آب پاک و سالم یک منبع حیاتی برای اهداف مختلف از شرب و بهداشت گرفته تا فرایندهای صنعتی است. با افزایش جمعیت جهانی، شهرنشینی و صنعتی شدن، تقاضا برای راهحلهای مؤثر تصفیه آب به طور پیوسته در حال افزایش است. شرکتهای تصفیه آب نقش مهمی در اطمینان از اینکه آب از منابع مختلف تصفیه شده و برای مصرف یا سایر کاربردها ایمن است، ایفا میکنند.
این راهنما مصرف کنندگان را با اصول تجهیزات تصفیه آب آشنا می کند. مانند انواع مختلف تجهیزات، نحوه کار آنها و اهمیت نگهداری از آنها.
همچنین نکاتی را در مورد نحوه انتخاب بهترین تجهیزات تصفیه آب بر اساس عواملی مانند تأمین آب، کیفیت آب و سرعت جریان ارائه میدهد.
تصفیه آب
سیستم تصفیه آب روش یا مجموعهای از عملیات است که آب را تصفیه و تمیز می کند تا برای مصارف انسانی یا سایر کاربردها ایمن باشد. درمانهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و همچنین روشهای فیلتراسیون و ضد عفونی میتوانند در این سیستمها گنجانده شوند.
روشهای تصفیه مورد استفاده بر اساس کیفیت آب منبع و استفاده برنامهریزیشده از آب تصفیه شده تعیین میشود. برخی از فرایندهای محبوب تصفیه آب عبارتاند از انعقاد، تهنشینی، فیلتراسیون و گندزدایی.
هدف یک سیستم تصفیه آب حذف آلایندهها و سموم از آب مانند باکتریها، ویروسها و مواد شیمیایی است تا کیفیت و ایمنی کلی آب را بهبود بخشد.
توزیع تصفیه آب نیز مجموعهای از تکنیکهای مورد استفاده برای فیلتر کردن و تمیز کردن آب است تا برای مصارف انسانی یا سایر کاربردها ایمن باشد. روشهای تصفیه مورد استفاده بر اساس کیفیت آب منبع و استفاده برنامهریزیشده از آب تصفیه شده تعیین میشود.
انواع تجهیزات تصفیه آب
تجهیزات تصفیه آب به تصفیه آب کمک می کند تا بتوان با خیال راحت از آن برای نوشیدن، آبیاری و سایر فعالیتها استفاده کرد. انواع مختلفی از تجهیزات برای رسیدگی به سطوح مختلف آلودگی در آب موجود است.
مخازن ته نشینی
مخازن ته نشینی که به عنوان زلال ساز نیز شناخته میشوند، نوع متداولی از تجهیزات تصفیه آب هستند که برای حذف جامدات معلق از آب استفاده میشوند. ته نشینی به این صورت عمل می کند که جامدات را قادر میسازد تا در کف مخزن تهنشین شوند، جایی که میتوان آنها را حذف کرد.
در یک مخزن ته نشینی، آب به مخزن وارد میشود و اجازه میدهد به آرامی در مخزن جریان یابد. سرعت آب به دقت کنترل میشود تا اطمینان حاصل شود که مواد جامد زمان کافی برای تهنشین شدن در کف مخزن دارند.
با گذشت زمان، مواد جامد تهنشین میشوند و لجن تشکیل میدهند که میتوان آن را از طریق خروجی لجن خارج کرد. سپس آب شفاف از بالای مخزن جمع آوری میشود و در صورت نیاز میتوان آن را تحت فیلتراسیونهای دیگر قرار داد.
مخازن ته نشینی معمولاً در تصفیهخانههای آب شهری و صنعتی برای حذف جامدات معلق از منابع آب خام مانند رودخانهها یا دریاچهها استفاده میشود. مخازن را میتوان بهگونهای طراحی کرد که طیف وسیعی از نرخهای جریان را تحمل کند و آنها را برای استفاده در سیستمهای تصفیه آب بزرگ و کوچک مناسب می کند.
