تصفیه خانه آب شرب

مشخصات فنی تصفیه خانه آب شرب

روش های تصفیه آب و تجهیزات مربوطه

امروزه با افزایش روزافزون جمعیت، پیدایش صنایع عظیم تولیدی و کاهش ریزش های جوی، آب به یکی از مهم ترین و اساسی ترین بحران های بشر تبدیل شده است. از %100 منابع آبی جهان، %97.2 آن را اقیانوس ها، دریاها و منابع آب شور، که غیر قابل استفاده می باشند تشکیل داده اند. یعنی منابع آب شیرین کره زمین تنها در حدود %2.8 می باشند که از این مقدار %2.8،%2.15 درصد را کوه های یخ و یخچال ها تشکیل داده اند و غیر قابل دسترسی می باشند و تنها %0.65 آب های کره زمین را منابع آب شیرین قابل برداشت تشکیل می دهند.

دانشمندان نسبت منابع آب شیرین شرب به کل منابع آب کره زمین را مانند نسبت یک قاشق چای خوری به یک مخزن 100 لیتری می دانند.

متاسفانه این میزان منابع آب شرب نیز به طور مساوی بین کشور ها تقسیم نشده و باید به دنبال راهی جهت تبدیل آب شور به آب شیرین باشیم.

تصفیه آب شرب

آبی که جهت مصارف شرب تصفیه می شود بر 2 نوع می باشد:

• آب با سختی بالای 1500 ppm (آب دریا – غلیظ)
• آب با سختی پایین 1500 ppm (آب رقیق)

آب هایی که سختی پایینی دارند مانند آب رودخانه ها، چشمه ها و سدها تنها از نظر میکروبی تصفیه می شود، در واقع آب تنها گندزدایی و میکروب کشی می شود تا برای استفاده شرب مهیا شود.

روش های مختلف گندزدایی

• تزریق مواد شیمیایی گند زدا و میکرو کش مانند کلر، ازون، فلوئر و …
• استفاده از اشعه ماورای بنفش

روش های مختلف نمک زدایی

• نمک زدایی به روش اسمز معکوس به روش اسمز معکوس (سیستم RO)
• نمک زدایی به روش تبخیر و میعان با استفاده از انرژی خورشیدی (آب شیرین کن خورشیدی)

اجزای سیستم آب شیرین کن صنعتی (سیستم RO)

• پمپ

• فیلتر ممبران

• فیلتر کربنی

• فیلتر الیافی

• فیلتر شنی

• تابلو کنترل

• مخزن ذخیره

• پرشر وسل

• هوزینگ

• اتصالات
• شاسی

سیستم آب شیرین کن (RO)

تاریخچه آب شیرین کن ها

ساخت آب شیرین کن اولین بار توسط ناوگان های نظامی آمریکایی انجام گرفت. زمانی که نظامیان امریکایی با کمبود منابع آب در کشتی ها روبرو شدند، با استفاده از یک فشار مصنوعی و غشا نیمه تراوا (ممبران) توانستند آب شور دریا را نمک زدایی، و به آب شیرین تبدیل کنند. این فرایند با الهام گرفتن از عکس پدیده اسمز، اسمز معکوس (Reverse Osmosis) نام گرفت.

نحوه عملکرد سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس (سیستم RO)

آب دریا یا هر آب شوری که جهت تصفیه وارد آب شیرین کن های صنعتی می شود ابتدا باید ذرات درشت آن که با چشم قابل روئیت هستند، توسط یک توری یا صافی گرفته شود، سپس توسط مواد گند زدا مثل کلر، ازون، فلوئر، اشعه ماورای بنفش و … میکروب کشی شده تا از هرگونه میکروب تصفیه و سپس به فیلتر های شنی یا کربنی منتقل می شوند. استفاده از فیلتر شنی موجب افزایش عمر ممبران و در نتیجه کاهش هزینه های مراقبت و نگهداری اب شیرین کن ها می شود. فیلتر کربنی می تواند یک مرحله میکروب کشی مجدد، حذف بو و طمع نا خوشایند آب را انجام دهد. سپس فیلتر های پیش تصفیه دوم شامل فیلتر پلی پروپیلن، و دو فیلتر کربنی مواد شیمیایی مضر تولید شده مانند تری هالوفرم ها و سایر مواد شیمیایی سرطان زا، بنزن، کلر،آرسنیک، زنگ لوله ها، سن، ماسه،گل ولای و مجددا حذف بو و طعم ناخوشایند آب را حذف می کنند. سپس آبی که پیش تصفیه شده است به پرشر وسل ها منتقل می شود تا مرحله اصلی تصفیه انجام شود.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس و فیلتر ممبران

آبی که در مراحل پیشین، پیش تصفیه شده است به فیلتر ممبران می رسد %95 املاح موجود را طی این فراین تصفیه از دست می دهد. این مواد در آب به صورت یون بوده و تشکیل نمک ها را میدهند.

املاح موجود در آب دریا

نمک ها موجود در آب دریا

• NaCl
• NaBr
• KCl
• MgSO2
• CaCO3
• MgCl2
• CaCl2

اساس کار آب شیرین کن (سیستم RO)

چه اتفاقی رخ می دهد که این حجم از نمک ها و املاح موجود در آب توسط فیلتر ممبران حذف می شوند، این به علت رخ دادن پدیده ای به نام اسمز معکوس می باشد.

اساس کار اسمز معکوس

نام فرایند اسمز معکوس (Reverse Osmosis) از پدیده اسمز(Osmosis)  گرفته شده است. پدیده اسمز یک ویزگی طبیعی بین مایعات است که منجر به جاری شدن مایع غلیظ به سمت مایع رقیق می شود. با یک فشار مصنوعی این جریان برعکس، و مایع غلیظ به به سمت مایع رقیق جاری می شود. با قرار دادن یک غشای نیمه تراوا (ممبران) آب غلیظ و آلوده با فشار مصنوعی (فشار پمپ) از این غشا عبور می کند و آب ناخالص به آبی زلال، شفاف و خالص تبدیل می شود.

مزایای استفاده از آب شیرین کن اسمز معکوس

• تولید بیشتر در مدت زمان کمتر نسب به آب شیرین کن خورشیدی
• حذف الایندگی بیشتر نسبت به آب شیرین کن خورشیدی

آب شیرین کن های خورشیدی

در بعضی از مناطق که از تابش خورشیدی مناسبی بهره مند هستند با احداث آب شیرین کن خورشیدی آب شور دریا را تصفیه و تبدیل به اب شیرین می کنند.

آب شیرین کن های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

آب شور دریا ابتدا وارد محفظه آب شیرین کن می شود. سپس تابش های پر انرژی خورشید از لایه پلاستیکی سقف عبور می کنند اما در هنگام باز تابش، لایه پلاستیکی مانع از برگشت حرارت می شود و مونجر به افزایش دمای تصفیه خانه خورشیدی و تبخیر آب می شود بخار آب بدست آمده به سمت بالا حرکت می کند و از طریق مجرا های تابیه شده آب به سمت لوله های سرد حرکت کرده و عمل میعان رخ می دهد در نتیجه بخار آب تبدیل به قطرات آب می شود و به محل ذخیره منتقل می شود می شود.

البته تصفیه آب خورشیدی تنها مواد محلول و نمک ها ته نشین می کند و ممکن است برخی میکروب ها در آن باقی بمانند هر چند در تصفیه خورشیدی، آب توسط تابش های خورشیدی مقداری استرلیزه نیز شده است اما پس از تصفیه یک مرحله مکمل میکروب کشی می تواند میکروب های باقی مانده را حذف بنماید.