تصفیه آب صنعتی و تصفیه فاضلاب صنعتی

اطلاعات تماس با شرکت فرا آب

دفتر فروش : 88477114 & 88436475-021                   دفتر مرکزی : 9-77653008 & 77514585-021              تلفکس:  77514586 & 88478265-021                        ایمیل : Info@fara-ab.com

پرسش‌های متداولپرسش های متداول

25,226تعداد نمایش:
اصول تصفيه آب چیست؟ کاهش اثرات مشکل انبار کردن و نيز سروکار داشتن با مواد شيميايي در مورد اسمز معکوس نسبت به سختی گیر روش های کنترل کيفيت آب ديگ بخار تاریخچه تصفیه آب آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه بررسی روش های تصفیه آب خانگی و کاربرد آنها تصفیه آب در داخل زمین بررسی روش های تصفیه آب خانگی و کاربرد آنها روش های تصفیه آب خانگی دستگاه های تصفیه آب خانگی منابع ضرورت بررسی استراتژی های جدید برای گندزدایی گند زدایی با UV گندزدایی آبهای سطحی مقایسه روش های ضدعفونی جهت شیرین سازی آب بهترین استراتژی ضدعفونی در آب شیرین کن نحوه عملكرد UV در تصفیه آب صنعتی عوامل موثر در تعیین دوز UV و کابرد آن در تصفیه آب مهم ترین اثر نامطلوب پساب های نساجی چیست اصول فرآیند تصفیه خانه آب اطلاعات جامع در خصوص تصفیه آب و فاضلاب مراحل سیستم تزریق کلرزنی در سیستم های تصفیه آب مزایای استفاده از ازن آلودگی آب زيرزميني ناشي از سطح زمين کنترل PH در پساب‌های صنعتی تعریف آب سخت اساس کار فیلتر شنی در تصفیه آب



اصول تصفيه آب چیست؟
  نمکهاي محلول در آب : TDS   بيانگر غلظت کل مواد محلول در آب مي باشد.
الف- کاتيون ها مانند کلسيم، منيزيم، آهن، منگنز، سديم مي باشد.
ب- آنيون ها مانند بي کربنات، هيدروکسيد، سولفات، کلرايد فسفات، نيترات مي باشد.
اگر کاتيون سديم باشد در آبهايي با غلظت کلر 250 ميلي گرم بر ليتر مزه شور محسوس است.
اگر کاتيون منيزيم يا کلسيم باشد در آبهايي با غلظت کلر 1000 ميلي گرم بر ليتر ممکن است مزه شور آشکار نشود.
تلخي آب به خاطر وجود نمکهاي منيزيم مي باشد. مزه گس مربوط به آهن و آلومينيم محلول در آب است. املاح آلي موجب مزه گنديدگي در آب است. آبهاي ترش داراي PH < 3 است. آبهاي داراي مزه صابون داراي PH  >  9 است.
يون هاي کلر و منيزيم موجود در آب با صابون ترکيب شده و آن را بصورت نامحلول در آورده و با رسوب دادن مواد صابوني، عملاً صابون را از نقش اصلي آن يعني تميز کردن باز مي دارند. آبي که داراي اسيديته بالايي است بسيار خوردنده است چون غلظت ناخالصي ها در آب کم است آنرا با واحد PPM (قسمت در ميليون) بيان مي کنند. نمايش غلظت ناخالصي ها (غلظت يونها) در آب به دو صورت زير مي باشد.
الف- برحسب جرم يون.
ب- بر حسب اکي والان از يون (عددي کوچک و اعشاري است) لذا عدد غلظت اکي والان را عدد 50 ضرب         مي کنيم چون جرم اکي والان کربنات کلسيم 50 مي باشد و به عدد حاصل غلظت معادل کربنات کلسيمي (AS   caco3) مي گويند،. يک اکي والان از يک آنيون با يک اکي والان از يک کاتيون ترکيب مي شود و مي توان گفت که اگر غلظت ها بر حسب معادل کربنات باشد هر ppm از يک   آنيون با يک ppm از يک کاتيون ترکيب مي شود.
- غلظت يون هاي مختلف برحسب معادل کربنات کلسيم جمع پذير هستند مثلاً کلسيم و منيزيم هر دو باعث سختي آب مي شوند لذا براي بيان سختي کل آب مي توان غلظت کلسيم و منيزيم را با هم جمع کرد و يا غلظت همه کاتيون ها را با هم جمع کرد که برابر غلظت همه آنيون ها مي شود.

