توجه به موارد ذکر شده آب باید
مورد تصفیه قرار گیرد . مهمترین روشهای تصفیه قابل پیش بینی برای آب های معمولی عبارتند از :
1) گرفتن مواد درشت به کمک اشغالگیر
2) ته نشین کردن مواد خارجی معلق در آب
3) تصفیه آب بوسیله صافیها
4) حذف برخی از مواد اضافی موجود در آب به کمک هوادهی ، مواد شیمیایی مختلف و روشهای متعدد دیگر
5) گندزدایی (ضد عفونی)
1_ آشغالگیر :
قبل از ورود آب به تصفیه خانه به کمک شبکه های آشغالگیر ، مواد بزرگ شناور در آب گرفته میشوند در صورت زیاد بودن مواد شناور در آب برای جلوگیری از بسته شدن شبکه های نامبرده آنها را در دو یا سه ردیف با سوراخهای گوناگون قرار میدهند . شبکه های آشغالگیر بیشتر برای برداشت آب از منابع سطحی مانند رودخانه ها می باشد .
2 _ حوضچه های ته نشینی :
الف ) ته نشینی بدون استفاده از مواد شیمیایی :
تصفیه در استخرهای ته نشینی را معمولاً تصفیه مقدماتی آب نیز می نامند چون آبهای موجود در طبیعت دارای مقداری مواد معلق می باشند که در مرحله اول باید از آب گرفته شوند لذا آبرا وارد استخرهای بزرگی میکنند و از سوی دیگر خارج می نمایند . سرعت آب باید 2 تا 10 میلی متر در ثانیه باشد . این سرعت کافی است که به ذرات معلق امکان ته نشینی را بدهد . این کار ممکن است به شکل متناوب نیز صورت گیرد . یعنی استخری را پر از آب کرده بگذارند ته نشین شود و سپس آب را خالی نموده و استخر را بشویند این شکل کار تنها برای جریانهای کم امکان پذیر است و نیاز به تعداد زیادی استخر دارد و امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرد . آب معمولاً باید 2 تا 12 ساعت در استخر بماند که بستگی به درجه ناخالصی آب و ابعاد استخر دارد . هرچه استخر گودتر باشد فاصله زمانی در شستشوی آن بیشتر است . شکل استخر باید به گونه ای طراحی شود که از ایجاد جریان تند در سطح آب جلوگیری شود و آب در تمام استخر جریان داشته باشد .
ب) ته نشینی با استفاده از مواد شیمیایی :
برای کوتاه کردن مدت زمان ته نشینی و نیز برای کم کردن مقدار نمکهای محلول در آب غالباً استخرهای معمولی ته نشینی کفایت نکرده و کاربرد مواد شیمیایی جهت تصفیه آب لازم می گردد .
مواد شیمیایی که برای ته نشینی مواد خارجی آب مصرف می شوند بدو صورت زیر کار میکنند :
نخست مواد شیمیایی مصرفی که بیشتر دارای بار الکتریکی مثبت می باشند مواد ریز معلق در آب را معمولاً دارای بار منفی هستند بدور خود جذب کرده و ذرات معلق بزرگتر و سنگین تری را می سازند و برای ته نشینی آماده میکنند . این پدیده را انعقاد می نامند .
در مرحله دوم مواد شیمیایی با نمکهای محلول در آب ترکیب شده و از نمکهای محلول ، نمکهای نامحلول بوجود می آورند و انها را برای ته نشینی آماده می سازند .
مواد شیمیایی که در تصفیه آبهای آشامیدنی بکار می روند بسیار متنوع بوده و از مهمترین آنها سولفات آلومینیوم ، آلومینات سدیم ، آهک ، کلرور آهن ، سولفات و سولفیت آهن و سولفات مس را میتوان نام برد .
برای کاربرد مواد شیمیایی در تصفیه آب از استخرهای ویژه ای استفاده میگردد که از انواع معروف این استخرها ، دو نوع آن با اسامی استخرهای ته نشین اکسیلاتور و پولساتور قابل ذکرند .
3 _ صافی ها :
صافی ها برای تصفیه آب چند کار را همزمان انجام می دهند :
الف) تصفیه مکانیکی به صورت صاف کردن آب و گرفتن مواد کلوئیدی و آلگها و انگلهای موجود در آب. شدت اینکار بسته به بزرگی و کوچکی خلل و فرج لایه ماسه دارد .
