فیلتراسیون در صنعت آب چه کاربردی دارند؟

کاربرد فیلتراسیون در صنعت آب چیست؟

الف) فیلتراسیون در تصفیه فاضلاب

فاضلاب شهری و صنعتی مملو از آلاینده های شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیکی و سموم است. دلیل اصلی تصفیه فاضلاب، حصول اطمینان از ایمن بودن آب فاضلاب برای تخلیه مجدد به محیط زیست است. فیلتراسیون فاضلاب شامل سه بخش تصفیه اولیه (مکانیکی یا فیزیکی)، تصفیه ثانویه (بیولوژیکی) و تصفیه پیشرفته است. تصفیه اولیه شامل آشغالگیر، کانال شن گیر و چربی گیر و حوضچه ته نشینی است. در تصفیه ثانویه به کمک باکتری های BOD و با استفاده از روش  فرایند لجن فعال، حوضچه¬های هوادهی و فیلتر های چکانه، مواد آلی قابل تجزیه را کاهش می یابد. در تصفیه پیشرفته قبل از تخلیه فاضلاب تصفیه شده آن را به روش کلرزنی، ضدعفونی می کنند. این مراحل با بیان جزئیات در ادامه ارائه شده است.

مراحل تصفیه شبکه آب و فاضلاب

1. غربالگری آشغال: این مرحله برای حذف اقلام بزرگ از فاضلاب جهت جلوگیری از آسیب رساندن به پمپ ها، شیرآلات و سایر تجهیزات تاسیسات است. اقلام حذف شده در این مرحله به محل دفن زباله ها منتقل می شود.
2. غربالگری شن: این مرحله شامل حذف شن و ماسه با عبور جریان ورودی از روی محفظه شن است. انواع مختلفی از محفظه های شن (افقی و گردابی) وجود دارند که به کمک آنها این ذرات ریز از جریان فاضلاب حذف شده و به صورت فیزیکی از پایین محفظه برداشته و دفع می شوند.
3. شفاف کننده اولیه: در این مرحله جریان فاضلاب وارد شفاف کننده های بزرگی می شود و با سرعت تقریبا آرامی به حرکت در می آید، که نتیجه آن جداسازی اولیه 25 تا 50 درصد مواد آلی جامد از جریان فاضلاب است. مواد آلی جامد ته نشین شده به طور منظم به خارج از شفاف کننده پمپ شده و پس از خشک شدن به عنوان کود مورد استفاده قرار میگیرد.
4. هوادهی: تشویق و تسریع فرایند طبیعی تجزیه مواد آلی توسط رشد باکتری ها، جزء مهم ترین مرحله تصفیه فاضلاب است که در مخزن هوادهی شروع می شود. هوادهی به باکتری ها را می توان با پمپاژ اکسیژن به مخزن و یا با بهم زدن تهاجمی که سبب ورود هوا به جریان می شود، انجام داد.
5.  شفاف کننده ثانویه: در این مرحله جریان فاضلاب تصفیه شده به یک شفاف کننده ثانویه وارد شده و هر گونه مواد آلی جامد به کف مخزن می ریزد. این جامدات آلی ریز به لجن فعال معروف هستند که بیشتر از باکتریهای فعال تشکیل شده اند. بخشی از این لجن فعال به مخزن هوادهی جهت کمک به تجزیه مواد آلی منتقل میشود و مابقی آن دفع میشود.
6.  گندزدایی (کلرزنی): در این مرحله آب خارج شده از مرحله قبل آزمایش شده و میزان باکتری باقیمانده بررسی میشود. کلر برای از بین بردن باکتری های باقیمانده بیش از حد مجاز در محفظه، اضافه میشود. کلرزنی رایج ترین و ارزان ترین نوع ضدعفونی فاضلاب است، اما ضدعفونی توسط ازن و اشعه ماوراء بنفش نیز در حال افزایش است.
7. آزمایش آب، تجزیه و تحلیل آزمایش: در این مرحله نیترات، فسفات، آمونیاک، اکسیژن، PH و کلر باقیمانده در پساب خروجی مورد آزمایش قرار می گیرد. اگرچه در طول تمام مراحل تصفیه، جهت اطمینان از نتیجه مطلوب هر مرحله،آزمایش انجام می شود اما در مرحله نهایی نیز آزمایش فاضلاب انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که پساب خروجی از تصفیه خانه با استاندهای لازم مطالبقت دارد.
8. دفع پساب: پس از بررسی تمام استانداردها، پساب خروجی وارد محیط زیست می شود.