- بيان غلظت يون ها بر حسب معادل کربنات کلسيم باعث مي شود که آناليز آب را پس از هر مرحله تصفيه به راحتي پيش بيني کنيم.
- اگر غلظت يون ها بر حسب معادل کربنات کلسيم باشد در آن صورت همواره مجموع کاتيون هاي آب مساوي مجموع آنيون هاي آب خواهد بود (اصل خنثي بودن الکتريکي آب).
در گزارش آناليز معمولاً غلظت آهن، منگنز و سيليکا را به صورت يوني (معادل کربنات کلسيمي) بيان نمي کنند چون اين مواد اغلب کلوييدي هستند.
پس واحد معادل کربناتي براي بيان غلظت بسياري از يون ها بکار مي رود.
سختي آب (hardness): مجموع غلظت کلسيم و منيزيم برابر سختي کل آب مي باشد (واحد ديگر بيان غلظت يونها).
Total dissolved solids = TDS : کل مواد جامد محلول در آب برابر مجموع غلظت همه يون هاي موجود در آب مي باشد.
مواد جامد محلول و کلوييدي از فيلتر شني عبور مي کنند و فقط مواد جامد معلق روي فيلتر باقي مي مانند.
اصول تصفيه آب

BOD (معرف اکسيژن مورد نياز بيولوژيکي) : آن قسمت از آلاينده هاي آلي است که باکتري ها قادر به  تجزيه آنها هستند. بالا بودن BOD معرف سهولت تعفن پذيري نمونه است.
  MPN (اشريشيا کليفرم ،( کليفرم روده اي): مصرف آلودگي آب به فاضلاب هاي انساني است. آلودگي آب طبيعي به اين باکتري    مي تواند هشداري به احتمال آلودگي آب به باکتري هاي بيماري زا و فاضلاب هاي انساني باشد. پس مقدار MPN در آب قابل شرب بايستي صفر باشد.
PH = Log10 [H+]            ,                    H2O                              H+ +OH-
PH: معرف قدرت اسيدي هر محيط آبي است
PH تابع دماي آب است.
]+[H غلظت مول بر ليتر است.
قليائيت آب: بيانگر ظرفيت آب براي خنثي کردن اسيد افزوده شده تا رسيدن به PH=4.5 است. هر چه قليائيت آب بيشتر باشد ظرفيت بافري آن بيشتر مي شود. قلياييت آب معرف مقاومت آب در برابر تغييرات PH  است. آبي که حاوي   ppm1  گاز co2 و ppm100 قليائيت باشد داراي همان PH آبي است که حاوي PPM10 گاز co2 و PPM100  قليائيت است. اما اگر به آب اولي ppm4  از گاز co2 اضافه کنيم PH آن کاملاً تغيير مي کند ولي اگر به آب دومي همان مقدار گاز co2 اضافه کنيم، تغيير PH قابل توجه نيست و اين معرف نقش قليائيت در توليد محيط بافري در آب است.
قليائيت آب طبيعي معمولاً برابر مجموع غلظت يون هاي بي کربنات، کربنات وهيدروکسيل است. غلظت آنيون هاي ديگر چون فسفات يا سيليکات در مقايسه با غلظت سه يون مذکور قابل صرفنظر کردن است. در تصفيه آب داشتن مجموع غلظت آنيون هاي تشکيل دهنده قليائيت و غلظت هر يک از آنيون ها مهم است لذا با اندازه گيري دو نوع قليائيت، غلظت هر يک از سه آنيون تشکيل دهنده قليائيت مشخص مي شود.
الف -  قليائيت ساده يا قليائيت نسبت به فنل فتالئين p
ب -  قليائيت کل يا قليائيت نسبت به متيل اورانژ M
روش اندازه گيري قليائيت :
تصفيه خارجي (خارج از سيستم) : روشهايي چون آهک زني، تعويض يوني يا فيلتراسيون جزء تصفيه خارجي هستند. قبل از ورود آب به داخل واحد صنعتي ، ناخالصي ها را از آب حذف مي کنند.
تصفيه داخلي: (افزودن مواد شيميايي مناسب به آب در خود واحد صنعتي)، استفاده از مواد شيميايي براي تنظيم PH و يا مواد ضد خورندگي در داخل واحد، جزء تصفيه داخلي مي باشد.
کاربرد تکنولوژي غشاها در تصفيه آب : اسمز معکوس فرآيندي فيزيکي است که مي توان از محلولي (حلال+ ناخالصي) به کمک يک غشاء نيمه تراوا، حلال خالص تهيه کرد.
توسط اين روش مي توان 99% مواد معدني حل شده و 97% مواد آلي و کلوييدي آب را حذف کرد. اگر يک غشاء نيمه تراوا بين دو محلول با غلظت هاي متفاوت قرار گيرد، مقداري از حلال از يک طرف غشاء به طرف ديگر منتقل مي شود. جهت حرکت حلال بگونه اي است که محلول غليظ تر را رقيق نمايد. که اين پديده را اسمز مي گويند.
اسمز معکوس :
با اعمال فشار مکانيکي به آب شور ملکولهاي آب را از ملکول هاي نمک جدا مي کنيم. در حقيقت اسمز معکوس گاهي شبيه به فيلتراسيون است. در فيلتراسيون اندازه ذرات مهم است ولي در اسمز معکوس علاوه بر اندازه ذرات،
اصول تصفيه آب

