سیستم های تصفیه آب

با توجه به اینکه کمبود منابع آب شیرین مشکلات زیادی در زندگی روزانه و صنایع مختلف به وجود آورده است و همچنین آب دریاها نیز به دلیل داشتن املاح بسیار زیاد غیر قابل مصرف می باشد، استفاده از تکنولوژی های مختلف جهت تصفیه آب بسیار مورد استقبال قرار گرفته است.
سیستم آب شیرین کن صنعتی که به علت استفاده از غشای نیمه تراوا با نام سیستم های اسمز معکوس (Reverse Osmosis) نیز شناخته می شود یکی از متداول ترین روش های تصفیه آب در جهان می باشد. این روش الهام گرفته از یک فرایند در طبیعت است که در آن آب شیرین تمایل حرکت به سمت آب شور دارد. این سیستم ها برای تصفیه آب دریا، آب های لب شور، آب چاه و همچنین آب های شرب و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به قیمت بالای روش های دیگر و البته عملکرد بسیار خوب و پربازده سیستم اسمز معکوس استفاده از این روش در حال افزایش است.
اهمیت آب شیرین کن ها اینجا مشخص می شود چرا که این سیستم ها قابلیت حذف حدود 99.6% املاح موجود در آب را دارا هستند.

سیستم های اولترافیلتراسیون(Ultra filtration) یکی از روش های مدرن در صنعت تصفیه آب می باشد که در این روش از فیلترهای ممبران استفاده شده و تفاوت آن با سیستم های اسمز معکوس در این است که سییستم اولترافیلتراسیون فقط قابلیت حذف ذرات معلق و کلوئیدی را دارد در صورتی که سیستم های اسمز معکوس توانایی حذف املاح را نیز داراست. همچنین سیستم های اولترافیلتراسیون عملکرد بسیار بهتری نسبت به مابقی سیستم های تصفیه آب دارد چرا که قابلیت حذف ذرات با اندازه ریزتر تا اندازه 0.1 تا 0.01 میکرون و همچنین بسیاری از میکروب ها و ویروس ها را دارد. به همین جهت از این سیستم ها در پیش تصفیه سیتم های اسمز معکوس و به طور کلی سیستم های تصفیه آب و همچنین گاهی بعد از سیستم های تصفیه به منظور خالص سازی آب استفاده می شود.

فیلتر های شنی مخازن تحت فشار حاوی سیلیس و آنتراسیت هستند که جهت تصفیه آب استفاده می شود. این سیستم یکی از رایج ترین، ارزان ترین و پربازده ترین روش های حذف ذرات معلق (Total suspended solid) تا اندازه 100میکرون و همچنین کدورت (Turbidity) آب می باشد. در این سیستم ها آب با فشار از روی سیلیس و آنتراسیت داخل مخازن عبور داده می شود و ذرات معلق حل نشدنی لا به لای این مواد گیر افتاده و اینگونه عملیات تصفیه آب انجام می گیرد.
فیلتر کربنی مخازن تحت فشار حاوی کربن اکتیو گرانولی هستند که عملیات تصفیه آب از کلر آزاد و مواد آلی و همچنین حذف طعم و بو و رنگ را انجام می دهد. عموما این سیستم ها بعد از سیستم های فیلتر شنی قرار گرفته و در نهایت منجر به خروج آبی زلال و بدون طعم و بو می شود.

سیستم سختی گیر (Water Softener) شامل مخزن استوانه ای حاوی مواد سختی گیر(رزین های تبادل یونی) می باشد. این مواد یون های کلسیم و منیزیم را با سدیم جا به جا کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کند. آب با سختی بالا مشکلات زیادی را به دنبال دارد. سختی آب فاکتوری است که با آزمایش آب مشخص می شود. در مصارف شرب اگر سختی آب بالاتر از حد مجاز یعنی ppm 500 باشد، بیماری هایی مانند سنگ کلیه را به دنبال دارد و در مصارف صنعتی باعث رسوب در مخازن و از بین بردن جداره لوله ها و اتصالات می شود. همچنین آب سخت اثر پاک کنندگی مواد شوینده را کاهش می دهد.

دیونایزر(Deionizer) سیستمی است که از یک مخزن استوانه ای کاتیونی محتوی رزین کاتیونی و یک مخزن استوانه ای آنیونی محتوی رزین آنیونی تشکیل شده است که آب بدون یون یا خالص با هدایت الکتریکی زیر 1 میکروزیمنس را تولید می کند. عموما جنس این مخازن از استیل استنلس 316 یا FRP می باشد. آنیون ها در ستون آنیونی قابلیت حذف آنیون هایی از قبیل کربنات، نیترات، سولفات، سیلیکات، کلرایدها و کاتیون ها در ستون کاتیونی قابلیت حذف کاتیون هایی از قبیل کلسیم، پتاسیم، منیزیم و سدیم را دارا هستند.
سیستم های دیونایزر در ظرفیت های آزمایشگاهی و صنعتی ساخته می شوند و میتوان در حالت اتوماتیک و دستی آن ها را طراحی و راه اندازی کرد.