سیستمهای فیلتراسیون
سیستمهای فیلتراسیون در تصفیه آب برای اطمینان از استفاده ایمن و پاک از منابع آب ضروری هستند. انواع مختلفی از سیستمهای فیلتراسیون در تصفیه آب وجود دارد که هر کدام برای حذف آلایندههای مختلف از منابع آب طراحی شدهاند. این سیستمها را میتوان به دو دسته اصلی فیلتراسیون مکانیکی و شیمیایی طبقه بندی کرد.
فیلتراسیون مکانیکی فرایندی است که شامل حذف فیزیکی ذرات از منابع آب، به طور مستقیم یا از طریق محیطی مانند ماسه، زغال چوب یا مواد دیگر است.
فیلتراسیون شیمیایی فرایند پیچیدهتری نسبت به فیلتراسیون مکانیکی است که شامل استفاده از مواد شیمیایی یا سایر ترکیبات برای حذف آلایندههای خاص از منابع آب است. این نوع فیلتراسیون برای حذف مواد آلی، فلزات سنگین و سایر اجزای سمی از منابع آب مؤثرتر است.
تجهیزات ضد عفونی
تجهیزات ضد عفونی در تصفیه آب برای از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر مانند باکتریها، ویروسها و انگلهایی که ممکن است در آب وجود داشته باشند، استفاده میشود. هدف از گندزدایی کاهش خطر ابتلا به بیماریهای ناشی از آب و اطمینان از اینکه آب تصفیه شده با استانداردهای کیفی مورد نیاز مطابقت دارد، میباشد.
انواع مختلفی از تجهیزات ضد عفونی مورد استفاده در تصفیه آب وجود دارد، از جمله ضد عفونی با کلر، ضد عفونی با اشعه ماورای بنفش (UV) و ضد عفونی ازن.
هر نوع تجهیزات ضد عفونی نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارد و نوع خاص مورد استفاده به کیفیت آب تصفیه شده، کیفیت مورد نیاز آب تصفیه شده و عوامل دیگری مانند هزینه و سهولت کار بستگی دارد.
تجهیزات نرم کننده
سختی گیر در تصفیه آب به دستگاههایی اطلاق میشود که برای حذف یونهای سختی اضافی مانند کلسیم و منیزیم از آب استفاده میشود. رایجترین روش نرم شدن تبادل یونی است که در آن یونهای سختی با یونهای سدیم مبادله میشوند که با نام سختی گیر رزینی شناخته میشوند.
روشهای دیگر عبارتاند از تصفیه خاکستر آهک – سودا و اسمز معکوس. انتخاب تجهیزات نرم کننده به سطح نرم شدن مورد نظر، اندازه تأسیسات تصفیه و کیفیت آب بستگی دارد.
سختی گیرها در تصفیه آب مهم هستند؛ زیرا آب سخت میتواند باعث پوستهپوسته شدن در لولهها، آسیب به دستگاهها و تأثیرگذاری بر کارایی صابون و مواد شوینده شود.
سیستمهای غشایی
سیستمهای غشایی به دستگاههایی اطلاق میشود که از یک مانع نازک یا غشا برای جداسازی آلایندهها از آب استفاده می کنند. رایجترین انواع غشاهای مورد استفاده در تصفیه آب عبارتاند از: میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس.
سیستمهای غشایی معمولاً در کاربردهای مختلف تصفیه آب از جمله نمک زدایی، حذف مواد جامد و ناخالصیهای محلول و تولید آب با خلوص بالا استفاده میشوند.
انتخاب سیستم غشایی به نوع و سطح آلایندههای موجود در آب، کیفیت مطلوب آب تصفیه شده و اندازه تأسیسات تصفیه بستگی دارد.
میکسر و هواکش
میکسرها و هوادهها در تصفیه آب دستگاههایی هستند که برای افزایش سرعت واکنشهای شیمیایی و افزایش انتقال اکسیژن در آب استفاده میشوند. از میکسرها برای هم زدن آب و حفظ یکنواختی آن استفاده میشود. آنها معمولاً برای توزیع یکنواخت مواد شیمیایی و اطمینان از اختلاط مناسب منعقدکنندهها، لخته سازها و سایر مواد شیمیایی تصفیه در آب استفاده میشوند.
