تصفیه آب
تصفیه آب
تصفیه آب یکی از مواردی است که امروزه بشر برای ادامه حیات به آن نیاز اساسی دارد.بیش از 71 درصد از کره ی زمین توسط آب پوشانده شده است اما متاسفانه تنها حدود ادرصد از این آب ها برای آشامیدن انسان مناسب می باشد.به همین دلایل به منظور حذف آلاینده ها و مواد مضر تصفیه آب موردی بسیار مهم است که حتما باید مورد توجه قرار گیرد.از مهم ترین منابع تامین آب شرب آب های رودخانه ای وسطحی می باشد که به طور طبیعی به دلیل آلودگی ها مختلف صنعتی ،کشاورزی وشهری یا وجود فلزات سنگین و میکروب ها ،برای آشامیدن و مصارف انسانی مناسب نیست.
تصفیه آب چیست؟
به حذف آلاینده ها و مواد مضر از آب “تصفیه آب” گفته می شود .این روش پاکسازی آب که به منظور تولیدآب آشامیدنی سالم ومناسب برای استفاده های گوناگون می باشد از زمان های دور رایج بوده است اما امروزه با پیشرفت هایی که در صنعت های مختلف از جمله داروسازی ،غذایی و بهداشت ودیگر صنایع داشته ایم اهمیت آن بیشتر شده است.
مراحل تصفیه آب آشامیدنی
تصفیه آب شامل مراحل مختلفی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی می باشد که در نتیجه این مجموعه فرآیند ها آب آلوده ودارای مواد مضر به آب سالم و قابل نوشیدن تبدیل می شودمختلفی است که ابتدا لازم میبینم هر کدام را ذکر کرده وبعد تک به تک هر مرحله را بررسی کنم این مراحل عبارتند از:انعقاد ،لخته سازی ،رسوب گذاری،فیلتراسیون،ضدعفونی ،تنظیم PH(در صورت نیاز)،ذخیره سازی وتوزیع
1. انعقاد
از مراحل تصفیه آب اولین مرحله ،انعقاد می باشد.در این مرحله به منظور خنثی سازی بار منفی ذرات معلق و آلاینده ها ،مواد شیمیایی با بار مثبت همانند آلومینیوم یا فریک کلرید به آب اضافه می شود.در این مرحله با اضافه کردن این ذرات و ترکیب آن ها با مواد شیمیایی موجود ذرات بزرگتری به نام لخته تشکیل می شود.مرحله انعقاد در حذف ذرات ریز و آلاینده ها نقش مهمی دارد.
2. لخته‌سازی
در مرحله لخته سازی آب به آرامی و به طور مداوم به هم زده می شودتادر نتیجه لخته ها یا ذرات تجمع یافته ای که در مرحله انعقاد تشکیل شدند به اندازه کافی بزرگ شوندتا جداسازی آن ها از آب به راحتی انجام گیرد.در مرحله لخته سازی برای تسریع در تشکیل لخته ها ممکن است مواد شیمیایی دیگری هم به آب اضافه شود.
3.رسوب‌گذاری (ته‌نشینی)
در این مرحله آب را وارد مخازنی می کنند و در نتیجه لخته های سنگین تر به کف ته نشین می شوند.مرحله رسوب گذاری در فرآیند جداسازی مواد جامد معلق نقش اساسی دارد.لخته هایی که در دومرحله انعقاد ولخته سازی ایجاد شدند به دلیل وزن بالای خود به طور طبیعی به پایین می روند وته نشین می شوند واز آب جدا می شوند.
4. فیلتراسیون
بعد از اینکه مواد ته نشین شدند به مرحله ی فیلتراسیون می رسیم در این مرحله آب را از میان فیلترهای گوناگون به منظور حذف مواد ریزتر،موادشیمیایی و آلاینده های باقی مانده عبور می دهیم.فیلترها معمولا از شن ،ماسه ،زغال سنگ و کربن فعال ساخته شده اند.این فیلتر ها از نظر اندازه منافذ متناسب با نیاز های تصفیه ای هستند.نقش مهم این فیلترها در حذف آلاینده هایی چون میکروب ها ،گرد وغبار ،مواد شیمیایی ،انگل ها و باکتری ها است.کربن فعالی که در فیلترها وجود دارد به حذف بو وطعم نامطبوع آب کمک می کند.