فاکتورهاي ديگري نيز مطرح است. در اسمز معکوس آب تصفيه شده توسط پمپ به داخل محفظه اي که داراي غشاي نيمه تراوا مي باشد رانده مي شود و تقريباً آب خالص مي تواند از غشاء عبور کند و آب غليط شده از ناخالصي ها در سمت اول (ورودي) مي ماند. حذف باکتريها، ويروسها و ديگر ميکروبها با اسمز معکوس صدرصد است اما به علت عدم آبندي کامل سيستم اسمز معکوس مقداري کمي از اينگونه ناخالصي ها در آب تصفيه شده ممکن است ديده شود. توسط اين روش مي توان آبهايي با املاح معدني و آلي بسيار زياد و حتي آب شور دريا ( با ppm50000 ناخالصي) آب شيرين تهيه نمود. از اين روش مي توان در پزشکي و داروسازي استفاده نمود و يک روش کاملاً اقتصادي مي باشد.
تعداد مولکل هاي حلال عبور کننده از غشاءتابع پارامترهاي زير مي باشد :
1- اختلاف فشار دو طرف
2- اختلاف غلظت دو طرف 3
- ضخامت ديواره
4- مساحت
5- جنس
6- چگونگي طراحي
- کاهش فشار پمپاژ بدترين انتخاب است چون کاهش فشار پشت غشاء هم دبي آب تصفيه شده را کاهش مي دهد و هم  غلظت ناخالصي (نمک) در آب تصفيه شده را زياد مي کند.
- هر چه اختلاف فشار بين دو طرف غشا بيشتر باشد بهتر است لذا بايستي شير لوله آب تصفيه شده خروجي هميشه باز باشد تا کمترين فشار ممکن در محفظه آب تصفيه شده را داشته باشيم. آب از طريق مولکولي از غشاء عبور مي کند و در عمل تعدادي از مولکولهاي آب از حفره هاي مويينه غشاء عبور مي کنند .
- غشاء اسمز معکوس را نيمه تراوا مي نامند چون غشاء همچون يک فيلتر عمل مي کند . به گونه اي که مولکولهاي حلال از آن عبور کرده ولي مولکولهاي ناخالص قادر به عبور از غشاء نيست لذا غشا براي مولکولهاي حلال تراوا و براي مولکولهاي ناخالصي ناتراوا است.
جنس غشاء معمولاً از اسنات سلولز ، پلي آميد ، پلي فنيل اکسيد و ........ مي باشد. غشا، بايد در مقابل حمله مواد شيميايي ، مواد بيولوژيکي و فشار مقاوم باشد. همچنين در مقابل تغييرات PH نيز مقاوم باشد. چون مشکل آفرين ترين قسمت سيستم اسمز معکوس ، غشاء مي باشد. لذا بهتر و ضروري است که آب ورودي به دستگاه اسمز معکوس قبلاً تصفيه مقدماتي شده باشد . همچنين هر جنسي از غشاء براي مورد خاصي از تصفيه مهم است مثلاً براي حذف کلر از آب غشاء از نوع پلي آميدي مناسب است و يا براي تنظيم PH آب ورودي براي جلوگيري از هيدروليز ، غشاء از جنس استات سلولز ضروري است.
عوامل آلودگي غشاء :
الف) رسوب گرفتگي غشاء : ناشي از به اشباع رسيدن بعضي از نمکهاي محلول در آب ورودي به دستگاه مي باشد . چون نمکهاي محلول دو تا چهار برابر غليظ تر مي شوند. لذا پس از به اشباع رسيدن شروع به ته نشين شدن برروي غشاء مي کنند . مهمترين جز رسوب کربنات کلسيم مي باشد . راههاي جلوگيري از ايجاد رسوب عبارتند از :
1- کاهش سختي آب ورودي به دستگاه توسط آهک زني.
اصول تصفيه آب

2- کاهش سختي آب ورودي به دستگاه با استفاده از رزين هاي سديمي.
3- کنترل درصد تغليظ به نحوي که عملاً اين نمکها به حد اشباع نرسند توسط افزايش دبي جريان آب شور و کاهش دبي آب تصفيه شده.
4- کنترل PH آب ورودي به دستگاه اسمز معکوس با تزريق اسيد به آب ورودي و در نتيجه کاهش PH آب ، غلظت يون کربنات کاهش مي يابد.
CO32 - +H +                               HCO3

