تصفیه آب شهری
آب پاک برای جامعه مدرن ما حیاتی است. جهان به صورت ساعتی به آب سالم از منابع عمومی آب برای رفع نیاز های اولیه بهداشتی انسانها نیازمند است. جامعه ما به سیستم های آب شهری برای آب تمیز متکی است.
شبکه آبرسانی عمومی و سیستم آب شهری
تصفیه خانه های آب شهری، تاسیسات ذخیره سازی مانند مخازن آب، برج ها، مخازن و شبکه لوله های آب برای توزیع, بخشی از یک شبکه آبرسانی عمومی است که به آن سیستم آب شهری می گویند.
تقریباً تمام سازمان آبی برای مقابله با نوسانات کیفیت آب، محصولات جانبی ضدعفونی، آلاینده های نوظهور و الزامات نظارتی با مشکل مواجه شده اند. علاوه بر این، هزینه‌های کمبود آب و قدیمی بودن و فرسودگی زیرساخت‌ها، و تأثیرات جهانی تغییرات آب و هوا یا به عبارت دیگر تغییرات اقلیمی، این امر را برای سیستم های مدیریتی تصفیه آب شهری حتی سخت‌تر می‌کند. شرکت آبراه دشت مرکزی سیستم ها متنوع اولیه و ثانویه و ثالث را برای تصفیه آب شهری ارائه می‌کند تا از آخرین فناوری‌ها در تصفیه و مقاوم‌سازی در برابر شوک آبی و تغییرات اقلیمی استفاده کنند یا آنها را با راه‌حل‌های پایدار جدید جایگزین کنند تا با چالش‌های جدید روبرو شوند.
سیستم های آب آشامیدنی عمومی از روش های مختلف تصفیه آب برای تامین آب آشامیدنی سالم برای جوامع خود استفاده می کنند. سیستم های آب عمومی اغلب از یک سری مراحل تصفیه آب استفاده می کنند که شامل انعقاد، لخته سازی، ته نشینی، فیلتراسیون و ضد عفونی می شود.
مراحل تصفیه آب
در اینجا سه مرحله اصلی در تصفیه آب شهری آورده شده است.
- تصفیه اولیه
- تصفیه ثانویه
- تصفیه ثالث
تصفیه اولیه / تصفیه ی مقدماتی (پیش تصفیه)
تصفیه اولیه زمانی اتفاق می‌افتد که آب جمع‌آوری می‌شود، از جمله منابع از نهرها و رودخانه‌ها. هدف از درمان اولیه حذف آلودگی های فیزیکی از آب است.
پنج فرآیند در فاز اولیه تصفیه آب شهری وجود دارد.
پمپاژ آب از منبع آن به تصفیه خانه شهری باید با تجهیزات مناسب به گونه ای انجام شود که منبع را آلوده نکند.
در مرحله غربالگری، از صفحات و فیلترها برای حذف اقلامی مانند شاخه ها و زباله ها استفاده می شود.
گاهی اوقات می توان آب را در مخازن ذخیره کرد تا در صورت امکان خشکسالی در زمان معین استفاده شده و یا در غیز این صورت آماده تصفیه بیولوژیکی طبیعی شود.
در مناطقی که سختی آب بالاست، آب با کربنات سدیم تصفیه می شود تا کربنات کلسیم رسوب کند، فرآیندی که به عنوان پیش بهسازی شناخته می شود.
در نهایت، این مرحله تصفیه اولیه با کلر زنی اولیه به پایان می رسد که در آن آب وارد شده به تصفیه خانه به عنوان بخشی از فرآیند ضد عفونی کلر می شود.
تصفیه ثانویه (تصفیه تکمیلی)
حذف جامدات ریز و آلاینده ها با انعقاد، فیلتراسیون و سایر تکنیک ها در تصفیه ثانویه اتفاق می افتد. تفاوت اصلی بین تصفیه اولیه و ثانویه فاضلاب این است که اولیه عمدتاً به تمیز کردن فیزیکی متکی است، در حالی که تصفیه ثانویه روش های شیمیایی و میکروارگانیسم ها را معرفی می کند.
چندین تکنیک را می توان برای فیلتر کردن و حل کردن جامدات در مرحله تصفیه ثانویه استفاده کرد. روش‌های تصفیه آب شهری مورد استفاده به این بستگی دارد که آیا این منطقه سخت‌آب است، هزینه، و هر الزامات کیفی که باید وجود داشته باشد.
انعقاد
انعقاد اغلب اولین مرحله در تصفیه آب است. در طول انعقاد، مواد شیمیایی با بار مثبت به آب اضافه می شود. بار مثبت بار منفی کثیفی و سایر ذرات محلول در آب را خنثی می کند. هنگامی که این اتفاق می افتد، ذرات با مواد شیمیایی متصل می شوند تا ذرات کمی بزرگتر را تشکیل دهند. مواد شیمیایی رایج مورد استفاده در این مرحله شامل انواع خاصی از نمک، آلومینیوم یا آهن است.
لخته
لخته سازی از مرحله انعقاد پیروی می کند. لخته سازی عبارت است از اختلاط ملایم آب برای تشکیل ذرات بزرگتر و سنگین تر به نام لخته. اغلب، کارخانه های تصفیه آب در طول این مرحله مواد شیمیایی اضافی را برای کمک به تشکیل لخته ها اضافه می کنند.
رسوب گذاری
ته نشینی یکی از مراحلی است که تصفیه خانه ها برای جداسازی جامدات از آب از آن استفاده می کنند. در طول رسوب گذاری، لخته ها در کف آب می نشینند زیرا از آب سنگین تر هستند.
