تحقیق در مورد مراحل تصفیه آب

چکیده
تأمین آب سالم و بهداشتی یکی از مهم ترین نیازهای بشر است و مراحل تصفیه آب نقش حیاتی در حفظ سلامت انسان و محیط زیست دارند. این تحقیق به بررسی کامل مراحل تصفیه آب، از آبگیر و آشغالگیر گرفته تا فرآیندهای پیشرفته شیمیایی و فیزیکی، می پردازد و نقش هر مرحله در حذف ذرات معلق، باکتری ها، جلبک ها و سختی آب را توضیح می دهد. همچنین انواع هوادهی، انعقاد و لخته سازی، ته نشینی و روش های تصفیه آب خانگی و صنعتی بررسی شده است. هدف این مطالعه ارائه تصویری جامع و کاربردی از فرآیندهای تصفیه آب برای متخصصان، دانشجویان و علاقه مندان به حوزه آب و محیط زیست است.

مقدمه
آب به عنوان یکی از بنیادی ترین منابع حیات، از دیرباز نقش اساسی در توسعه جوامع بشری داشته است. اهمیت دسترسی به آب کافی و سالم نه تنها برای تأمین نیازهای حیاتی انسان، بلکه برای فعالیت های کشاورزی، صنعتی و حمل و نقل نیز قابل توجه بوده است. انسان های اولیه از طریق حواس فیزیکی خود، مانند بینایی، چشایی و بویایی، کیفیت آب را ارزیابی می کردند و با تجربه، مکان های مناسب برای تأمین آب را شناسایی می کردند. با گذر زمان و رشد تمدن ها، ضرورت تصفیه آب و ایجاد روش های علمی برای حذف آلودگی ها بیش از پیش احساس شد و این امر به پیدایش فرآیندهای مدرن تصفیه آب منجر گردید.

آب های سطحی و زیرزمینی، هر یک دارای ویژگی ها و چالش های خاص خود هستند. آب های سطحی معمولاً در معرض آلودگی های طبیعی و انسانی قرار دارند و شامل ذرات معلق، مواد آلی و باکتری ها هستند. آب های زیرزمینی از نظر کیفیت پایدارتر هستند اما ممکن است دارای املاح محلول و سختی بالایی باشند. بنابراین، مراحل تصفیه آب باید متناسب با نوع منبع و میزان آلودگی طراحی شوند تا کیفیت نهایی آب آشامیدنی مطابق استانداردهای بهداشتی باشد.

اولین مرحله در تصفیه آب، آبگیر (Intake) است که وظیفه جمع آوری آب از منابع سطحی یا زیرزمینی را دارد. پس از آن، آشغالگیرها (Screen) با حذف ذرات بزرگ مانند برگ، شاخه و زباله های شناور، از آسیب رسیدن به تجهیزات پایین دستی جلوگیری می کنند. آشغالگیرها با طراحی های مختلف، شامل آشغالگیرهای مشبک و مکانیکی، امکان حذف ذرات معلق بزرگ را فراهم می آورند. در ادامه، تصفیه شیمیایی مقدماتی (Pretreatment) برای کنترل جلبک ها و مواد آلی انجام می شود تا مراحل بعدی تصفیه مؤثرتر باشد.

مرحله ته نشینی مقدماتی (Sedimentation) به حذف ذرات معلق ریز کمک می کند و با استفاده از سیستم های تیوب ته نشین کننده یا صفحات ته نشین کننده، زمان ته نشینی کاهش یافته و راندمان افزایش می یابد. هوادهی (Aeration) نیز نقش مهمی در حذف گازهای محلول، افزایش سطح اکسیژن و کاهش بوی نامطبوع آب دارد. انواع هوادهی شامل هوادهی پاششی، آبشاری، تزریق هوا و فواره ای است که با توجه به شرایط تصفیه خانه انتخاب می شوند.

