مراحل تصفیه آب های سطحی در تصفیه خانه
همه آب های سطحی آلوده به میکروارگانیسم های بیماری زا می باشند؛ بنابراین می بایست تصفیه کافی بر روی آب انجام بگیرد. علاوه بر این میزان کدورت آب های سطحی بیش از حد می باشد و بنابراین باید کدورت نیز کاهش یابد. معمولا آب های سطحی دارای تغییراتی در درجه حرارت، میزان مواد معدنی و آلاینده های با منشاء طبیعی یا ناشی از فعالیت های انسانی می باشند؛ این تغییرات باعث انعطاف پذیری در فرایندهای تصفیه آب های سطحی با بهترین کیفیت و کمترین هزینه ممکن می گردد.
1. آبگیرها (Intakes)
آبگیرها واحدهای دریافت و انتقال آب به تصفیه خانه می باشند. آبگیرها برای زمان بسیار طولانی طراحی می شوند. یک تصفیه خانه ممکن است قابل گسترش باشد ولی آبگیر این خصوصیت را ندارد و از طرفی هزینه های زیادی را به همراه دارد. آبگیرها می بایست از نظر فنی بسیار مقاوم باشند و چون در معرض خطرات زیادی قرار دارند باید در تمامی شرایط بتوانند به بهترین حالت آب را انتقال دهند.
2. آشغالگیری (screening)
جامدات خیلی بزرگ و سنگین را با آشغالگیری میله ای یا توری های ریز جداسازی می کنند. در حالی که جامدات معلق ریزتر و کلوئیدها با ته نشینی به کمک مواد شیمیایی و صاف کردن حذف می شوند. آشغالگیر ها با دو هدف مهم در تصفیه خانه های آب های سطحی احداث می شوند: 1) حفاظت از واحدهای بعدی در مقابل اشیای بزرگ که می توانند سبب انسداد و وارد نمودن صدماتی در برخی از تجهیزات شوند. 2) افزایش راندمان فرآیندهای بعدی با حذف و جداسازی اجسام بزرگ توسط آشغالگیرها
3. ته نشینی مقدماتی (اولیه)
آب برخی از رودخانه ها حاوی کدورت و کلیفرم زیاد می باشد که تعبیه سیستم ته نشینی مقدماتی قبل از ورود به بقیه مراحل تصفیه را ایجاب می کند. در واقع در رودخانه هایی کدورت متغیر می باشد و موقتا کدروت به 10000 تا 40000 گرم بر لیتر می رسد، از ته نشینی مقدماتی استفاده می شود. چون این مواد دارای اندازه درشت می باشندبه سرعت و بدون تصفیه شیمیایی ته نشین می شوند، لذا برای جلوگیری از ورود غلظت بالای این ها به سیستم های انعقاد و فیلتراسیون باید حذف شوند. با توجه به غلظت مواد معلق، به دو دسته حوضچه بتنی (دانه گیر) و حوضچه ته نشینی خاکی تقسیم بندی می شوند.
4. هوادهی
هوادهی ممکن است به منظور حذف گازهای نامطلوب از قبیل H2S،CO2 و همچنین حذف آهن و منگنز به کار برده می شود. معمولا هوادهی به کمک سیستم هایی مانند هواده های آبشاری (Cascade Aerator)،هواده های سینی دار (water fall or multiple tray)،نازل های پاششی (Spray Aerator) و یا تانک های هوای فشرده دیفیوزری(Diffused Air Aerator) صورت می گیرد.
5. کلرزنی مقدماتی (Prechlorination)
در اغلب تصفیه خانه های آب های سطحی، قبل از هر عمل تصفیه معمولا کلرزنی صورت می گیرد و محلول کلر به محل مکش پمپ های آب خام و یا به حوضچه های اختلاط افزوده می شود.کلرزنی اولیه می تواند مانع از تولید ترکیبات طعم و بوی ناشی از فعالیت های باکتریایی در لجن حوض ته نشینی گردد. همچنین کلرزنی می تواند مانع از رشد جلبک بر بستر فیلتر شود که باعث پیدایش طعم و بو می گردد.
6. جذب سطحی
در تصفیه آب های سطحی، در قسمت ورودی حوضچه های اختلاط شیمیایی، کربن فعال که رایج ترین جاذب سطحی برای حذف ترکیبات آلی مسبب طعم، بو، رنگ، هالوژن ها،سولفید هیدروژن و یون های آهن و منگنز است استفاده می شود.
2) تصفیه ثانویه آب های سطحی
تصفیه ثانویه آب های سطحی، ترکیبی از فرایندهای اختلاط، لخته سازی، ته نشینی و صاف کردن می باشد. این نوع تصفیه برای فراهم آوردن امکان حذف موثر کدورت آب در هر حد و اندازه را موثر می سازد و موفقیت این تصفیه اصولا به مرحله ته نشینی بستگی دارد که بیشتر ذرات معلق را قبل ورود آب به صافی ها حذف می کند.
1. اختلاط، انعقاد و لخته سازی
در تصفیه خانه هایی که آب های سطحی را تصفیه می نمایند و مشکل آن ها کدورت است، روش متداول حذف کدورت، ترسیب شیمیایی کلوئیدها با کمک مواد منعقدکننده یا کواگولانت است و شامل اختلاط سریع، انعقاد و لخته سازی یا فلوکولاسیون (Flocculation)، ته نشینی و صاف سازی است. هدف از اختلاط سریغ، پخش سریع مواد شیمیایی در آب ورودی به تصفیه خانه می باشد.
2. ته نشینی ثانویه
در این مرحله تانک های کلاریفایر یا زلال سازها، مواد منعقدشده و لخته های تشکیل شده ته نشین می شوند.
3. شناورسازی با هوای محلول (Dissolved Air Flotation Process (DAF))
برخی از آب های خام که از دریاچه ها و مخازن برداشت می شوند، دارای مواد معلق با دانسیته کم نظیر جلبک ها و ترکیبات آلی می باشند و آب آن ها اغلب دارای رنگ می باشد؛فرایند فلوکولاسیون و ته نشینی متداول در حذف این مواد معلق خیلی موثر نمی باشد. از طریق اتصال این مواد معلق به حباب های هوا، فلوک های سبک و شناور تشکیل شده و از طریق اسکیمرها از سطح آب در انتهای تانک حذف می شوند.
4. فیلتراسیون یا صاف سازی
صاف سازی عبارت است از جداسازی جامدات از مایعات، در صاف سازی مایع از داخل یک محیط متخلخل عبور می کند تا مواد جامد معلق آن تا حد امکان،جداسازی شوند. این مواد معلق شامل: فلوک های تشکیل شده در طی فرایندهای انعقاد، لخته سازی و ته نشینی، میکروارگانیسم ها و رسوباتی نظیر کربنات کلسیم می باشد. جنس مواد یا محیط متخلخل فیلتر معمولا از جنس شن، آنتراسیت، گارنت، کربن فعال و… می باشد.
5. کلرزنی نهایی
تعداد زیادی از ارگانیسم های بیماری زا، در طی سایر فرایندهای تصفیه آب های سطحی نظیر انعقاد، لخته سازی، ته نشینی و صاف سازی حذف می شوند. با این وجود برای مطابقت با استانداردهای آب شرب و جلوگیری از رشد مجدد باید عمل گندزدایی با کلر صورت بگیرد. بنابراین در پایان عمل تصفیه آب های سطحی، کلر افزوده می شود و میزان آن با توجه به حفظ کلر باقی مانده مطلوب در حد 0/8-0/2 میلی گرم بر لیتر می باشد.