در برخی سیستم‌ها، علاوه بر فیلترهای سنتی،آب از میان یک غشای فیلتر با منافذ بسیار ریز عبور می‌کند در نتیجه از فرآیند اولترافیلتراسیون نیز استفاده می‌شود. این مرحله می‌تواند حتی ذرات کوچکتر از میکروب‌ها را نیز از آب حذف کند.
5. ضد عفونی
به منظور حذف باکتری ها ،ویروس ها و انگل های باقی مانده در آب نوبت به مرحله ی ضدعفونی می رسد.در این مرحله از موادی مانند کلر ،کلرامین یا دی اکسید کلر برای گندزدایی استفاده می کنند.این مرحله با ضدعفونی کردن آب میکروب ها و پاتوژن ها را نابود می کند تا برای مصرف انسان ها مناسب وایمن شود.مدت زمانی که این مواد با آب تماس دارند اهمیت زیادی در ازبین بردن پاتوژن ها وبیماری ها دارد.
6. تنظیم pH (در صورت نیاز)
در مواردی هم برای دستیابی به آب با ویژه هایی مناسب که در مصارف صنعتی ویا آب آشامیدنی کاربرد دارد نیاز به تنظیم PH آب می باشد.در این مرحله معمولاً با افزودن مواد شیمیایی خاصی مانند هیدروکسید سدیم یا اسید کلریدریک برای افزایش یا کاهش pH آب استفاده می کنند.این کار به بهبود کیفیت و اطمینان از ایمنی آب کمک می کند.
7. ذخیره‌سازی و توزیع
بعد از گذراندن تمام مراحل تصفیه آب ،آب تصفیه شده را به سمت مخازن ذخیره سازی هدایت می کنند.این آب آبی سالم وایمن است که آماده توزیع به شبکه های شهری یا سیستم های آبرسانی است.
هر کدام از مراحلی که در بالا شرح دادیم در فرآیند تصفیه آب و حذف آلاینده ها وذرات مضر نقش اساسی ایفا می کنند. این مراحل باعث می شوند تا از منابع آبی خود به بهترین نحو بهره‌برداری کنیم و آب سالم و ایمنی برای استفاده بشر فراهم آوریم.
جدول مراحل تصفیه آب آشامیدنی
| مرحله | شرح عملیات |
|---|---|
| 1. انعقاد (Coagulation) | افزودن مواد منعقدکننده (مانند آلوم یا آهن) برای بی‌ثبات کردن ذرات معلق ریز و کلوئیدی |
| 2. لخته‌سازی (Flocculation) | هم‌زدن آهسته برای تجمع ذرات بی‌ثبات شده به یکدیگر و تشکیل لخته‌های بزرگ‌تر (فلوک) |
| 3. رسوب‌گذاری (Sedimentation) | ته‌نشین شدن لخته‌ها در کف حوضچه، جدا شدن ذرات جامد از آب صاف بالا |
| 4. فیلتراسیون (Filtration) | عبور آب از بستر فیلتر (معمولاً شن، زغال فعال، آنتراسیت) برای حذف ذرات باقی‌مانده |
| 5. ضدعفونی (Disinfection) | از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا با مواد گندزدا (مثل کلر، UV یا ازن) |
| 6. تنظیم pH (در صورت نیاز) | تعدیل اسیدیته یا قلیاییت آب برای جلوگیری از خوردگی یا رسوب در شبکه توزیع |
| 7. ذخیره‌سازی و توزیع | ذخیره‌سازی آب در مخازن و پمپاژ به شبکه لوله‌کشی شهری برای مصرف نهایی مردم |
فهرست مطالب
فیلترهای دستگاه تصفیه
این دو فیلتر جزء مهم‌ترین و پرکاربردترین فیلترهای دستگاه‌های تصفیه آب هستند که کیفیت آب را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهند.
فیلتر کربن اکتیو
فیلترهای کربن اکتیو توانایی جذب آلاینده ها رادارند . اما نکته مهم این است که بعد از مدتی این آلاینده ها در خود فیلتر جمع می شود ونیاز است که فیلتر را عوض کنیم.وظیفه این فیلتر حذف بو ،طعم نامطبوع و مواد شیمیایی مانند کلر از آب است.
فیلتر اسمز معکوس
ساختار فیلتر اسمز معکوس به این گونه است که آب با فشار زیاد از این فیلتر عبور می کند و ذرات و مواد مضر را آب جدا می کند.این فیلترها برای عملکرد خود نیاز به برق دارند و نقش مهمی در تصفیه آب ایفا می کنند.وظیفه این فیلترها جدا سازی مواد شیمیایی، فلزات سنگین، میکروب‌ها و ذرات ریز از آب است.
