تصفیه آب آشامیدنی

منابع آب سطحی و زیرزمینی معمولاً قابل شرب نیستند. برای این آب‌ها مناسب برای مصرف و آشامیدن شوند، مراحل مختلف را پشت سر می‌گذارند.

تصفیه آب آشامیدنی فرایندی است که بر روی منابع آب صورت می‌گیرد تا با پاکسازی، فیلتراسیون و ضدعفونی مواد شیمیایی محلول در آب، باکتری‌ها، میکروب‌ها، قارچ‌ها و …. آبی قابل شرب و بدون ضرر برای مصارف آشامیدنی به دست انسان برسد.

از کل منابع آبی موجود روی کره زمین که عبارتند از: دریاها، دریاچه‌ها،آب زیرزمینی، یخچال‌های طبیعی، رطوبت موجو در هوا و… ۷/۹۹ درصد آن برای مصرف انسان مناسب نیست. در واقع تنها ۳ درصد از کل منابع آب، آب شیرین قابل مصرف برای انسان است. این آب شیرین از رودخانه‌ها، دریاچه ها و آب‌های زیرزمینی به دست می‌آید.

اما آب شیرین این منابع نیز رشد روز افزون جمعیت کره زمین و گسترش آلودگی‌ها، برای آشامیدن باید مراحل تصفیه آب را پشت سر بگذارد. چرا که آب تصفیه نشده ممکن است حاوی میکروب‌ها، انگل‌های مسبب بیماری‌های چون وبا، پساب‌های صنعتی، مواد شیمیایی مورد مصرف در کشاورزی و … باشد که برای سلامتی انسان ها خطرآفرین است.

برای تصفیه آب آشامیدنی معمولاً از روش‌های پیش تصفیه، تصفیه استفاده می‌شود.
برای تصفیه آب آشامیدنی معمولاً از روش‌های پیش تصفیه، تصفیه استفاده می‌شود.

طبق دستورالعمل‌های سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سرتاسر دنیا باید آب آشامیدنی استاندارهای کیفی مشخصی داشته باشد و کشورها طبق آن عمل و آب آشامیدنی تصفیه شده به دست مردمان خود برسانند.

مراحل تصفیه آب آشامیدنی شهر

همان طور که گفتیم آب از منابع طبیعی تا رسیدن به منازل ما راه طولانی‌ای را پشت سر می‌گذارد. برای تصفیه آب آشامیدنی معمولاً از روش‌های پیش تصفیه، تصفیه استفاده می‌شود.

در پیش تصفیه برای کاهش فشار بر مراحل اصل تصفیه ، از فیلتراسیون‌های قبل از ورود آب به دستگاه تصفیه اصلی استفاده می‌کنند. مراحل پیش تصفیه عبارتند از: آشغال گیری، تصفیه شیمیایی اولیه، ته نشینی اولیه و عبور از صافی و فیلتر

بعد از این آب وارد دستگاه‌ها و فرایند اصلی تصفیه برای پاکسازی کامل‌تر و بهتر خواهد شد.

 

۱- آشغال گیری:

در این مرحله به وسیله یک توری در مسیر آب اجسام معلق بزرگ و شناور از جریان آب جدا می‌شوند. آشغال گیری معمولاً در محل برداشت آب و بیشتر به منظور جداسازی برگ‌ها، سنگ‌ها، شاخه‌های و چوب‌ها کوچک، آشغال و … صورت می‌گیرد.

در این مرحله از دو توری یکی با سوراخ‌های بزرگتر برای حذف مواد فیزیکی بزرگ و دیگری با سوراخ‌های ریز برای جداسازی جلبک‌ها استفاده می‌شود.

بعد از مدتی که صافی پر شد، برای تمیز کردن آن می‌توان از روش‌های دستی و یا مکانیکی کمک گرفت.

با آشغال گیری مقدماتی از جریان آب، از ورود ذرات معلق و رسیدن آسیب و خسارت به دستگاه‌های تصفیه جلوگیری می‌شود.

 

۲- هوا دهی:

در این مرحله اکسیژن اتمسفر را جهت بهبود کیفیت آب وارد جریان آب می‌سازند. همزمان گازهایی چون دی اکسیدکربن،متان و هیدروژن سولفوره را از آب خارج می‌کنند چرا که ممکن است این گازها به دستگاه‌ها و تجهیزات تأسیسات آسیب وارد کنند. این عمل بیشتر برای آب‌های موجود در منابع زیرزمینی لازم است که در معرض هوا قرار ندارند.

عمل هوادهی فواید زیر را در پی دارد:

 

  • کنترل میزان هیدروژن سولفوره
  • خروج گاز کربنیک از جریان آب
  • بهبود طعم آب به دلیل رشد آلگها
  • حذف ترکیبات آهن و منگنز موجود در آب
  • بهبود طعم و بو آب با افزایش میزان اکسیژن محلول
برای تصفیه آب آشامیدنی معمولاً از روش‌های پیش تصفیه، تصفیه استفاده می‌شود.

۳- ته نشینی مقدماتی:

در مواردی که منابع آب مورد نیاز از رودخانه‌ها تأمین می‌شوند، به دلیل جریان زیاد، مواد معلق فراوانی که در آب وجود دارد. برای کاهش این مواد و ارسال آب با کیفیت یکنواخت‌تر از حوض ته نشینی مقدماتی استفاده می‌شود.

در این حوضچه ذرات شناور آب جریان دار، آرام گرفته و ذرات شناور آن ته نشین می‌شوند و دیگر به همراه آب به درون دستگاه های تصفیه راه نمی‌یابند.

