اجرای کلیه مراحل تصفیه آب به صورت اصولی و استاندارد، جهت دستیابی به آبی سالم و با کیفیت، امری ضروری است. آب های سطحی و آب های زیرزمینی تنها منابع آبی هستند که انسان می تواند از آن برای رفع نیاز روزمره خود استفاده کند. این منبع تنها یک درصد از کل آب های روی کره زمین می باشد. با توجه به کمبود آب در اقصا نقاط دنیا، استفاده مجدد از فاضلاب ها اهمیت زیادی پیدا کرده است. به منظور تصفیه آب های آشامیدنی و تصفیه فاضلاب ها، مراکز بزرگی احداث شده که با دستگاه های پیشرفته و مواد شیمیایی مربوطه آب را تصفیه کرده و از آن مجدد استفاده می‌کنند. برای آشنایی با مراحل تصفیه آب و مواد شیمیایی استفاده شده در آن، با ما همراه باشید.
تصفیه آب چیست؟
تصفیه آب یا Water Treatment فرایندی است که در طی آن با حذف آلاینده های موجود در آب و افزودن مواد ضدعفونی کننده مخصوص، کیفیت آب را بالا می برند. تصفیه آب مراحل و سطوح مختلفی دارد که باتوجه به هدف نهایی آن، به ترتیب اجرا می‌شوند. تصفیه آب می‌تواند خانگی و یا در مقیاس شهری انجام گیرد. امروزه تصفیه آب توسط دستگاه های تصفیه آب پیشرفته و دستگاه های شیرین کننده آب طبق به روز ترین متد های روز دنیا انجام می‌شود.
تصفیه آب ممکن است جهت نوشیدن، تفریحات آبی، آب مورد نیاز صنایع و … و یا حتی ورود امن به محیط زیست باشد.
در فرآیند مربوط به تصفیه آب، موادی نظیر باکتری ها، جلبک ها، قارچ ها و ویروس ها، آهن، منگنز و دیگر مواد معدنی سنگین، از آب جدا می شوند.
مواد شیمیایی استفاده شده در مراحل تصفیه آب
متخصصان جهت ضدعفونی کردن آب، تنظیم میزان اسیدیته آب، جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم انتقال آب، حذف یون های فلزی و… از برخی ترکیبات شیمیایی در فرایند تصفیه آب استفاده می کنند که در ادامه به توضیح برخی از آن ها می پردازیم.
استفاده از کلر در مراحل تصفیه آب
کلر یا Cl به دلیل ارزان بودن و در دسترس بودن، از متداول ترین موادی است که جهت تصفیه و گندزدایی، به آب اضافه می شود. میزان کلر استفاده شده نسبت به حجم آب، بسیار مهم است و نباید از مقدار خاصی تجاوز کند. و اگر از کلر برای تصفیه استخر استفاده میکنید بهتر است از روش کلر زنی خطی استخر استفاده کنید ک برای این امر میتوانید از دستگاه کلر زن خطی نیز استفاده کنید.
کلرین دی اکساید
کلرین دی اکساید یا Cholorine Dioxide با فرمول مولکولی ClO2 گازی قرمز و زرد است که با از بین بردن برخی از باکتری های موجود در آب و کنترل بو و طعم آب آشامیدنی، در مراحل تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد.
ازن
ازن یا O3 یکی از آلوتروپ های اکسیژن می باشد که گازی آبی رنگ و ناپایدار است. اوزون چندین برابر کلر خاصیت گندزدایی دارد و از آن به عنوان یک اکسید کننده قوی و افزایش دهنده شفافیت آب، در مراحل تصفیه آب استفاده می‌شود.
آنتی اسکالانت
برای جلوگیری از تشکیل نمک های کربنات و سولفات در آب و همچنین جلوگیری از ایجاد اختلال در فیلترها و دستگاه های تصفیه آب، از آنتی اسکالانت ها در مراحل تصفیه آب استفاده می شود. همانطور که مشخص است، این ماده خاصیت ضد رسوب دارد. از انواع آنتی اسکالانت ها می توان به آنتی اسکالانت پایه فسفات و آنتی اسکالانت پایه پلیمر اشاره کرد.
استفاده از کواگولانت در مراحل تصفیه آب
جهت از بین بردن جامد های معلق موجود در آب، از مواد منعقد کننده ماننده کواگولانت استفاده می شود. کواگولانت ها به ذرات جامد معلق چسبیده و باعث ته نشین شدن آن ها می گردند. این منعقد کننده ها، یون های مثبت سنگین مانند آلومینیوم و آهن هستند که برای مثال به شکل FeCl3 و یا FeSO4 مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از فلوکولانت در مراحل تصفیه آب
این مواد، منعقد کننده های کمکی هستند که همراه با کواگولانت ها که منعقد کننده های اصلی هستند، باعث ته نشین شدن ذرات معلق موجود در آب می شوند. خاک رس، آهک هیدراته، پودر کربنات کلسیم و برخی از اکسید کننده ها جزو مواد فلوکولانت هستند.
ادتا
اتیلن دی آمین تترا استیک اسید یا به اختصار EDTA یکی از مهمترین موادی است که در مراحل تصفیه آب از آن استفاده می‌شود. این ماده یک جامد بی رنگ می باشد که با انحلال در آب، رسوبات را پاکسازی کرده و همچنین از تشکیل رسوبات کلسیم و منیزیم جلوگیری می‌کند. این ماده خاصیت کلاته کنندگی دارد؛ یعنی می‌تواند با یونهای فلزی پیوند ایجاد کند.