ب) در اثر خاصیت جذب سطحی دانه های ریز ماسه مواد کلوئیدی در آب را بدور خود جمع می کنند .
ج) اکسیداسیون مستقیم مواد معدنی و آلی آب با کمک اکسیژن محلول در آب .
د) کمک به رشد و تکثیر باکتری های هوازی که بصورت لایه لجن در روی ماسه ها نمودار می گردد . این باکتری ها با ترشح دیاستازهایی مواد آلی را اکسید کرده و یا با تغذیه آنها تولید نیتراتها و فسفاتها را می نمایند . در روزهای اول کار صافی ها ، به علت نبودن لایه لجن نامبرده ، تصفیه با کمک باکتریها رخ نمی د هد و نیز اگر سرعت جریان آب در صافی زیاد باشد عمل تصفیه با کمک باکتریها ناچیز خواهد بود .
صافی ها را از نقطه نظر سرعت کارشناسان یعنی جریان آب در ماسه به 2 دسته کند و تند تقسیم می نمایند .
صافی های کند :
از خواص این صافی ها همانا کمی سرعت جریان آب در ماسه آنها می باشد که مقدارش 05/0 تا 5/0 متر در ساعت ( بطور متوسط 1/0 تا 2/0 متر در ساعت ) است . بلندی آبرا روی ماسه برابر 3/0 تا 1 متر بر می گزینند . قدرت صافی یعنی مقدار آبی که در روز می تواند تصفیه کند برابر است یا 5/2 تا 7 متر مکعب آب در هر متر مربع از سطح صافی . ماسه مصرفی را معمولاً از جنس کوارتز با قطرهای 2/0 تا 2 میلی متر (مناسب ترین قطر 3/0 تا 4/0 میلی متر) و کلفتی لایه ماسه فعال را 5/0 تا 2/1 متر انتخاب می کنند . قطر دانه های موثر ماسه برای صافی های تهیه کننده آب آشامیدنی ریزتر از صافی های تصفیه کننده آب کارخانجات می باشند . برای اینکه آب در حین گذشتن از صافی ماسه های نرم را با خود نبرند ، زیر لایه ماسه فعال یک لایه نگهدارنده پیش بینی می کنند که قطر دانه های آن 2 تا 25 میلی متر باشد . کلفتی این لایه حدود 20 تا 400 میلی متر در نظر گرفته میشود . بسته به درجه آلودگی آب پس از چند روز تا حداکثر دو ماه کار کردن ، بعلت کثیف شدن لایه ماسه ، افت فشار در صافی افزایش یافته و راندمان آن به شدت پایین آمده ، شستشوی آن لازم می گردد که به روشهای زیر انجام می گیرد . در صورتیکه در ساختمان صافی از یک یا چند لایه نگهدارنده استفاده شده باشد برای تمیز کردن آن بایستی قسمتی از لایه روئین ماسه را به کلفتی 2 تا 3 سانتی متر برداشت و سپس سطح صافی را دوباره صاف نموده و آنرا مورد بهره برداری قرار داد . پس از چند بار که اینکار تکرار شد و کلفتی لایه های برداشته شده به 30 تا 40 سانتی متر رسید باید ماسه های برداشت شده را پی از شستشو دوباره روی صافی قرار دهند . برداشت لایه های کثیف روی صافی در تأسیسات کوچک با دست و در صافی های بزرگ با کمک ماشین های مخصوص انجام می گیرد . در طرح صافی ها باید توجه شود که که بعلت نیاز به شستشوی صافی و برای جلوگیری از ایستادن کار تصفیه خانه ، حداقل دو صافی در کنار هم کار کنند . برای اینکه صافی پس از شستشو و از دست دادن لایه زیستی خود بتواند تصفیه بیولوژیکی را تجام دهد در روزهای اول پس از شستشو ، مقداری سولفات آلومینیوم روی قشر ماسه می پاشند . از آنجا که سطح صافی از تقسیم دبی آب مورد تصفیه بر سرعت جریان آب در ماسه بدست می آید و سرعت جریان آب در صافیهای کند کمتر میباشد لذا صافی های کند دارای حجمی بزرگ بوده ، تأسیسات آن گران و مدت تصفیه زیاد خواهد بود .