در مرحله ته نشینی مقدماتی مواد زیر از آب جدا می‌شود:

  • ماسه سیلیت‌
  • ذرات ریزتری که به کمک مواد شیمیایی به حدی سنگین شده اند که ته نشین می شوند.

 

۴- زلال سازی:

در این روش ازانعقاد شیمیایی استفاده می‌شود و ذرات ریز، معلق و کوییدی مجبور به ته نشینی خواهند شد.

منظور از انعقاد شیمیایی افزودن مواد منعقد کننده شیمیایی مناسب به آب است که بار الکتریکی ذرات معلق را از بین برده و خنثی می‌کند. با خنثی شدن بار الکتریکی مواد معلق، آن‌ها به جذب و چسبیدن به یکدیگر تمایل پیدا می‌کنند و با چسبیدن به یکدیگر بزرگتر و در نتیجه سنگین تر شده و در آخر ته نشین می‌شوند.

معمولاً جهت خنثی کردن بار منفی ذرات معلق از فلزاتی چون آلومینیوم و آهن استفاده می‌کنند. در حال حاضر پرمصرفت‌ترین ماده منعقد کننده در مراحل تصفیه، سولفات آلومینوم یا همان زاج کلرورفریک است.

برای تصفیه آب آشامیدنی معمولاً از روش‌های پیش تصفیه، تصفیه استفاده می‌شود.

۵- صاف کردن:

در مرحله ی صاف کردن از یک فیلتر برای جدا کردن مواد معلق و شناور از آب استفاده می‌شود.

استفاده از فیلترها به بهبود کیفیت، طعم و بوی آب خروجی منجر می‌شود. در تصفیه آب‌های سطحی استفاده از فیلترها ضروری است.

برای اینکه آب آشامیدنی با کمترین هزینه تصفیه شود در سیستم‌های تصفیه آب شهری از فیلترهای شنی استفاده می‌شود. فیلترهای شنی بسترهای از ماسه‌ و دیگر مصالح دانه‌ی هستند که انجام فیلتراسیون توسط آن‌ها ساده، قابل اطمینان، با کارایی بالا و صرفه اقتصادی زیادی همراه است.

در انتخاب نوع فیلترها باید به پارامترهایی چون: کیفیت آب ورودی، ظرفیت مورد نیاز، اندازه ی دانه‌های فیلتر، ضخامت قشر مصالح بستر صافی، بار صافی و حداکثر افت فشار ، درجه تصفیه و… توجه کرد. چرا که صافی‌های از نظر بار صافی، تعداد لایه‌ها، نوع مصالح، نوع پوشش و … انواع بسیار متنوعی دارند.

 

۶- ضدعفونی کردن:

مراحل تصفیه آبی که تا به حال توضیح دادیم قادر به حذف و تصفیه کامل آب نخواهند بود. لذا برای اینکه باکتری‌ها و میکروبهای محلول در آب به صورت کامل از بین بروند باید از یک گندزا استفاده کنیم. همچنین ممکن است آب تصفیه شده در بین مسیر، داخل لوله‌ها تا رسیدن به منازل دوباره آلوده شود، پس استفاده از گندزداها ضروری است.

از میان انواع گندزداهای موجود مانند: برم، ید، ازن و … کلرها بیشترین استفاده را دارند. استفاده از کلرها ارزان، مطمئن و کم خطر است.

اوایل فقط در ابتدای ورود آب به سیستم‌های تصفیه از کلر استفاده می‌شد. اما امروزه با ثابت شدن اهمیت گندزدایی، استفاده از کلر در مراحل مختلف تصفیه صورت می‌گیرد.

افزودن کلر علاوه بر نابودی باکتری‌های بیماری زا، کاهش غلظت باکتری‌های دیگر را نیز در پی دارد و در کل باعث بهبود کیفیت آب خواهد شد.

البته کلرزنی جایگزین واحدهای تصفیه آب نیست، بلکه به عنوان قدم نهایی تکمیل کننده مراحل تصفیه آب است و باید با دقت انجام گیرد.

۷- اصلاح ترکیبات آب:

برای اصلاح ترکیب آب از روش‌های مختلف و متنوعی استفاده می‌شود. حذف آهن، منگنز، سختی زدایی، بهبود کیفیت فلوئور، نمک زدایی و … از جمله عملیاتی است که در این مرحله انجام می‌گیرد.

 

۸- کنترل جریان آب:

برای اینکه آب تصفیه شده همواره کیفیت بالای خود را حفظ کند و برای آشامیدن مناسب و بی‌خطر باشد، اندازه‌گیری جریان آب باید با دقت انجام گیرد.

جریان آب را قبل از ورود به تصفیه خانه اندازه‌گیری می‌کنند تا براساس آن اطلاعاتی چون کنترل جریان آب ورودی به قسمت‌های مختلف تصفیه خانه، تنظیم مقدار مواد شیمیایی، الکتریسته مورد نیاز، تنظیم مقدار آب تصفیه شده و… تخمین زده شود.

در صورتی که این مرحله به درستی انجام نگیرد ضمن کاهش کیفیت آب خروجی، هزینه‌های تصفیه نیز افزایش می‌یابد. برای مثال اگر در مرحله ضدعفونی کردن دستگاه اندازه گیری جریان آب اشتباه کند، کلر بیشتر یا کمتری تزریق می‌شود.

چهار نوع دستگاه اندازه‌گیری برای سنجش مقدار آب لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد:

 

  • دستگاه اندازه گیری اختلاف فشار
  • دستگاه اندازه گیری سرعت جریان آب
  • دستگاه اندازه گیری جریان مغناطیسی
  • دستگاه اندازه گیری جریان ماورای صوت