انعقاد و لخته سازی (Coagulation & Flocculation) مرحله ای حیاتی در تصفیه آب است که طی آن ذرات ریز با اضافه کردن مواد شیمیایی به هم متصل شده و تشکیل لخته می دهند. لخته های حاصل در حوضچه های ته نشینی بزرگتر شده و به آسانی از آب جدا می شوند. علاوه بر این، کاهش سختی آب (Softening) با استفاده از فرآیندهای شیمیایی و تبادل یونی (Ion Exchange) انجام می شود تا املاح کلسیم و منیزیم از آب حذف گردد و کیفیت آب آشامیدنی ارتقاء یابد.

در تصفیه آب خانگی، فرآیندهای متعدد دیگری به کار گرفته می شوند که شامل فیلترهای الیافی، فیلترهای کربن فعال و سیستم اسمز معکوس (RO) هستند. این مراحل به حذف ذرات معلق، کلر، مواد آلی، فلزات سنگین و سایر آلودگی های احتمالی کمک می کنند. فیلترهای نهایی کربنی نیز طعم و بوی آب را بهبود می بخشند و آب را برای مصرف روزانه آماده می سازند.

انتخاب محل تصفیه خانه، رعایت استانداردهای طراحی و بهره برداری صحیح از تجهیزات، از دیگر عوامل مؤثر در کیفیت آب خروجی هستند. همچنین، آگاهی از عوامل موثر بر مصرف آب شهری، مدیریت صحیح منابع و آموزش مردم برای مصرف بهینه آب، نقش حیاتی در حفظ سلامت عمومی و کاهش هدررفت منابع آب دارند.

مراحل تصفیه آب شامل مجموعه ای از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی است که با هدف حذف آلاینده ها، کاهش سختی، افزایش اکسیژن محلول و ارتقای کیفیت آب آشامیدنی طراحی شده اند.

فهرست مطالب
مراحل تصفیه آب
مقدمه
خصوصیات آب آشامیدنی
ویژگی های فیزیکی آب اشامیدنی
خصوصیات آبهای سطحی
خصوصیات آبهای زیرزمینی
مروری کوتاه بر تاریخچه تصفیه آب
مصرف آب
عوامل موثر بر مصرف آب شهری
انتخاب محل تصفیه خانه
مراحل مختلف تصفیه آب
مراحل تصفیه آب
آبگیر(intake)
آشغالگیر(screen)
اهداف آشغالگیرها
انواع آشغالگیر
تصفیۀ شیمیایی مقدماتی (Pretreatment of chemical)
مشکلات ناشی از جلبک ها
کنترل جلبک ها
ته نشینی مقدماتی(Sedimentation)
توریهای آبهای سطحی(Strainners for surface water)
هوادهی(Aeration)
گازهایی که با اکسیداسیون از آب خارج میشوند:
روشهای هوادهی
انواع هوادهی
هوادهی پاششی (Spray Aeration)
هوادهی آبشاری (Cascade Aeration)
انواع هوادهی
هوادهی چند سینی یا با ریزش آب
هوادهی با تزریق هوا (Diffused Air Aeration)
هوادهی فواره ای     (Jet Aeration)
انعقاد و لخته سازی (Coagulation & Flocculation)
مقطع حوضهای ته نشینی اکسیلا تور
انعقاد
مراحل انعقاد
کاهش سختی آب(Softening of water)
ته نشینی شیمیایی  Chemical Precipitation
فرایندهای سختی گیری
تبادل کننده های یونی Ion Exchanger
مراحل تصفیه آب در دستگاه تصفیه آب خانگی
مرحله اول: فیلتر الیافی ۵ میکرون
مرحله دوم: فیلتر کربن فعال
مرحله سوم: فیلتر الیافی ۱ میکرون
مرحله چهارم: فیلتر اسمز معکوس RO
مرحله پنجم: فیلتر کربن نهایی
سیستم تیوب های ته نشین کننده برای تصفیه آب
مراحل تصفیه آب
در مرحله ته نشینی
فواید تیوب های ته نشین کننده
مقایسه بین تیوب های ته نشین کننده وصفحات ته نشین کننده
طراحی سیستم  تیوب ته نشین کننده
منابع و مآخذ