کاربردهای دستگاه تصفیه آب
با توجه به اینکه دستگاه تصفیه آب به حذف آلاینده های مختلف از آب وتولید آب سالم کمک می کند همواره در انواع صنایع مختلف مانند :صنایع دارویی وپزشکی ،صنایع غذایی وآشامیدنی ،بسته بندی محصولات غذایی ،صنایع ریخته گری ،کارخانجات وصنایع عمومی ،صنعت شیشه سازی و شیشه بری،تولید لبنیات و فرآورده های آن کاربرد دارد.در ادامه کاربرد دستگاه تصفیه آب در هر صنعت را بیشتر توضیح می دهیم.
صنعت دارویی وپزشکی:کاربرد این دستگاه در صنعت دارویی وپزشکی برای تولید دارو،محلول های تزریق،تجهیزات پزشکی و… می باشد.
صنایع غذا وآشامیدنی :کاربرد این دستگاه در صنعت غذایی عبارت است از :تولید نوشیدنی ها،کنسروها ،شست وشوی میوه وسبزیجات،خنک سازی تجهیزات ،بسته بندی محصولات غذایی
صنایع ریخته‌گری :کاربرد این دستگاه در این صنعت برای جلوگیری از ایجاد رسوب ولک برروی قطعات فلزی در عملیات تولید وپرداخت
کارخانجات و صنایع عمومی:کاربرد این دستگاه در کارخانه جات وصنایع عمومی برای ایجاد آب سالم برای نوشیدن پرسنل ،حفاظت از تجهیزات ،خنک سازی دستگاه ها و…
صنعت شیشه‌سازی و شیشه‌بری:کاربرد این دستگاه در این صنعت برای خنک سازی وشست وشوی سطح ها بدون تولید شدن لک ورسوب
تولید لبنیات و فرآورده‌های آن:کاربرد این دستگاه در تولید محصولات لبنی سالم و بهداشتی نظیر تولید کره ،ماست ،پنیر و… بارعایت اصول بهداشتی و کیفیت بالا می باشد.
در جدول زیر یکسری از صنایع و کاربرد دستگاه تصفیه آب صنعتی را آورده ایم.
| حوزه صنعتی | نحوه استفاده از دستگاه تصفیه آب |
|---|---|
| صنایع غذایی و نوشیدنی | تولید آب فرایندی، شست‌وشوی مواد اولیه، تولید بخار تمیز، فرمولاسیون محصولات، افزایش ایمنی و ماندگاری |
| صنایع دارویی و بهداشتی | تولید آب فوق خالص (PW, WFI)، استریل‌سازی، شست‌وشوی تجهیزات طبق استانداردهای GMP و USP |
| نیروگاه‌ها | تصفیه آب ورودی به بویلرها برای جلوگیری از خوردگی و رسوب‌گذاری در توربین‌ها و دیگ‌های بخار |
| صنایع شیمیایی و پتروشیمی | تأمین آب بدون ناخالصی برای واکنش‌های شیمیایی، خنک‌کاری، شست‌وشوی تجهیزات و انتقال سیالات |
| صنایع فولاد و فلزات | خنک‌سازی سیستم‌ها، شست‌وشوی نهایی محصولات، جلوگیری از زنگ‌زدگی و رسوب در تجهیزات |
| صنایع نساجی و رنگرزی | حذف سختی و کلر برای جلوگیری از اختلال در رنگ‌آمیزی و حفظ کیفیت رنگ و بافت پارچه |
| صنایع خودروسازی | شست‌وشوی قطعات، استفاده در رنگ‌کاری و پوشش‌دهی، خنک‌سازی دستگاه‌ها و قالب‌ها |
| صنایع الکترونیک و نیمه‌هادی‌ها | تأمین آب بسیار خالص (Ultra Pure Water) برای تمیزکاری ویفرها و تجهیزات حساس |
| سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی | استفاده از آب نرم در چیلرها، برج‌های خنک‌کننده و بویلرها برای جلوگیری از رسوب و خوردگی |
| بازیافت و تصفیه پساب صنعتی | تصفیه مجدد پساب برای استفاده مجدد در فرآیندها یا تخلیه به محیط طبق استانداردهای زیست‌محیطی |
همه این مصارف نشان می دهد که دستگاه تصفیه آب یک دستگاه مهم برای بالابردن کیفیت و سلامت محصولات و بهینه سازی فرآیندهای صنعتی می باشد
اجزای دستگاه تصفیه آب صنعتی
- پیش‌تصفیه :در این مرحله برای حذف ذرات بزرگ ،گل ولای،مواد معلق و ناخالصی ها ابتدایی از فیلترهای میکرونی وکربنی استفاده می کنند
- فیلتر شنی تحت فشار:برای حذف نا خالصی های درشت و ذرات معلق آب را از لایه های مختلف شن تحت فشار بالا عبور می دهند.