سیستم های گندزدا و ضدعفونی کننده (Water Disinfection Systems) جهت از بین بردن آلودگی های میکروبی و حذف میکروارگانیسم ها استفاده می شود. در پساب ها و فاضلاب ها و برخی آب ها میکروارگانیسم های بیماری زایی از قبیل باکتری ها، ویروس ها و اکسیت ها یافت می شود که برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک می باشد و عدم حذف آن ها می تواند مشکلات زیادی را به همراه داشته باشد. به همین جهت استفاده از ضدعفونی کننده ها در سیستم های تصفیه فاضلاب و پساب وآب از اهمیت بالایی برخوردار است.
انواع روش های گندزدا عبارتند از : دستگاه اشعه فرابنفش، دستگاه ازن ساز و دستگاه کلرزن
هرکدام از این روش ها موارد استفاده و ویژگی های متفاوتی دارند و برای انتخاب آن ها باید ملاحظات فنی، اقتصادی، محیط زیستی و بهداشتی را در نظر گرفت.

هیدروسیکلون (Hydrocyclone) به منظور جداسازی ذرات جامد از آب بدون نیاز به صرف انرژی الکتریکی و حتی فیلتر استفاده می شود. هیدروسیکلون یا ماسه گیر قابلیت حذف مواد تا 45 میکرون از آب را دارد. این سیستم یکی از ارزان ترین و ساده ترین و پربازده ترین سیستم های تصفیه آب البته فقط در حذف مواد جامد می باشد و توانایی حذف یون و املاح در آب را ندارد. این سیستم کمک می کند از ورود ذرات ساینده و جامد موجود در رودخانه ها و چاه ها به شبکه انتقال آب جلوگیری شود و همچنین به دنبال آن خسارت های ناشی به خطوط لوله و پمپ ها کاهش یابد. از هیدروسیکلون گاهی به عنوان پیش تصفیه سیستم های تصفیه آب دیگر مثلا به عنوان پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس و گاهی به تنهایی به عنوان سیستم تصفیه آب مثلا در کارخانه های شن و ماسه استفاده می شود.

سیستم نانوفیلتراسیون یکی از سیستم های تصفیه آب غشایی می باشد که عملکرد آن از اولترافیلتراسیون بالاتر و نسبت به اسمز معکوس پایین تر می باشد. این سیستم ها قابلیت حذف ذرات تا 0.001 میکرون را دار هستند که در این صورت تمام املاح آب و آلایندگی ها از قبیل میکروب ها، ویروس ها، میکروارگانیسم ها، نمک های چندظرفیتی، املاح آلی و مواد معدنی مازاد غیر از یون های مفید برای بدن انسان حذف می شوند و در عین حال آب با درصد خلوص بالایی را تولید می کند. در این سیستم به علت اینکه ذرات درشت تری نسبت به سیستم اسمز معکوس حذف می شود فشار کاری کمتر است و به همین علت فرایند نانوفیلتراسیون مقرون به صرفه تر می باشد.

سیستم دی اریتور (Deaerator) یا هوازدا کاربرد مهم برای خوراک آب بویلر های دیگ بخار دارد.با عملیات پیش گرمایش آب ورودی به دیگ از پدیده شوک حرارتی جلوگیری می‌کند. شوک حرارتی زمانی اتفاق می‌افتد که آب با دمای پایین به محفظه دیگ که حرارت بسیار بالایی دارد وارد می شود که در این حالت راندمان و ظرفیت بخاردهی دیگ و عمر لوله ها کاهش می یابد. از طرفی چون اکسیژن محلول در آب عامل خورندگی دیواره بویلر است و علاوه بر آن اکسیژن در واکنش با دی اکسید کربن منجر به تولید اسید کربنیک می گردد که خود به شدت باعث خوردگی در فلزات می شود. همچنین هرچه میزان دی اکسید کربن موجود در آب ورودی به بویلر بیشتر باشد محیط اسیدی تر شده و شرایط برای خوردگی مهیا می‌گردد. لذا به همین منظور آب ورودی به دیگ را گرم می کنند که گاز های اکسیژن و دی اکسید کربن حذف گردند.