در حالی که از هوادهها برای انتقال اکسیژن به آب برای حمایت از رشد باکتریهای مفید استفاده میشود که در تصفیه فاضلاب استفاده میشود. هوادهها همچنین میتوانند به حذف گازهای محلول مانند دیاکسیدکربن کمک کنند.
انتخاب میکسرها و هوادهها به نوع و سطح آلایندههای موجود در آب، کیفیت مطلوب آب تصفیه شده و اندازه تأسیسات تصفیه بستگی دارد. سرعت جریان، دمای آب و وجود مواد شیمیایی دیگر در آب، همگی در انتخاب بهترین تکنولوژی میکسر و هواده نقش دارند.
روشن کنندهها
زلالکنندهها در تصفیه آب دستگاههایی هستند که برای حذف جامدات معلق، جلبکها و سایر ناخالصیها از آب استفاده میشوند. یکی از مهمترین زلال سازهای آب، فیلتر شنی است که با استفاده از بستر شنی (سیلیس) کدورت، جامدات معلق و ناخالصیهای جامد در آب را حذف می کند.
این سیستمها را میتوان به میکسر و هواکش برای بهبود عملکرد آنها مجهز کرد. آنها معمولاً در تصفیهخانههای آب برای فرایندهای ته نشینی، انعقاد و لخته سازی استفاده میشوند.
انتخاب تکنولوژی زلال ساز به نوع و سطح آلایندههای موجود در آب، کیفیت مطلوب آب تصفیه شده و اندازه تأسیسات تصفیه بستگی دارد.
یکی از مهمترین زلال سازهای آب، فیلتر شنی است مه با استفاده از بستر شنی (سیلیس) کدورت، جامدات معلق و ناخالصیهای جامد در آب را حذف میکند.
فرایند سیستم تصفیه آب چیست؟
سیستمهای آب آشامیدنی عمومی از چندین روش تصفیه آب برای تأمین آب آشامیدنی برای عموم استفاده می کنند. مراحل تصفیه آب که اغلب در سیستمهای آب عمومی استفاده میشود شامل لخته سازی، انعقاد، فیلتراسیون، ته نشینی و گندزدایی میباشد. موارد زیر فرایند یا مراحل تصفیه آب است.
انعقاد
انعقاد معمولاً اولین مرحله در تصفیه آب است. مواد شیمیایی با بار مثبت در طول انعقاد به آب وارد میشوند. بار مثبت مقدار منفی کثیفی محلول و سایر ذرات را خنثی می کند.
هنگامی که این اتفاق میافتد، ذرات با مواد شیمیایی بر همکنش می کنند تا ذرات کمی بزرگتر را تشکیل دهند. نمک، آلومینیوم و آهن رایجترین مواد شیمیایی این مرحله هستند.
لخته
پس از انعقاد، لخته سازی وجود دارد. لخته سازی به تدریج آب را مخلوط می کند تا لختههای بزرگتر و ذرات سنگینتری تولید کند. تأسیسات ابزار تصفیه آب اغلب مواد شیمیایی را در این مرحله برای کمک به توسعه لخته اضافه می کنند. جمع آوری آلودگیها به صورت لخته و بههمچسبیده کار راحتتری خواهد بود.
رسوب گذاری
تصفیهخانههای آب از ته نشینی به عنوان یکی از روشهای حذف ذرات از آب استفاده می کنند. لختهها در هنگام تهنشین شدن به کف آب میریزند؛ زیرا از آب سنگینتر هستند.
فیلتراسیون
پس از غرق شدن لختهها به کف منابع آب، آب تمیز روی سطح فیلتر میشود تا ذرات باقی مانده از بین برود. در طول فیلتراسیون، آب تمیز از فیلترهایی با اندازه ذرات و مواد مختلف مانند ماسه، شن و زغال چوب (فیلتر شنی و فیلتر کربنی) عبور می کند.
