تصفیه آب
پنج شنبه 13 شهریور 1393 7:50 AM
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:
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 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:
| 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.
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.
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]
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.
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.