يون بي کربنات در ترکيب با کلسيم نمک محلولي مي دهد ولي کربنات کلسيم نا محلول است پس با حضور يون بي کربنات مشکل به اشباع رسيدن را نخواهيم داشت اما کاهش يون سولفات عملاً غير ممکن است. به منظور جلوگيري از به اشباع رسيدن سولفات کلسيم يا بايد دبي آب تغليظ شده خروجي از دستگاه را افزايش داد و يا بايد از مواد ممانعت کننده مثل سديم هگزا متا فسفات ( SHMP ) به آب ورودي دستگاه تزريق نمود . در حقيقت املاح اشباع شده سولفات کلسيم را به حالت محلول نگه مي دارند. مقدار ماده لازم در حد کم (ppm 10) مي باشد.
ب- آلودگي ناش از اکسيداسيون روي غشاء :
کاتيون هاي آهن و منگنز به راحتي با اکسيژن محلول در آب يا هوا اکسيد شده و بصورت املاح نامحلول باعث آلودگي غشاء مي شوند. آلودگي آهن همان اکسيد شدن يونهاي محلول Fe2+ و Fe3+ مي باشد که بصورت هيدروکسيد آهن (III) روي غشاء مي نشيند. براي جلوگيري از مشکل يا بايد از ورود آهن به سيستم اسمز معکوس ممانعت نمود يا از اکسيدسيون Fe3+ و Fe2+ ممانعت نمود. اگر آب داراي آهن تا ppm4 و اکسيژن محلول کمتر از ppm1/0 باشد مسئله جدي پيش نمي آيد.
براي شستشوي آلودگي ناشي از اکسيداسيون روي غشاء مي توان از اکسيدستيريکي که با هيدروکسيد آمونيوم (NH4OH) داراي PH حدود چهار شده استفاده نمود.
ج- آلودگي ناشي از رشد مواد بيولوژيکي در روي غشاء يا جمع شدن مواد کلوييدي رو غشاء با فيلتراسيون بايستي مواد کلوييدي را حذف کرد و يا اينکه بايستي به آب ورودي مواد منعقد کننده افزود در ضمن اينکه بايد به آب مذکور قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس فرصت کافي داد تا ذرات منعقد شده ته نشين شوند. براي جلوگيري از شد مواد بيولوژيکي بايستي هر روز يکبار بمدت 30 تا20 دقيقه حدو.د ppm500 سولفيت سديم به آب ورودي تزريق نمود تا باعث نامساعد شدن محيط براي رشد مواد بيولوژيکي گردد.
براي جلوگيري از آلودگي غشاء استفاده از فرمالدئيد نيز توصيه مي شود. چون در روش اسمز معکوس براي توليد آب شيرين تغيير فاز نداريم لذا مقدار انرژي مورد نياز در فرآيند اسمز معکوس خيلي کمتر از روش تقطير مي باشد.
-     براي تصفيه آب نيم شور TDS برابر ppm200 فرآيند الکترو دياليز نسبت به اسمز معکوس اقتصادي تر   مي باشد.