این فیلترها گردوغبار، مواد شیمیایی، انگلها، باکتریها و ویروسها را از ذرات محلول و عوامل بیماری زا حذف می کنند. علاوه بر این، فیلترهای کربن فعال بوی نامطبوع را کاهش میدهند.
تأسیسات تصفیه آب ممکن است از اولترافیلتراسیون علاوه بر یا به جای فیلتراسیون سنتی استفاده کنند. آب از طریق یک غشای فیلتر با منافذ بسیار کوچک اولترا فیلتر میشود. فقط آب و مولکولهای کوچک، مانند نمکها و مولکولهای ریز باردار، میتوانند از این فیلتر عبور کنند.
یکی دیگر از فناوریهای فیلتراسیون که ذرات اضافی را از آب حذف میکند، نماد بیرونی اسمز معکوس است. هنگام پردازش آب بازیافتی، تصفیهخانههای آب اغلب از اسمز معکوس استفاده می کنند.
ضد عفونی
پس از فیلتر شدن آب، تأسیسات تصفیه آب ممکن است مواد ضدعفونی کننده شیمیایی مانند کلرامین، کلر یا دیاکسید کلر را برای از بین بردن انگلها، باکتریها یا ویروسهای باقی مانده اضافه کنند. تصفیهخانهها تضمین می کنند که آب خروجی از تصفیه خانه دارای مقادیر کم ضدعفونی شیمیایی است تا به حفظ ایمنی آب در هنگام رفتن به خانهها و مشاغل کمک کند.
این ماده ضدعفونی کننده باقیمانده میکروارگانیسمهای موجود در لولههایی را که تصفیه خانه آب را به شیر آب متصل می کنند، از بین میبرد. بر اساس یک مطالعه، این مورد است. اگرچه اشعه ماورای بنفش و ازن در ضدعفونیکردن آب در تصفیه خانه بسیار عالی هستند، اما با عبور آب از لولهها به سمت شیر، به تخریب باکتریها ادامه نمیدهند.
مهم است که شیرهای صنعتی را از یک تولید کننده معتبر شیر صنعتی تهیه کنید، زیرا کیفیت شیرهای مورد استفاده در سیستم تصفیه آب میتواند تأثیر زیادی بر کارایی فرایند تصفیه داشته باشد.
چه صنایعی به تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب نیاز دارند؟
تصفیه فاضلاب یک عمل ضروری در صنایع مختلف است. شرکتها باید برای حفظ سلامت زمین و ایمنی جمعیتهای انسانی مسئولانه عمل کنند.
هر روز، یک خانه متوسط آمریکایی تقریباً 300 گالن آب مصرف می کند. حدود 70 درصد از این استفاده در داخل خانه انجام میشود. مصرف آب در فضای باز 30 درصد از کل مصرف آب مسکونی در ایالات متحده را تشکیل میدهد، اما در مناطق بیابانی و مناظر پر آب میتواند بسیار بیشتر باشد.
کسب و کارها در بسیاری از موارد نباید فاضلاب خود را تصفیه کنند. آنها ممکن است فاقد مجوزهای لازم باشند و انجام این روش بدون هزینههای قابل توجه بسیار دشوار است.
یک مرکز حرفهای تصفیه فاضلاب دارای مجوزها، تجربه و مهارتهای فنی لازم برای تصفیه و دفع فاضلاب صنعتی به روشی مقرون به صرفه، کارآمد و مهمتر از همه ایمن است.
لیست صنایعی که نیاز به تصفیه آب دارند به شرح زیر است:
کشاورزی و دامپروری
آب در کشاورزی برای آبیاری و تجهیزات نظافتی استفاده میشود. فاضلاب کشاورزی اغلب حاوی مقادیر زیادی آلاینده فسفات و نیترات و همچنین ترکیبات شیمیایی از علفکشها و آفتکشها به دلیل استفاده از کود است. برای اطمینان از حذف آلایندهها از فاضلاب، میتوان از یک صافی صنعتی برای فیلتر کردن هر گونه زباله یا آلاینده بزرگ قبل از رسیدن به تأسیسات تصفیه فاضلاب استفاده کرد.