با اینحال تصفیه آب در صافی های کند بعلت تماس بیشتر آب با لایه های زیستی ، خیلی بهتر انجام می گیرد .
1) گرفتن مواد درشت به کمک اشغالگیر
2) ته نشین کردن مواد خارجی معلق در آب
3) تصفیه آب بوسیله صافیها
4) حذف برخی از مواد اضافی موجود در آب به کمک هوادهی ، مواد شیمیایی مختلف و روشهای متعدد دیگر
5) گندزدایی (ضد عفونی)
1_ آشغالگیر :
قبل از ورود آب به تصفیه خانه به کمک شبکه های آشغالگیر ، مواد بزرگ شناور در آب گرفته میشوند در صورت زیاد بودن مواد شناور در آب برای جلوگیری از بسته شدن شبکه های نامبرده آنها را در دو یا سه ردیف با سوراخهای گوناگون قرار میدهند . شبکه های آشغالگیر بیشتر برای برداشت آب از منابع سطحی مانند رودخانه ها می باشد .
2 _ حوضچه های ته نشینی :
الف ) ته نشینی بدون استفاده از مواد شیمیایی :
تصفیه در استخرهای ته نشینی را معمولاً تصفیه مقدماتی آب نیز می نامند چون آبهای موجود در طبیعت دارای مقداری مواد معلق می باشند که در مرحله اول باید از آب گرفته شوند لذا آبرا وارد استخرهای بزرگی میکنند و از سوی دیگر خارج می نمایند . سرعت آب باید 2 تا 10 میلی متر در ثانیه باشد . این سرعت کافی است که به ذرات معلق امکان ته نشینی را بدهد . این کار ممکن است به شکل متناوب نیز صورت گیرد . یعنی استخری را پر از آب کرده بگذارند ته نشین شود و سپس آب را خالی نموده و استخر را بشویند این شکل کار تنها برای جریانهای کم امکان پذیر است و نیاز به تعداد زیادی استخر دارد و امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرد . آب معمولاً باید 2 تا 12 ساعت در استخر بماند که بستگی به درجه ناخالصی آب و ابعاد استخر دارد . هرچه استخر گودتر باشد فاصله زمانی در شستشوی آن بیشتر است . شکل استخر باید به گونه ای طراحی شود که از ایجاد جریان تند در سطح آب جلوگیری شود و آب در تمام استخر جریان داشته باشد .
ب) ته نشینی با استفاده از مواد شیمیایی :
برای کوتاه کردن مدت زمان ته نشینی و نیز برای کم کردن مقدار نمکهای محلول در آب غالباً استخرهای معمولی ته نشینی کفایت نکرده و کاربرد مواد شیمیایی جهت تصفیه آب لازم می گردد .
مواد شیمیایی که برای ته نشینی مواد خارجی آب مصرف می شوند بدو صورت زیر کار میکنند :
نخست مواد شیمیایی مصرفی که بیشتر دارای بار الکتریکی مثبت می باشند مواد ریز معلق در آب را معمولاً دارای بار منفی هستند بدور خود جذب کرده و ذرات معلق بزرگتر و سنگین تری را می سازند و برای ته نشینی آماده میکنند . این پدیده را انعقاد می نامند .
در مرحله دوم مواد شیمیایی با نمکهای محلول در آب ترکیب شده و از نمکهای محلول ، نمکهای نامحلول بوجود می آورند و انها را برای ته نشینی آماده می سازند .
مواد شیمیایی که در تصفیه آبهای آشامیدنی بکار می روند بسیار متنوع بوده و از مهمترین آنها سولفات آلومینیوم ، آلومینات سدیم ، آهک ، کلرور آهن ، سولفات و سولفیت آهن و سولفات مس را میتوان نام برد .
برای کاربرد مواد شیمیایی در تصفیه آب از استخرهای ویژه ای استفاده میگردد که از انواع معروف این استخرها ، دو نوع آن با اسامی استخرهای ته نشین اکسیلاتور و پولساتور قابل ذکرند .
3 _ صافی ها :
صافی ها برای تصفیه آب چند کار را همزمان انجام می دهند :
الف) تصفیه مکانیکی به صورت صاف کردن آب و گرفتن مواد کلوئیدی و آلگها و انگلهای موجود در آب. شدت اینکار بسته به بزرگی و کوچکی خلل و فرج لایه ماسه دارد .