-     اگر TDS آب ورودي بيشتر از ppm400 باشد، از اسمز معکوس مي توان براي تصفيه مقدماتي آب ورودي به واحدهاي تعويض يوني استفاده نمود.
-     اگر TDS آب ورودي کمتر از ppm400 باشد و کاهش TDS آب حدود 10% مورد قبول باشد در آن صورت روش اسمز بسيار اقتصادي تر از روش تعويض يوني خواهد بود.

^
کاهش اثرات مشکل انبار کردن و نيز سروکار داشتن با مواد شيميايي در مورد اسمز معکوس نسبت به سختی گیر
طراحي سيستم اسمز معکوس
- بر سر راه آب ورودي يک فيلتر فشنگي 45-25 ميکرومتر قرار مي دهند که مواد کلوييدي و ديگر ذرات درشتر را حذف کند. تا پمپ و غشاء را از آسيب اين مواد مصون دارد.
- يک شير در مسير محلول تغليظ شده (آب شور) براي کنترل درجه تغليظ قرار مي دهند.
کنترل فشارها در نقاط مختلف يک عامل مهم در بهبود کيفيت کار اسمز معکوس مي باشد و بايد تدابير در اين جهت اتخاذ شود. اگر فشار جريان آب تصفيه شده از فشار اتمسفر بيشتر باشد، مطلوب نيست و فشار جريان آب شيرين نقش منفي بازي مي کند و باعث کاهش محصول ميشود. تعيين کننده دبي آب شيرين، اختلاف فشار جريان آب محصول و فشار آب ورودي به دستگاه اسمز معکوس مي باشد.تحت هيچ شرايطي نبايستي در مسير جريان آب نمک تغليظ شده شير کنترل نصب کنيم چون وقتي که فشار آب ورودي به دستگاه اسمز معکوس کاهش يابد، ممکن است باعث بسته شدن مسير آب نمک تغليظ شده گردد.
توجه: براي روشن کردن پمپ گريز از مرکز بايستي در آغاز کار شير خروجي سيستم باشد وپس از آن که فشار از حداقلي افزايش يافت، آنگاه به آرامي شير خروجي را باز نمود.
^
روش های کنترل کيفيت آب ديگ بخار
سه مشکل عمده اي که به خاطر کيفيت آب بويلر بوجود مي آيد عبارتند از:
الف- مشکل رسوب گرفتگي
ب- مشکل خورندگي
ج- مشکل حمل قطرات بويلر توسط بخار
براي رفع يا کنترل سه مشکل فوق الذکر از سه روش اساسي زير استفاده مي کنند (به ترتيب اولويت).
1-     تصفيه خارجي: ناخالصي ها چون املاح سختي آور ، سيليکا و گازها را بايستي حذف نمود.
2-     تصفيه داخلي: با تزريق مواد شيميايي مناسب به آب تغذيه بويلر و نيز تصحيحاتً مکانيکي مشکلات احتمالي را تحت کنترل در مي آوريم.
3-     Blow down : با خارج کردن قسمتي از آب تغليظ شده بويلر و جانشن نمودن آب ترميمي شدت تغليظ شدن ناخالصي هاي آب بويلر را کنترل مي کنيم.
اصول تصفيه آب

