Water purification processes

تصفیه آب

هدف اصلی یک تصفیه خانه ی آب، تولید آبی است که استانداردهای کیفی آب آشامیدنی را با هزینه ی معقول برای مصرف کننده برآورده نماید. در یک تصفیه خانه برای تولید آبی با کیفیت مطلوب، از فرآیندهای مختلفی استفاده می شود. این فرآیندها عموما به دو دسته ی کلی واحدهای عملیاتی و واحدهای فرآیندی تقسیم بندی می شوند.

واحد عملیاتی تصفیه آب

در واحد عملیاتی، حذف آلاینده ها به وسیله ی نیروهای فیزیکی انجام می شود.

واحد فرآیندی تصفیه آب

در واحد فرایندی، تصفیه آب به وسیله واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی انجام می شود.

بیشتر اصطلاحات واحدهای عملیاتی و واحدهای فرایندی به جای هم به کار برده می شوند. زیرا بسیاری از فرایندها با ترکیبی از عملیات کامل می شوند. به عنوان مثال، حذف کدورت در فرایند انعقاد با ترکیبی از افزودن مواد شیمیایی، اختلاط و پخش، لخته سازی و ته نشینی صورت می گیرد.

آرایش کلی واحدهای فرایندی و عملیاتی مختلف زنجیره ی فرایند، نمودار جریان، نمودار کلی یا شمای کلی تصفیه نامیده می شود. ملاحظات اصلی برای توسعه ی الگوی کلی تصفیه به مشخصات و تغییرات فصلی کیفیت آب خام، محدودیت های قانونی، مشخصات محل، اقتصاد واحد و بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد. هدف حذف اجزای نامطلوب از آب و پردازش پسماندها به صورتی است که بتوان به آسانی و به طور صحیح آن ها را دفع یا مجددا استفاده کرد. در ادامه، مروری بر واحدهای عملیاتی و فرایندی مختلف مورد استفاده برای تصفیه و پردازش پسماندها ارائه می شود.

برداشت، پمپاژ، انتقال و اندازه گیری جریان آب خام

در تصفیه خانه های آب ممکن است از سیستم های برداشت، پمپاژ، انتقال و اندازه گیری جریان آب خام استفاده شود. اگرچه این واحدها هیچ تصفیه ای انجام نمی دهند، اما به عنوان بخشی از الگوی کلی فرآیند تصفیه آب ضروری هستند.

برداشت آب خام

برای برداشت آب از رودخانه، دریاچه یا مخازن از یک ارتفاع مشخص، آبگیرهای آب خام ساخته می شوند. ساختمان این واحد می تواند به صورت های مختلف مثل یک لوله ی برداشت مستغرق ساده تا واحدهای برج مانند پیچیده که دریچه ها، آشغالگیرها، شیرهای کنترل، پمپ ها و تغذیه کننده های مواد شیمیایی را در خود جای می دهند، متغیر باشد. آب گیرها ممکن است مستغرق، شناور یا برجی باشند.

در طرح های بزرگ از آب گیرهای برجی استفاده می شود که ممکن است جزء تجهیزات یک سد بوده یا یک ساختار جداگانه در محل دیگری باشند. برای طرح های آب رسانی کوچک از آب گیرهای مستغرق یا شناور استفاده می شود.

پمپاژ آب خام

ایستگاه های پمپاژ آب خام معمولا در ساختمان آب گیر جای داده می شوند. هدف از پمپاژ بالا آوردن آب از منبع تا ارتفاع کافی است تا بتواند به صورت ثقلی جریان یابد. ارتفاع پمپاژ آب خام مجموع ارتفاع استاتیکی، افت فشار در خط لوله ی اصلی و افت های جزئی است. در پمپاژ آب معمولا بیشتر از پمپ های سانتریفوژ استفاده می شود. این پمپ ها ممکن است به صورت معلق، مستغرق یا چاهک خشک باشند.

انتقال آب خام

سیستم انتقال آب خام برای حرکت کنترل شده ی آب از آب گیر به تصفیه خانه طراحی می شود. عموما، تصفیه خانه نزدیک شهر ساخته می شود. بنابراین برای انتقال آب از منبع به تصفیه خانه خطوط طولانی لازم است. توپوگرافی، ارتفاع موجود، مواد ساختمانی، اقتصاد و کیفیت آب ملاحظات اصلی در انتخاب مسیر و آب گذر مناسب هستند. آب گذر ممکن است کانال، نهر، تونل یا خط لوله ی تحت فشار یا ترکیبی از آن ها باشد.

اندازه گیری جریان

برای بهره برداری، کنترل فرایند، صدور صورت حساب و ثبت اطلاعات تصفیه خانه، اندازه گیری میزان جریان آب خام و آب تصفیه شده ضروری است. وسایل اندازه گیری جریان ممکن است روی خط انتقال آب خام، روی خطوط اصلی توزیع یا در محل های دیگر در یک واحد نصب شوند. اغلب، بیش از یک وسیله ی اندازه گیری در واحدهای مختلف نیاز است. به طور کلی، جریان آب در درون لوله های تحت فشار توسط وسایل مکانیکی سنجش ارتفاع مثل ونتوری متر، نازل یا اوریفیس اندازه گیری می شود. جریان داخل کانال روباز به وسیله ی سرریز یا فلوم ونتوری شکل مثل پارشال فلوم اندازه گیری می شود.