- فیلتر کربنی :کاربرد اصلی این فیلتر عبارتند از :حذف مواد شیمیایی آلی ،کلر ،حذف بو و طعم نامطبوع از آب میاشد.
- فیلتر میکرونی :کاربرد این فیلتر برای جدا کردن ذرات ریز و معلق آب و ذراتی که می توانند به سیستم ها حساس آسیب برسانند . جنس این فیلتر میکرونی از مواد پلی پرو پیلن میباشد که بادقت امیکرون تا 10 میکرون ساخته شده اند.
- پمپ فشار قوی:کاربرد این پمپ بیشتر در سیستم های RO برای اینکه فشار مناسب برای عبور آب از فیلتر ها و سیستم اسمز معکوس (RO) را فراهم کند.
- ممبران :هسته اصلی سیستم RO که وظیفه اصلی این غشاها این است که مواد مضر همانند مواد شیمیایی ،فلزات سنگین ،باکتری ها و ویروس های آب را جدا کند وتنها اجازه عبور آۀ را می دهند.
- محفظه تحت فشار:این محفظه ها را ازجنس مواد مقاوم در برابر فشار می سازند تا باعث عملکرد درست شوند.فیلتر های ممبران در این محفظه ها قرار می گیرند وفشاری که برای عملیات اسمز معکوس است را فراهم می کنند.
- ساختار شاسی :جنس این قطعه از مواد مقاومی وبادوامی نظیر فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم می باشد واز اجزای مختلف دستگاه تصفیه آب نگهداری وپشتیبانی می کند.
- سیستم CIP:این سیستم بدون ناز به جابه جایی قطعات وفیلترها سیستم ها ی تصفیه را تمیز می کند.که در نهایت منجر به افزایش طول عمر و حفظ عملکرد سیستم می شود.
- لوله واتصالات :کاربرد اصلی این قطعه منتقل کردن آب در مرحله های مختلف از یک قسمت به قسمت دیگر می باشد .جنس این لوله برای جلوگیری از خوردگی از مواد مقاوم در برابر خوردگی وفشار می باشد.
- سیستم تزریق آنتی اسکالانت :این سیستم از رسوب مواد معدنی برروی غشاها های ممبران جلوگیری می کند.در نهایت سبب افزایش عمر سیستم می شود.
- تابلو برق:تمام اجزا الکتریکی سیستم توسط این تابلو برق تحت کنترل است. این تابلو برق ها شامل :مدارهای کنترلی ،دستگاه های اندازه گیری و سیستم های هشدار دهنده می باشد.
- سنسورها و دستگاه های اندازه گیری :کاربرد این دستگاه ها نظارت و اندازه گیری پارامتر های مختلف سیستم می باشد کنترل پارامترهایی نظیر فشار ،دما میزان جریان وکیفیت آب را این ابزار انجام می دهد.
کار کردن هماهنگ این اجزا هست که باعث مکی شود دستگاه تصفیه آب صنعتی به درستی کار کند.
سوالات متداول
تصفیه آب شامل مراحل مختلفی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی می باشد که در نتیجه این مجموعه فرآیند ها آب آلوده ودارای مواد مضر به آب سالم و قابل نوشیدن تبدیل می شود
این مراحل عبارتند از:انعقاد ،لخته سازی ،رسوب گذاری،فیلتراسیون،ضدعفونی ،تنظیم PH(در صورت نیاز)،ذخیره سازی وتوزیع
صنعت دارویی وپزشکی،صنایع غذا وآشامیدنی،صنایع ریخته‌گری،کارخانجات و صنایع عمومی،صنعت شیشه‌سازی و شیشه‌بری،تولید لبنیات و فرآورده‌های آن
فیلتر کربن اکتیو:وظیفه این فیلتر حذف بو ،طعم نامطبوع و مواد شیمیایی مانند کلر از آب است.
فیلتر اسمز معکوس :وظیفه این فیلترها جدا سازی مواد شیمیایی، فلزات سنگین، میکروب‌ها و ذرات ریز از آب است.