- هر چند که استفاده از رزينهاي تعويض يوني براي تهيه آب تغذيه بويلر امري اجتناب ناپذير است اما در سالهاي اخير بکارگيري سيکل ترکيبي اسمز معکوس و رزين هاي يوني متداول شده است.
- تصفيه آب ميعان شده کندانسه يا برگشتي الزامي است و چون نوع خالصي بخار آب ميعان شده يا آب خام کاملاً فرق مي کند لذا نحوه تصفيه اين دو نوع آب با هم فرق مي کند. ناخالصي هاي آب برگشتي بشرح زير است.
-  ترکيبات ناشي از خوردگي: کربنات و هيدروکسيد محلول آهن و مس.
- دي اکسيد کربن : ناشي از تجزيه
- نمک هاي معدني: ناشي از سوراخ شدن لوله هاي کندانسور و وارد شدن آب خنک کن داخل آب برگشتي.
- سيليکا: معمولاً در بخار بويلر تغليظ مي شود.
- آمونياک: ممکن است براي کنترل PH به آب بويلر اضافه شود و يا از تجزيه هيدرازين توليد شود.
- مواد معلق : ناشي از خوردگي مثل محصولات غير محلول خوردگي چون اکسيد آهن.
در تصفيه آب برگشتي دو کار بايد انجام داد، يکي فيلتراسيون براي حذف ذرات معلق و تعويض يوني براي حذف نمکهاي محلول، چون بار تعويض يوني  کم مي باشد لذا ارتفاع بستر رزين را ازدياد مي کنند تا بستر ، کار فيلتراسيون را انجام دهد. چون بار تعويض يوني کم است از اين رو دبي آب نسبت به حجم رزين بسيار زياد است. استفاده از رزين کاتيوني سديمي (نوع قوي) مناسب است که هم کار فيلتر را انجام مي دهد و هم کاتيون هاي محلول در آب کندانس را با يون سديم تعويض مي کند حال آب تصفيه شده داراي سديم زيادي است لذا سيستم براي بويلرهايي مناسب است که در فشار کمتر از ATM 60 کار مي کند. چون فقط از رزين کاتيوني استفاده     مي شود لذا سيستم قادر است که آب تا دماي 120 درجه را هم تحمل کند.
عوامل مؤثر در کيفيت اب بويلر (تصفيه داخلي) :
1-     کنترل PH : هر چه PH آب از PH خنثي آب پايين تر باشد، حلاليت آهن در آب بيشتر مي شود. لذا در صنايع به منظور جلوگيري از خورندگي آب PH آب را بالاتر از PH خنثي تنظيم مي کنند. سرعت خورندگي ناشي از اسيدي بودن آب با افزايش دما، افزايش مي يابد.
- براي ديگ در فشار و دماي بالا : 0.2 < PH < 11.2
- براي ديگ در فشار و دماي متوسط:  PH = 10.6
- اگر به آب بويلر فسفات تزيق شده باشد در آن صورت PH بايد به اندازه کافي بالا باشد که مطمئن شويم تمام سختي باقيمانده آب بويلر بصورت فسفات تري کلسيک ca3(po4)2 رسوب خواهد کرد.
- براي افزايش PH آب تغذيه بويلر با فشار بيش از 14 اتمسفر نبايد از سودا (کربنات کلسيم) استفاده نمود.
2-     کنترل قليائيت: چون قليائيت آب بويلر از تغييرات شديد PH جلوگيري مي کند لذا عامل مهمي در خورندگي و رسوب گذاري آب بويلر است و مقدار مناسب قليائيت تابع فشار و دماي بويلر مي باشد.
قايائيت برحسب معادل کربنات      Psigفشار بويلر
حداکثر     حداقل      
700     200     300 - 0
600     160     450 - 301
500     120      600 - 450
400     120         750- 601
اصول تصفيه آب

