منظور از تصفیهی آب انجام عملیات فیزیکی و شیمیایی بر روی آب است بهطوری که برای مصارف بشری و سایر مصارف مورد نظر مناسب باشد.
آبی که برای نوشیدن استفاده میشود باید عاری از هر گونه میکروب بوده و از نظر کدری، رنگ و مزه نیز شرایط استاندارد را دارا باشد. سختی بیش از حد آب و وجود مواد غیرحلال در آن هم برای نوشیدن نامطلوب است و هم برای استفاده در دستگاههایی مانند دیگهای آب گرم و همچنین مصارف صنعتی.
مراحل مهم تصفیهی آب عبارتند از: تهنشینی، دلمه بستن، فیلتراسیون، میکروبزدائی، سختیگیری و هوادهی. در حالت معمول، در تهنشینی به همراه دلمه بستن و یا حتی بدون نیاز به دلمه بستن، به تنهایی یک مرحله تصفیه کافی نیست. تولید آب شفاف و بدون هر گونه میکروب و مواد آلودهکننده و بیماریزا، بدون وجود فیلترهای مناسب امکانپذیر نمیباشد.
استفاده از فیلترهای متفاوت در مراحل تصفیه به از بین بردن رنگ، طعم و بوی بد و همچنین حذف آهن و منگنز آب کمک میکند.
یکی از مراحل خالصسازی آب که معمولاً با دلمه بستن و تهنشینسازی مواد معلق آب همراه است خالصسازی فیزیکی یا فیلتراسیون گفته میشود. در خالصسازی فیزیکی فیلتراسیون، معمولاً ذرات معلق در آب مانند مواد آلی و معدنی مثل آهن و منیزیم، بوهای نامطبوع، مزههای نامطلوب و سایر ناخالصیهای مشابه حذف میشوند. اگر در مراحل فیلتراسیون از مواد شیمیایی نیز استفاده شود، این نوع خالصسازی را تصفیهی فیزیکی- شیمیایی مینامند.
بسترهای فیلتر
انتخاب یک بستر مناسب برای فیلتراسیون به این موارد بستگی دارد: دوام و ماندگاری بستر، درجهی خلوص یا تمیزی آب خروجی، مدت زمان فیلتراسیون و سهولت در شستشوی بستر. بهترین نوع بستر باید به اندازه و از موادی انتخاب شود که آب به راحتی از میان آن عبور کند، حداکثر مقدار جامدات را در خود نگه دارد و به راحتی و با حداقل آب مورد نیاز شستشو داده شود.
بسترهای شنی
شن ارزانترین و معمولترین نوع مواد است که در بستر فیلترها استفاده میشود.
فیلترهای شنی به دو دسته تقسیم میشوند:
دستهی اول: فیلترهای ثقلی هستند که آب از بالای فیلتر توسط نیروهای جاذبه از لابهلای شنها عبور میکند.
دسته دوم: فیلترهای شنی تحت فشار هستند. در این دسته از فیلترها، آب توسط فشاری که بهوسیلهی پمپ ایجاد میشود از بالا به پایین و از میان لایههای شن عبور میکند. در این نوع فیلترها که آب با سرعت بیشتری جریان مییابد، شنها باید از نوع سخت و مقاوم باشند و معمولاً از جنس کوراتز مانند سیلیس انتخاب میشوند.
در فیلترهای شنی که مخصوص تصفیهی آبهای شهری ساخته میشوند از سیلیس، کربنات آهک CaCo3، ذغال خشک یا ذغال خالص برای بسترهای عبور آب استفاده میکنند.
در فیلترهای شنی که از شنهای سیلیسی استفاده میکنند، بستر فیلتر را با چهار اندازهی مختلف شن پر میکنند:
1. سیلیس شمارهی 1 که به قطر 5/0 الی 5/1 میلیمتر است؛
2. سیلیس شمارهی 2 که به قطر 2 الی 4 میلیمتر است؛
3. سیلیس شمارهی 3 که به قطر 4 الی 6 میلیمتر است؛
4. سیلیس شمارهی 4 که به قطر 8 الی 12 میلیمتر است.
ارتفاع بستر فیلترها و یا شنهای سیلیسی به ناخالصی آب و یا شفافیت مورد نظر بستگی دارد که از 45 سانتیمتر تا 5/1 متر میتواند باشد.
ذغال سنگ
از ذغال سنگ به جای شن در بستر فیلترها میتوان استفاده نمود و یا در مواقعی که املاح داخل آب میتوانند سیلیس را از بین ببرند از ذغال سنگ بهعنوان جایگزین استفاده میشود.