ب) در اثر خاصیت جذب سطحی دانه های ریز ماسه مواد کلوئیدی در آب را بدور خود جمع می کنند .
ج) اکسیداسیون مستقیم مواد معدنی و آلی آب با کمک اکسیژن محلول در آب .
د) کمک به رشد و تکثیر باکتری های هوازی که بصورت لایه لجن در روی ماسه ها نمودار می گردد . این باکتری ها با ترشح دیاستازهایی مواد آلی را اکسید کرده و یا با تغذیه آنها تولید نیتراتها و فسفاتها را می نمایند . در روزهای اول کار صافی ها ، به علت نبودن لایه لجن نامبرده ، تصفیه با کمک باکتریها رخ نمی د هد و نیز اگر سرعت جریان آب در صافی زیاد باشد عمل تصفیه با کمک باکتریها ناچیز خواهد بود .
صافی ها را از نقطه نظر سرعت کارشناسان یعنی جریان آب در ماسه به 2 دسته کند و تند تقسیم می نمایند .
صافی های کند :
از خواص این صافی ها همانا کمی سرعت جریان آب در ماسه آنها می باشد که مقدارش 05/0 تا 5/0 متر در ساعت ( بطور متوسط 1/0 تا 2/0 متر در ساعت ) است . بلندی آبرا روی ماسه برابر 3/0 تا 1 متر بر می گزینند . قدرت صافی یعنی مقدار آبی که در روز می تواند تصفیه کند برابر است یا 5/2 تا 7 متر مکعب آب در هر متر مربع از سطح صافی . ماسه مصرفی را معمولاً از جنس کوارتز با قطرهای 2/0 تا 2 میلی متر (مناسب ترین قطر 3/0 تا 4/0 میلی متر) و کلفتی لایه ماسه فعال را 5/0 تا 2/1 متر انتخاب می کنند . قطر دانه های موثر ماسه برای صافی های تهیه کننده آب آشامیدنی ریزتر از صافی های تصفیه کننده آب کارخانجات می باشند . برای اینکه آب در حین گذشتن از صافی ماسه های نرم را با خود نبرند ، زیر لایه ماسه فعال یک لایه نگهدارنده پیش بینی می کنند که قطر دانه های آن 2 تا 25 میلی متر باشد . کلفتی این لایه حدود 20 تا 400 میلی متر در نظر گرفته میشود . بسته به درجه آلودگی آب پس از چند روز تا حداکثر دو ماه کار کردن ، بعلت کثیف شدن لایه ماسه ، افت فشار در صافی افزایش یافته و راندمان آن به شدت پایین آمده ، شستشوی آن لازم می گردد که به روشهای زیر انجام می گیرد . در صورتیکه در ساختمان صافی از یک یا چند لایه نگهدارنده استفاده شده باشد برای تمیز کردن آن بایستی قسمتی از لایه روئین ماسه را به کلفتی 2 تا 3 سانتی متر برداشت و سپس سطح صافی را دوباره صاف نموده و آنرا مورد بهره برداری قرار داد . پس از چند بار که اینکار تکرار شد و کلفتی لایه های برداشته شده به 30 تا 40 سانتی متر رسید باید ماسه های برداشت شده را پی از شستشو دوباره روی صافی قرار دهند . برداشت لایه های کثیف روی صافی در تأسیسات کوچک با دست و در صافی های بزرگ با کمک ماشین های مخصوص انجام می گیرد . در طرح صافی ها باید توجه شود که که بعلت نیاز به شستشوی صافی و برای جلوگیری از ایستادن کار تصفیه خانه ، حداقل دو صافی در کنار هم کار کنند . برای اینکه صافی پس از شستشو و از دست دادن لایه زیستی خود بتواند تصفیه بیولوژیکی را تجام دهد در روزهای اول پس از شستشو ، مقداری سولفات آلومینیوم روی قشر ماسه می پاشند . از آنجا که سطح صافی از تقسیم دبی آب مورد تصفیه بر سرعت جریان آب در ماسه بدست می آید و سرعت جریان آب در صافیهای کند کمتر میباشد لذا صافی های کند دارای حجمی بزرگ بوده ، تأسیسات آن گران و مدت تصفیه زیاد خواهد بود .
با اینحال تصفیه آب در صافی های کند بعلت تماس بیشتر آب با لایه های زیستی ، خیلی بهتر انجام می گیرد .