 

ب) فیلتراسیون در سیستم های آبیاری

 مراحل جداسازی ناخالصی های فیزیکی آب آبیاری

•    نصب نرده‌های آشغال‌گیر در طول مسیر خط انتقال سطحی آب این آشغالگیرها، بسیار کاربردی و ساده ترین بخش تصفیه آب برای آبیاری است.

              نره های آشغالگیر از چند میله با فواصل مشخص تشکیل شده اند که توانایی حذف مواد جامد بزرگ را دارد.

•    نصب انواع فیلترها و صافی ها

انتخاب فیلتراسیون و صافی‌ها بسته به نوع منبع آب، دبی سیستم، نوع قطره چکان وهزینه متفاوت است.

انواع صافی ها در آب آبیاری به شرح زیر است:

• هیدروسیکلون ها

در هیدروسیکلون آب بصورت گردان و گرداب مانند وارد آن شده و با نیروی گریز از مرکز موجب حذف آلاینده‌های بزرگ می شود. زمانی که آب دارای ناخالصی های درشت شن و ماسه است این فیلتر عملکرد بهتری دارد.

 

• فیلتر شن (تانک شن)

فیلتر شنی یا سند فیلتر مخزنی است که تحت فشار بالا (معمولا بین ۲ تا ۴ بار) کار می‌کند و از سیلیس در سایزهای مختلف پر شده است. بدنه این فیلتر استوانه ای است و یکی از روش های صاف کردن آب بصورت فیزیکی است و استفاده از آن موجب جداسازی ذرات معلق موجود در آب می شود.

 

• فیلتر توری

فیلتر توری خود به دو فیلتر صفحه ای و حلقه ای تقسیم می شود و یکی از مهمترین بخش های سیستم آبیاری قطره ای است. این فیلتر ذرات معلقی که از فیلترهای هیدروسیکلون و شنی عبور کرده اند را حذف می کند. مزیت استفاده از این فیلترها، افزایش عمر سیستم، اتصالات آبیاری، سیستم تصفیه است.

•   حوضچه رسوب گیر:

از جمله مهمترین سازه های ضروری به منظور جدا کردن رسوبات همراه جریان ورودی به کانال های انتقال آب است. این سازه بعد از آبگیر و در ابتدای کانال های انتقال آب به منظور افزایش کیفیت آب احداث می شود. ابعاد این حوضچه به دبی سیستم و سرعت رسوب ذرات معلق بستگی دارد.

 

 جداسازی ناخالصی های شیمیایی آب آبیاری: آب را از لحاظ شوری و اسیدیته ارزیابی کرده و در صورت لزوم از آبشویی برای کنترل شوری در محدوده ریشه گیاه و تعیین میزان اسید برای اسیدشویی استفاده می شود.

   جداسازی ناخالصی های بیولوژیکی آب آبیاری: در آب آبیاری رشد جلبک ها باعث گرفتگی می شود با روش های زیر می توان این مشکل را کنترل نمود:

•     بصورت مکانیکی
•    ایجاد سایه روی منبع آب
•     استفاده از سولفات مس (کات کبود) 0.5 تا 2 میلی گرم در لیتر به شرط عدم استفاده از فلز در سیستم 
•    استفاده از کلر غلظت 10 تا 20 میلی گرم در لیتر به مدت 30 تا 60 دقیقه

سخن پایانی 

مصرف آب سالم و با کیفیت تاثیر بسزایی در سلامت روانی، فردی و محیطی انسان دارد، به همین دلیل فرایند فیلتراسیون در صنعت آب بسیار با اهمیت است. فیلتراسیون یک فرایند پرهزینه و دشوار در صنعت آب است اما با توجه به اهمیت آب سالم و ایمن برای انسان، گیاه و محیط زیست، ارزش هزینه زیاد را دارد.