عملیات کشاورزی و دامپروری تخصصی ممکن است اشکال مختلفی از فاضلاب تولید کند. بهعنوانمثال، ضایعات لبنیات اغلب حاوی قند، چربی و مواد افزودنی محلول هستند. میتوان از یک صافی صنعتی برای کمک به کاهش آلاینده ها موجود در این نوع زبالهها قبل از تصفیه و دفع مناسب استفاده کرد.
تولید مواد شیمیایی
وقتی صحبت از تجهیزات مدیریت آب و پسابهای فاضلاب میشود، صنایع شیمیایی در رعایت الزامات مقررات زیست محیطی با مشکلات عمدهای مواجه است. آلایندههای سنتی مانند روغن و گریس و همچنین ذرات معلق، آمونیاک، کروم، فنلها و سولفیدها از پالایشگاههای نفت و صنایع پتروشیمی منتشر میشوند.
نیروگاهها
به طور خاص، نیروگاههایی که از زغال سنگ استفاده می کنند، منبع قابل توجهی از فاضلاب صنعتی هستند. بسیاری از این کارخانهها فاضلاب حاوی سطوح بالایی از فلزات مانند جیوه، کلد، کادمیوم و کروم و ترکیبات سلنیوم، آرسنیک و نیتروژن (نیتراتها و نیتریتها) را منتشر می کنند. سیستمهایی که دارای کنترل کننده آلودگی هوا هستند، بهعنوانمثال، اسکرابرهای مرطوب، آلایندههایی را که جذب می کنند به جریان فاضلاب میریزند.
فراوری مواد غذایی
آفتکشها، حشرهکشها، فضولات حیوانی و غلظت کود در مواد غذایی و فاضلاب مزرعه باید کنترل شود. فراوری مواد غذایی از مواد خام باعث تولید مایعاتی با مقادیر بالایی از ذرات معلق، زبالههای آلی محلول یا مواد شیمیایی میشود.
ضایعات آلی حاصل از کشتار و فراوری حیوانات، مایعات بدن، مواد روده و خون همه منابع آلاینده آب هستند که باید تصفیه شوند.
ساخت و ساز
علاوه بر ضایعات زباله قابلتوجه، صنعت ساختمان سازی به روشهای مختلف فاضلاب تولید می کند. شستشوی تجهیزات سنگین ساختمانی میتواند پساب تولید کند که شرکتهای ساختمانی باید آن را به اندازه کافی مدیریت کنند. علاوه بر این، استفاده از مواد شیمیایی مانند رنگها، حلالها و چسبها باعث تولید فاضلاب میشود که شرکتها باید به درستی آن را دفع کنند.
تولید صنعتی
تأسیسات تولیدی صنعتی مانند کارخانههای آهن و فولاد از طریق عملیات مختلف فاضلاب تولید می کنند. مقادیر زیادی آب خنک کننده در کورههای بلند برای تولید آهن از سنگ معدن مورد نیاز است که میتواند با محصولات جانبی مانند آمونیاک و سیانید آلوده شود.
آب برای فعالیتهای تولید فولاد به عنوان خنک کننده و روان کننده مورد نیاز است. مؤسسات صنعتی ممکن است مقادیر قابل توجهی ضایعات نفتی تولید کرده و مقادیر زیادی آلودگی در پساب خود ایجاد کنند.
نفت و گاز
آب تمیز و پسماند نفت به عنوان فاضلاب توسط صنعت نفت و گاز، به ویژه استخراج نفت و گاز تولید میشود. هم بقایای مخازن و هم آبی که برای تمیز کردن آنها استفاده میشود باید به درستی دفع شوند.
آبی که برای تمیز کردن ماشین آلات سنگین استفاده میشود، فاضلاب تولید می کند که باید طبق مقررات شهری، کشوری دفع شود. برخی از اشکال روغن قدیمی قابل بازیافت هستند. در این صورت، یک شرکت معتبر حذف زباله میتواند به شرکتهای نفت و گاز کمک کند تا گزینههای بازیافت زباله خود را بررسی کنند.
