تحقیق در مورد مراحل تصفیه آب

مقدمه:
آب، یکی از بنیادی ترین منابع حیات، از آغاز تمدن های بشری نقش بی بدیلی در توسعه جوامع و شکل گیری زندگی روزمره انسان ها ایفا کرده است. دسترسی به آب سالم و کافی، نه تنها برای رفع نیازهای حیاتی، بلکه برای فعالیت های صنعتی، کشاورزی و حمل و نقل، همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. در طول تاریخ، انسان ها به شیوه های مختلف، از حواس فیزیکی خود برای تشخیص کیفیت آب استفاده می کردند و با تجربه، مکان هایی مناسب برای برداشت آب پیدا می کردند. با گسترش شهرها و افزایش جمعیت، نیاز به فرآیندهای تصفیه دقیق و علمی آب، بیش از پیش احساس شد و به تدریج مراحل تصفیه مدرن شکل گرفتند تا آب نه تنها پاکیزه، بلکه عاری از آلاینده ها و مواد خطرناک باشد.

آب های سطحی و زیرزمینی، هر یک ویژگی ها و چالش های خاص خود را دارند. آب های سطحی در معرض ذرات معلق، مواد آلی، جلبک ها و باکتری ها قرار دارند و به همین دلیل نیازمند روش های تصفیه چند مرحله ای هستند تا کیفیت آنها به سطح استانداردهای بهداشتی برسد. آب های زیرزمینی با وجود پایداری نسبی، ممکن است سختی بالایی داشته باشند و شامل املاح محلول مانند کلسیم و منیزیم باشند که بر طعم و کیفیت آب تأثیر می گذارند. این تفاوت ها موجب می شوند که مراحل تصفیه، بسته به نوع منبع و ویژگی های آن، متنوع و دقیق طراحی شوند.

اولین مرحله در فرآیند تصفیه، جمع آوری آب از منابع سطحی یا زیرزمینی است. این مرحله، که به عنوان آبگیر شناخته می شود، نقش حیاتی در تأمین جریان مداوم آب دارد و تجهیزات آن باید توانایی مدیریت حجم های متغیر و ذرات بزرگ را داشته باشند. پس از آن، آشغالگیرها با حذف برگ ها، شاخه ها و سایر زباله های شناور، از آسیب به تجهیزات پایین دستی جلوگیری می کنند. آشغالگیرها با طراحی های مختلف، شامل مدل های مشبک و مکانیکی، امکان حذف مؤثر ذرات بزرگ را فراهم می آورند و کیفیت آب ورودی به مراحل بعدی را بهبود می بخشند.

مرحله پیش تصفیه شیمیایی، برای کنترل جلبک ها و مواد آلی انجام می شود و آماده سازی آب برای مراحل پیچیده تر تصفیه را ممکن می سازد. پس از آن، ته نشینی مقدماتی با استفاده از حوضچه ها و سیستم های تیوب یا صفحات ته نشینی، ذرات معلق ریز را از آب جدا می کند و زمان ته نشینی را کاهش می دهد. هوادهی، به عنوان مرحله ای مکمل، گازهای محلول را از آب خارج می کند، سطح اکسیژن را افزایش می دهد و بوی نامطبوع را کاهش می دهد. روش های مختلف هوادهی، مانند هوادهی پاششی، آبشاری، تزریق هوا و فواره ای، متناسب با شرایط تصفیه خانه انتخاب می شوند و هر یک تأثیر متفاوتی بر کیفیت آب دارند.

انعقاد و لخته سازی مرحله ای حیاتی در فرآیند تصفیه است که طی آن ذرات ریز با افزودن مواد شیمیایی به هم متصل می شوند و تشکیل لخته می دهند. این لخته ها در حوضچه های ته نشینی بزرگتر شده و به آسانی از آب جدا می شوند. کاهش سختی آب با فرآیندهای شیمیایی و تبادل یونی، املاح کلسیم و منیزیم را حذف می کند و آب را برای مصرف آشامیدنی مطلوب می سازد.

در حوزه تصفیه آب خانگی، فیلترهای متعدد از جمله فیلترهای الیافی، کربن فعال و سیستم های اسمز معکوس، ذرات معلق، مواد شیمیایی، فلزات سنگین و سایر آلاینده ها را حذف می کنند و طعم و بوی آب را بهبود می بخشند. طراحی محل تصفیه خانه، رعایت استانداردهای بهره برداری و مدیریت صحیح منابع آب نیز از عوامل مؤثر بر کیفیت نهایی آب هستند و نقش حیاتی در بهینه سازی مصرف آب و حفظ منابع طبیعی ایفا می کنند.

مراحل تصفیه آب، مجموعه ای منظم از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی هستند 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