مراحل تصفیه آب در تصفیه خانه
تصفیه آب یک فرآیند تخصصی و پیچیده است و همانطور که گفته شد، با توجه به هدف نهایی استفاده از آب، مراحل و مواد شیمیایی استفاده شده در آن می تواند متفاوت باشد. از انواع تصفیه آب سنتی میتوان به تصفیه آب سرامیکی و تصفیه آب مغناطیسی اشاره کرد.
از مراحل تصفیه آب می توان به آب گیری، کلرزنی، هوادهی، انعقاد، سختی گیری، فیلتراسیون، نمک‌زدایی، ضدعفونی کردن و ذخیره سازی اشاره کرد که در ادامه به توضیح برخی از آن ها می پردازیم.
- آب گیری در مراحل تصفیه آب: در این مرحله ، آب باید بدون حرکت و تلاطم باشد تا برخی از مواد آلایند آن ته نشین شوند. در این مرحله تورهای آشغالگیر مخصوصی نیز جهت تصفیه اولیه آب، تعبیه می شوند.
- تصفیه شیمیایی مقدماتی: در این مرحله با استفاده از مواد شیمیایی، از رشد گیاهان و جلبک ها در محل ذخیره آب جلوگیری می شود.
- ته نشینی مقدماتی: در این مرحله که بعد از از بین بردن گیاهان و جلبک ها انجام می شود، با استفاده از مواد شیمیایی منعقد کننده، حجم زیادی از ذرات معلق در آب ته نشین می شوند.
- هوادهی در مراحل تصفیه آب: هوادهی انواع مختلفی دارد. در این مرحله حجم بالایی از گازهای موجود در آب، خارج می شود که این کار بر طعم و بوی آب موثر است.
- انعقاد: در این مرحله از کواگولانت ها و فلوکولانت ها استفاده می شود که با ایجاد پیوند بین ذرات معلق، آلاینده ها ته نشین می شوند.
- سختی گیری: وجود نمک های معدنی مانند کلسیم و منیزیم، باعث سختی زیاد آب می شود که در مراحل تصفیه آب به منظور کاهش درجه سختی، از مواد شیمیایی مانند آنتی اسکالانت ها که در مورد آن ها توضیح داده شد، استفاده می‌شود.
- گندزدایی در مراحل تصفیه آب: گندزدایی و ضدعفونی کردن آب با استفاده از مواد ضدعفونی کننده مانند کلر یا ازن انجام می شود.
- ذخیره سازی: آخرین مرحله تصفیه آب، ذخیره‌سازی آب و انتقال آن به لوله کشی آب شهری است. در این مرحله باید توجه داشت که محل ذخیره سازی و لوله کشی تجهیز شده باشند، تا در آب رسوب تشکیل نشده و اسیدیته آن تغییر نکند.
فیلترهای استفاده شده در مراحل تصفیه آب
همانطور که که گفته شد، در فرایند تصفیه آب از فیلتر نیز استفاده می‌شود. از انواع فیلتر های استفاده شده در مراحل مختلف تصفیه آب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
فیلتر پروپلین: فیلتر پروپلین از اولین فیلترهای استفاده شده در مراحل تصفیه آب است که از الیاف فشرده ساخته شده است. این فیلتر از ورود آلاینده های بزرگ مانند شن و ماسه و رسوبات جلوگیری می کند.
فیلتر کربن فعال: در این فیلتر از کربن پودری یا زغال فعال استفاده شده است. کربن پودری به علت داشتن سطح تماس زیاد، توانایی جذب آلاینده ها را در مقیاس بالا دارد.
فیلتر کربن بلاک: در این فیلتر از کربن تکه ای استفاده شده است. این فیلتر بعد از فیلتر کربن فعال قرار می گیرد و کامل کننده فیلتر قبلی می باشد.
فیلترالیافی یک میکرون: این فیلتر از جنس فیلتر پروپلین می باشد؛ با این تفاوت که دقت بیشتری داشته و منافذ آن کوچک تر است. فیلتر الیافی ۱ میکرون در مراحل تصفیه آب، کامل کننده فیلتر پروپلین می باشد.
فیلتر ممبران: این فیلتر که به فیلتر اسمز معکوس RO چند لایه غشای نیمه تراوا نیز معروف است، دقت بالایی داشته و بر پایه قوانین اسمز کار می کند.
فیلتر مینرال: همانطور که مشخص است، فیلتر مینرال یک فیلتر معدنی است که در آن، سنگ های معدنی به کار رفته و سختی آب را تنظیم می‌کند.
فیلتر آلکالاین: این فیلتر باعث تنظیم میزان اسیدیته آب آشامیدنی و استخر می شود. از آنجا که زنگ زدگی های موجود در لوله کشی های آب باعث اسیدی شدن آب می شود، این فیلتر با افزایش pH آب، باعث تنظیم Ph آب می‌شود.
فیلتر اکسیژن ساز: همانطور که مشخص است، این فیلتر در مراحل تصفیه آب باعث افزایش سطح اکسیژن موجود در آب می شود.