با توجه به نوع آب و شرایط مورد نظر، میتوان از ذغال سنگ به همراه سایر سنگهای مناسب بهطور ترکیبی استفاده نمود.
نیوترالایت
از نیوترالایت، در آبهایی که حالت اسیدی دارند یعنی برای تنظیم نمودن حالت اسیدی آب استفاده میشود.
کاربو- دور
این مواد از کربن فعال که قابلیت جذب زیاد موادی مانند کلر، فنل و مواد مشابه آلی را دارند در بستر فیلترها برای حذف بوی بد، رنگ و طعم آب استفاده میشوند.
زئو- رکس
بسترهای فیلتر از ترکیب زئو- رکس و ذغال سنگ برای حذف آهن و منگنز استفاده میشود.
مراحل کاربری فیلترهای شنی تحت فشار
آب با فشار از قسمت بالای فیلتر وارد مخزن شده و در آنجا از طریق دوشهایی بر روی سطح بستر شنها پاشیده میشود و به صورت ستونهایی از لایههای شنها عبور کرده و در مسیر خود هر گونه ذرات ناخالصی را در لایههای شنها باقی گذارده و در نهایت، آب شفاف از زیر فیلتر خارج میشود.
معمولاً در لولههای قسمت ورود و خروج فیلترها، فشارسنج نصب میکنند که فشارهای ورودی و خروج را نشان میدهد. فشار آب ورودی با فشار خروجی، با توجه به بستر شنهایی که در مسیر قرار دارند، متفاوت است. در هنگام شروع کار، وقتی شنها کاملاً تمیز هستند، این اختلاف فشار یک حد مشخصی را نشان میدهد. بر اثر گذشت زمان و استفاده از فیلتر و رسوب ذرات ناخالص در میان شنها، این اختلاف فشار افزایش مییابد، بهطوری که پس از مدت زمان مشخصی دیگر عمل تصفیه صورت نمیگیرد و اختلاف فشار به حداکثر میرسد. در چنین حالتی، جریان فیلتراسیون باید متوقف شده و شنهای فیلتر نیز شستشو داده شود.
شستشوی فیلترها
در زمان فیلتراسیون، ذرات ناخالص آب در لابهلای شنها گیر کرده و به مرور به شنها چسبیده و هیچ فضای عبوری برای آب باقی نمیماند. در چنین حالتی، با جریان معکوس آب از پایین به طرف بالا، این ذرات از شنها جدا شده و از بالای فیلتر به طرف خارج هدایت میشود. پس از مدت کوتاهی که حدود پنج دقیقه است، کلیهی ذرات خارج شده و فاصله و روزنههای فی مابین شنها به حالت اول بازگشته و میتوان شستشوی معکوس را متوقف کرده و مجدداً عمل فیلتراسیون را آغاز نمود. در مواردی که فیلترها بهطور دائم کار نمیکنند و یا در زمانهایی که متوقف شدهاند بدون توجه به اینکه آیا بستر اشباع شده است یا خیر میتوان عمل شستشوی معکوس را انجام داد و فیلتر را برای استفادهی مجدد آماده نمود. در هر صورت، در مواقعی که اختلاف فشار بین ورود و خروج آب افزایش مییابد زمان شستشوی معکوس فیلتر است.
سختیگیری آب
سختی آب بهواسطهی وجود املاح کلسیم و منیزیم در آب است. وجود این املاح در شستشوی ظروف و لباسها ایجاد اشکال و لکه مینماید و همچنین باعث میشود که صابون و یا مواد شوینده بیش از اندازه مصرف شود. استفاده از این نوع آب در سیستمهای گرمایش باعث صدمه به سیستم شده و به تدریج در لولهها و کل سیستم گرفتگی ایجاد مینماید.
معمولاً سختی آب شهر که در دسترس عموم قرار میگیرد تقلیل داده میشود، زیرا آب طبیعی سختی بیش از lit/mg150 دارد.
برای تقلیل و یا حذف سختی آب دو روش وجود دارد:
1. استفاده از آهک و سود. در این روش، ترکیبات کلسیم و منیزیم آب به صورت کربنات کلسیم و منیزم، هیدروکربنات کلسیم و منیزیم ته نشین شده و سپس بهوسیلهی فیلتر از آب جدا میشوند.
2. استفاده از بسترهای کاتیونی. این بسترها قدرت تعویض یونهای سدیم با ترکیبات کلسیم و منیزیم آب را دارند مقدار حضور املاح کلسیم در آب را کاهش میدهند.