فیلتراسیون
هنگامی که لخته ها در کف آب قرار گرفتند، آب شفاف بالای آن فیلتر می شود تا مواد جامد اضافی از آب جدا شود. در طی فیلتراسیون، آب شفاف از فیلترهایی عبور می کند که اندازه منافذ متفاوتی دارند و از مواد مختلفی (مانند شن، شن و زغال سنگ) ساخته شده اند. این فیلترها ذرات و میکروب های حل شده مانند گرد و غبار، مواد شیمیایی، انگل ها، باکتری ها و ویروس ها را از بین می برند. فیلترهای کربن فعال نیز هر گونه بوی بد را از بین می برند.
تصفیه خانه های آب می توانند علاوه بر یا به جای فیلتراسیون سنتی از فرآیندی به نام اولترافیلتراسیون استفاده کنند. در طول اولترافیلتراسیون، آب از یک غشای فیلتر با منافذ بسیار کوچک عبور می کند. این فیلتر فقط از آب و سایر مولکول های کوچک (مانند نمک ها و مولکول های باردار و ریز) عبور می کند.
اسمز معکوس یکی دیگر از روش های فیلتراسیون است که ذرات اضافی را از آب حذف می کند. تصفیه خانه های آب اغلب از اسمز معکوس برای تصفیه آب بازیافتی (همچنین آب استفاده مجدد نامیده می شود) یا آب نمک برای آشامیدن استفاده می کنند.
تصفیه ثالث ( تصفیه پیشرفته)
در مرحله نهایی یا تصفیه ثالث، در تصفیه خانه های آب شهری ، متعادل سازی pH، ضدعفونی و تصفیه با کربن اکتیو اعمال می شود.ضدعفونی آخرین مرحله در تصفیه آب شهری است و برای حذف عوامل بیماری زا حیاتی است. بیشتر سیستم‌های آب شهری نیاز به حفظ سطح آب ضدعفونی شده در منبع و نگهداری آن برای تعداد معینی تا رسیدن به شبکه آب مصرف‌کننده را در برنامه ریزی کاری قرار داده اند. تا میزان سطح این مواد در آب به حدی قابل قبول و قابل شرب و استفاده برسد.
ضد عفونی
پس از فیلتر شدن آب، تصفیه خانه آب ممکن است یک یا چند ضدعفونی کننده شیمیایی (مانند کلر، کلرامین یا دی اکسید کلر) را برای از بین بردن انگل ها، باکتری ها یا ویروس های باقی مانده اضافه کنند. برای کمک به ایمن نگه داشتن آب هنگام طی مسیر در لوله ها به خانه ها و مشاغل، دستگاه های مانیتورینگ تصفیه آب مطمئن می شوند که آب هنگام خروج از تصفیه خانه دارای سطوح پایینی از مواد ضدعفونی کننده شیمیایی است. این ماده ضد عفونی کننده باقیمانده میکروب های ساکن در لوله های بین تصفیه خانه آب و شیر شما را از بین می برد.
علاوه بر یا به جای اضافه کردن کلر، کلرامین یا دی اکسید کلر، تصفیه خانه های آب می توانند آب را با استفاده از فرابنفش (UV)یا ازن ضد عفونی کنند. اشعه ماوراء بنفش و ازن برای ضد عفونی کردن آب در تصفیه خانه به خوبی عمل می کنند، اما این روش های ضد عفونی به کشتن میکروب ها ادامه نمی دهند زیرا آب از لوله های بین تصفیه خانه و شیر خانه ی شما عبور می کند.
تصفیه خانه های آب نیز معمولاً pH آب را تنظیم می کنند و پس از مرحله گندزدایی فلوراید اضافه می کنند. تنظیم pH طعم را بهبود می‌بخشد، خوردگی (زنگ زدگی) لوله‌ها را کاهش می‌دهد و تضمین می‌کند که ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی همچنان به کشتن میکروب‌ها ادامه می‌دهند، زیرا آب از طریق لوله‌ها عبور می‌کند. نوشیدن آب با مقدار مناسب فلوراید باعث محکم نگه داشتن دندان ها و کاهش پوسیدگی می شود.
هر صنعتی نیازهای خاص خود را برای تصفیه آب دارد
آب سطحی روی زمین یا در یک رود، رودخانه، دریاچه، مخزن یا اقیانوس جمع می شود.
آب های زیرزمینی در زیر سطح زمین در فضاهای بین سنگ و خاک قرار دارند.
آب ممکن است در جوامع مختلف بسته به کیفیت آب منبعی که وارد تصفیه خانه می شود به طور متفاوتی تصفیه شود. آبی که وارد تصفیه خانه می شود اغلب آب های سطحی یا زیرزمینی است. آب‌های سطحی معمولاً به تصفیه و فیلتراسیون بیشتری نسبت به آب‌های زیرزمینی نیاز دارند، زیرا دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و نهرها نسبت به آب‌های زیرزمینی حاوی میزان بیشتری از رسوب (ماسه، رس، سیلت و سایر ذرات خاک)، میکروب‌ها، مواد شیمیایی و سموم هستند.
برخی از منابع آب ممکن است حاوی رادیونوکلئیدها (ذرات رادیواکتیو کوچک)، مواد شیمیایی خاص (مانند نیترات) یا سموم (مانند مواد ساخته شده توسط سیانوباکتری ها) باشند. روش های تخصصی کنترل یا حذف این آلاینده ها نیز می تواند بخشی از تصفیه آب باشد.