تصفیه آب

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

تصفیه آب (به انگلیسی: Water purification)، به فرایندهایی گفته می‌شود که طی آن مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های بیولوژیکی، جامدات معلق و گازها از آب آلوده حذف می‌شوند، تا قابل آشامیدن یا مصرف کشاورزی گردد. به طور کلی روش‌های مورد استفاده عبارتند از فرایندهای فیزیکی مانند فیلتراسیون، ته‌نشینی، تقطیر و فرایندهای زیستی مانند فیلترهای شنی و ماسه‌ای کند، کربن اکتیو (زغال فعال) و فرایندهای شیمیایی مانند کلرزنی,اذن زنی، دفلوکولانت، استفاده از تابش الکترومغناطیسی مانند اشعه ماوراء بنفش.

فرایند تصفیه آب ممکن است به کاهش غلظت ذرات معلق یا ذرات محلول در آب از جمله ذرات معلق، انگل‌ها باکتری‌ها، جلبک‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و طیف وسیعی از مواد محلول و ذرات معلق موجود در آب منجر شود.

روشهای تصفیه اب عبارتند از:

  • تقطیر
  • زلال سازی
  • میکروفیلتراسیون MF
  • اولترا فیلتراسیون UF
  • اسمز معکوس RO
  • روش تصفیه غشایی (MF,UF,NF)
  • فیلتر تند ماسه ای

اولترافیلتراسیون UF[ویرایش]

اولترافیلتراسیون تکنولوژی جداسازی توسط ممبرین است که بر مبنای غشای نیمه تراوا جهت جداسازی محلول های حاوی ترکیبات مفید و غیرمفید به کار برده می شود. اختلاف فشار، نیروی محرک جریان، جهت عبور از میان غشای ممبرین می باشد. ساختار نامتقارن ممبرین های UF باعث جدا شدن ذرات بزرگتر از وزن مولکولی ممبرین و باقی ماندن آن ها در سطح ممبرین می شود در حالیکه ذرات کوچکتر از میان ساختار ممبرین عبور می کنند. فیلتراسیون، پالایش، جداسازی و تغلیظ محلول زمانی که غلظت مواد باقی‌مانده بر سطح ممبرین افزایش پیدا می کند به پایان می رسد. ممبرین های (PVDF UF) ممبرین هایی جدید با بافت تو خالی جهت جداسازی، فیلتراسیون و تغلیظ مواد می باشند. قطر داخلی بافت ها تقریباً mm0.8-0.7 و قطر خارجی آن ها mm1.3-1.1 است. میزان وزن جداکننده مولکولی از 100000-5000 dalton و بافت های ممبرین پوشیده شده توسط پوشش رزینی اپوکسی پوشیده (pack) شده است.

اسمز معکوس[ویرایش]

در سیستم اسمز معکوس غشاء مهمترین و حساس ترین قسمت دستگاه می باشد. زیرا فشار عملیاتی مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخ های آن دارد. همچنین غشاء به علت تماس مداوم با مواد شیمیایی افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب گذار و زیست کش ها (Biocides) واکنش ندهد.

ته نشینی[ویرایش]

ته نشینی یکی از درجه های تصفیه است که در بسیاری از موارد قابل قبول نیست و به تصفیهء بیشتر نیاز است.ته نشینی فرایندی زمان بر است و در برخی مواقع زمان مورد نیاز برای آن عملی نیست.زمان ته نشینی به عوامل بسیاری بستگی دارد مانند:

  1. وزن ذره
  2. شکل ذره
  3. اندازهء ذره
  4. گرانروی و / یا مقاومت اصطکاکی آب، که تابعی از دما است.
نرخ ته نشینی با اندازهء ذرات
قطر ذرات(به میلی متر) نوع ذره زمان لازم برای ته نشینی
10 ریگ 0.3 ثانیه
1 شن درشت 3 ثانیه
0.1 شن ریز 38 ثانیه
0.01 گل و لای 33 دقیقه
0.001 باکتری 35 ساعت
0.0001 ذرات خاکهء معدنی 23 روز
0.00001 ذرات چسبناک و لزج 63 سال

برای محاسبهء این زمان قانون استکس وجود دارد: V=2662*(S1-S2)*D^2/z V=سرعت ته نشینی(فوت بر ثانیه) S1=چگالی ذره (lb/ft3) S2=چگالی سیال(lb/ft3) D=قطر ذره(in) z=گران روی(سانتی پواز) در این رابطه فرض می شود که ذرات کروی هستند، تحت فشار مقاومت چسبناکی نیستند و بار الکتریکی ندارند.و این قانون بدون این شرایط صحیح نیست.بیشتر ذرات جامد معلق کوچکتر از 0.1mm در سطح آب بار الکتریکی منفی دارند.این بار منجر به دفع شدن ذرات از یکدیگر و پایداری بیشتر آن ودر نتیجه بیشتر شده زمان ته نشینی می شود.معمولاً برای خنثی سازی ذرات معلق و نتیجتاً بهتر کردن ته نشینی از مواد شیمیایی استفاده می شود. به این مواد شیمیایی در فرآین تصفیه منعقد کننده گفته می شود.و به عمل خنثی سازی ذرات منعقد سازی گویند.

منعقد ساز های غیر آلی[ویرایش]

معمول ترین منعقد ساز ها عبارتند از: 1.سولفات آلومینیوم-Al2(SO4)3

2.سولفات آهن-Fe2(SO4)3

3.کلراید آهن-FeCl3

4.آلومینات سدیم-Na2AI204

مواد حاصل از این واکنش ها معمولاً نامحلول در آب اند.

واکنش های منعقد سازی[ویرایش]

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2AI(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2AI(OH)3 + 3Na2SO4

Al2(SO4)3 (NH4)2SO4 + 3Ca(HC03) = 2AI(OH)3 + (NH4)2SO4 + 3CaSO4 + 6CO2

Al2(SO4)3 K2SO4 + 3Ca(HCO3)2 = 2AI(OH)3 + K2SO4 + 3CaSO4 + 6CO2

Na2AI204 + Ca(HCO3)2 + H20 = 2AI(OH)3 + CaCO3 + Na2CO2

Fe(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3) = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2[۱]

تصفیه آب استخر[ویرایش]

بهترین روش مورد استفاده در دنیا جهت تصفیه آب استخرهای شنای سرپوشیده یا سرباز (خصوصی و عمومی) و تصفیه آب و از بین بردن جلبک در آبنماها در حال حاضر استفاده از ازن می باشد که به علت مزایای فراوان و توانایی بسیار بالای این روش، استفاده از آن روز به روز در حال گسترش است.

پرورش ماهی[ویرایش]

قدمت استفاده از سیستم گردشی پرورش آبزیان به حدود دو دهه می رسد که برای اولین بار در کشور دانمارک مورد استفاده قرارگرفت و هم اکنون در کشورهای اروپایی (به طور خاص) مورد استفاده قرار می گیرد. در یک سیستم مداربسته که آب مورد استفاده ماهیان از نظر اکسیژن فقیر شده و مواد سمی و فضولات آن زیاد شده است، با حذف مواد معلق توسط میکروفیلتر و تبدیل آمونیوم تولید شده به نیتریت و نیترات زیر حد مجاز توسط بیوفیلترها و تزریق اکسیژن مایع خالص بوسیله رآکتورهای مخلوط کن و ضدعفونی کردن، آب احیا می شود و مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد.

منابع[ویرایش]