بسترهایی که برای این منظور استفاده میشوند از سنگهای طبیعی به نام زئولیت و یا مواد آلی به نام رزین تشکیل شده است. چنین بسترهایی پس از مدت کوتاهی استفاده کاملاً اشباع میشوند و باید قابلیت شستشوی معکوس و احیاء شدن را داشته باشند.
در صنایع و یا دیگهای بخاری که با فشار زیاد کار میکنند ضروری است که آب کاملاً عاری از املاح نامطلوب شود. بدین ترتیب، از هر دوی بسترهای کاتیونی و آنیونی استفاده مینمایند.
در سیستمهایی که از آهک و سود استفاده میکنند، باید مراحل تصفیه شامل دلمهگیری با ته نشینی و فیلتراسیون باشد.
سختیگیریهایی که از زئولیت و یا رزینهای کاتیونی استفاده میکنند از مخازن سیلندری شکل فلزی با امکانات شستشوی معکوس بستر رزینها با آب نمک ساخته شدهاند. اگر آبی که قرار است سختی آن گرفته شود مشکلات فیزیکی مانند کدر بودن داشته باشد، قبل از عبور آب از دستگاه سختیگیر، باید از فیلترهای شنی عبور داده شده و سپس وارد دستگاه سختیگیر شود.
مراحل سختیگیری با زئولیت (رزین)
دستگاههایی که برای سختیگیری استفاده میشوند عبارتند از: یک یا دو مخزن سختیگیر شامل بسترهای زئولیت و همچنین در بیشتر مراحل نیز از یک مخزن اندازهگیری نمک و مخزن آب نمک استفاده میکنند.
آب سخت از قسمت فوقانی مخزن وارد شده و با عبور از لایههای زئولیت، یونهای مثبت کلسیم و منیزیم با یونهای سدیم جایگزین شده و آب خروجی بدون سختی از مخزن خارج میشود و یونهای کلسیم و منیزیم در لایههای بستر تهنشین میشوند. بعد از اتمام عمل سختیگیری، دستگاه سختیگیر از مرحلهی بهرهبرداری خارج شده و عملیات زیر بر روی آن انجام میشود:
1. شستشوی معکوس؛
2. احیا کردن بستر زئولیت بهوسیلهی نمک Nacl که بدین طریق یونهای کلسیم و منیزیم با یونهای سدیم جایگزین میشوند و بستر زئولیت به حالت اولیه برگشته و قابل استفادهی مجدد میشود.
3. با شستشوی کامل، ترکیبات کلسیم ca cl2 و منیزیم mg cl 2 و نمک اضافی از سیستم خارج شده و عمل احیاء تکمیل میشود.
در اکثر مراحل سختیگیری، میزان سختی آب تا حد صفر کاهش مییابد. در صورتی که سختی آب بسیار زیاد باشد، یک مرحله سختیگیری، سختی آب را تا این درجه پایین نمیآورد.
علاوه بر تقلیل میزان کلسیم و منیزیم آب بهوسیلهی سیستمهای سختیگیری، میتوان آهن و منگنز و املاح دیگر آلی داخل آب را نیز به این روشها، ولی با استفاده از رزینهای مناسب از بین برد. وجود باکتریها و ویروسها در آب نیازمند روشهای مناسب دیگری به غیر از سختیگیری هستند.
در آب شهر، به منظور کاهش مصرف صابون، افزایش عمر دستگاههایی که در منازل استفاده میشوند و تقلیل میزان رسوب در لولهها مقدار سختی آب را تا حدی کاهش میدهند که از نظر نوشیدن شرایط استاندارد را دارا باشد.
وجود مقدار معینی کلسیم در آب برای سلامتی ضروری است. در انگلستان، دولت نه تنها سختیگیری آب را پیشنهاد نمیدهد، بلکه برای تصفیهی آب سرمایهگذاری نیز نمیکند.
سیستمهای معمول آهک
سودا به تنهایی نمیتواند سختی آب را بهطور کامل تا صفر کاهش دهد، ولی بهطور معمول تقلیل سختی آب تا mg/lit100 پیشنهاد میشود، زیرا کمتر از آن برای سازمان آب که تولیدکنندهی آب شرب است اقتصادی نیست و در ضمن آبی که املاح کلسیم آن از بین رفته باشد برای سلامتی مضر است.برای ادامه، به کتاب مراجعه کنید.
کتابهای مرتبط
مدیریت سیستمهای تأسیساتی هتل
185,000 تومانوزن | 0.5 کیلوگرم |
---|---|
نام مولف |
حمیدرضا برومند |
شابک |
9786007127797 |
تعداد صفحه |
201 |
سال انتشار |
1396 |
نوبت چاپ |
اول |
قطع کتاب |
رحلی |
نوع جلد |
شومیز |