تولید دارو
صنعت داروسازی در طول فرایند تولید، فاضلاب تولید می کند. ضایعات تولید دارو شامل ضایعات دارویی تنظیم شده و باقیمانده و ضایعات دارویی غیر کنترل شده و غیر باقیمانده است. آب مورد استفاده برای تولید دارو نیز دور ریخته میشود.
نحوه انتخاب تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب مناسب
انتخاب شیرهای صنعتی با کیفیت در تصفیه آب نقش مهمی در تنظیم جریان و فشار آب، حفظ دبی بهینه، اطمینان از ایمنی و ایزوله سازی تکتک اجزا، کاهش مصرف انرژی و حفاظت از مردم و محیط زیست دارد. انتخاب و نگهداری مناسب آنها برای اطمینان از کیفیت و ایمنی آب تصفیه شده ضروری است.
هنگام انتخاب تجهیزات تصفیه خانه فاضلاب، جنبههای مختلفی باید در نظر گرفته شود. در اینجا سه نکته حیاتی وجود دارد که باید در نظر داشت:
اهداف درمان را بررسی کنید.
با در نظر گرفتن اهداف درمانی خود شروع کنید. مالک شرکت یا یک متخصص تصفیه آب میتواند با پرسیدن سؤالات زیر، انتخابها را محدود کند:
مشخصات تخلیه پساب چیست؟
چه چیزی باید از فاضلاب حذف شود؟
چه حجمی از فاضلاب باید تصفیه شود؟
سیاستهای تصفیه فاضلاب چیست؟
اهداف تصفیه باید جنبه تصمیم گیری در انتخاب لیست تجهیزات مناسب برای تأسیسات تصفیه فاضلاب باشد. هنگامی که هدف درمان مشخص شد، صاحبان شرکت ممکن است شروع به بررسی بودجه کنند.
فضای سیستم تصفیه را در نظر بگیرید
اندازه تأسیسات تصفیه فاضلاب نیز بر تجهیزات انتخاب شده برای تصفیهخانه فاضلاب تأثیر میگذارد. یک مرکز تصفیه فاضلاب کوچکتر ممکن است به تجهیزات بزرگتر نیاز نداشته باشد.
هنگام انتخاب تجهیزات تصفیه خانه فاضلاب، مصرف کنندگان باید طرح تأسیسات خود را نیز در نظر بگیرند.
ساخت یک مدل سه بعدی از تصفیه خانه فاضلاب یک روش کم هزینه برای توزیع آب برای تعیین اندازه تأسیسات تصفیه با در نظر گرفتن بودجه است. این به هر کسی ایده منصفانهای از هزینه و نیازهای آن میدهد.
به بودجه فکر کنید
در نظر گرفتن بودجه هنگام خرید تجهیزات برای تأسیسات تصفیه فاضلاب بسیار مهم است. اگر بودجه محدود باشد، صاحبان مشاغل ممکن است بخواهند از انواع خاصی از تجهیزات تصفیه خانه فاضلاب نسبت به سایرین استفاده کنند.
برای مثال، صاحبان شرکت ممکن است با انتخاب تجهیزات تصفیه خانه فاضلاب متناسب با نیازهای خاص تصفیه فاضلاب، در هزینه خود صرفه جویی کنند. بهعنوانمثال، اگر روشهای تصفیه اولیه سیستم توزیع آب مؤثر باشد، ممکن است بتواند با یک سیستم تصفیه ثانویه کوچکتر به کار خود ادامه دهد.
برآورد اولیه هزینههای تصفیه خانه فاضلاب میتواند به فرد کمک کند تا در حین تحقق اهداف تصفیه فاضلاب طبق بودجه در نظر گرفته شده عمل کند.
نتیجه
تجهیزات تصفیه آب برای اطمینان از تأمین آب سالم و تمیز ضروری است. درک اصول اولیه تجهیزات تصفیه آب و انواع مختلف تجهیزات موجود برای تصمیم گیری آگاهانه ضروری است.