3- اگر قليائيت کل کمتر از 80 ppm شد، تضميني براي ايجاد محيط بافري وجود ندارد. براي اطمينان بيشتر از ايجاد محيط بافري
ترجيح دارد که قليائيت نسبت به فنل فتالئين 80  تا 60 درصد قليائيت کل باشد.
اگر قليائيت به اندازه کافي نباشد ممکن است رسوب فسفات تري کلسيک بصورت چسبنده باشد.
کنترل اکسيژن محلول : اکسيژن محلول در دماي بالا باعث خوردگي موضعي مي شود و چون درصد کمي از اکسيژن محلول توسط هوادهي مکانيکي حذف مي شود لذا بايستي از روش شيميايي نيز براي حذف اکسيژن اقدام نمود. لذا از مواد سولفيت سديم که هم به خاطر ارزان بودن و هم بخاطر سهولت در کاربرد، زياد مصرف مي شود
2Na2so3+o2                          2Na2so4
براي اطمينان از حذف کامل اکسيژن لازم است که هميشه در آب بويلر مقداري سولفيت سديم بصورت باقيمانده وجود داشته باشد. مقدا سولفيت سديم باقيمانده به عواملي چون روش و محل تزريق، غلظت اکسيژن محلول و تغييرات غلظت اکسيژن در آب تغذيه بويلر بستگي دارد  ولي تزريق مداوم سولفيت سديم براي اطمينان از حذف اکسيژن ضروري است. به خاطر مسائل blow down و ... مقدار سولفيت سديم مصرفي بايستي حدود 10 برابر ميزان اکسيژن محلول باشد.
تعيين غلظت اکيسژن محلول کار دشوار و پر دردسر است در حالي که تعيين غلظت سولفيت سديم دقيق و به سهولت امکان پذير است و با تعيين غلظت سولفيت سديم باقيمانده مي توان از کيفيت حذف اکسيژن محلول مطلع شد. همچنين وجود سولفيت سديم اضافي باعث افزايش سرعت واکنش (حذف اکسيژن) مي شود. اخيراً سولفيت سديم را همراه با کاتاليزور مناسب به صورت يک ترکيب واحد به بازار عرضه مي کنند که اين ماده مي تواند اکسيژن محلول را با سرعت قابل توجهي حذف نمايد. استفاده از سولفيت سديم در فشار هاي بالا دو عيب دارد اول آنکه اين ماده باعث افزايش TDS مي شود که در بويلرها ميزان TDS بايستي پايين باشد ، ثانياً در فشارهاي بالا سولفيت سديم ميل به تجزيه به (دي اکسيد سولفور) SO2 و H2S (هيدروژن سولفوره ) دارد و هر دو گاز مذکور اسيدي بوده و باعث کاهش PH مي شود.
^
تاریخچه تصفیه آب
تصفیه آب برای مصرف بشر دارای سابقه‌ای بسیار طولانی و قدیمی است. بیکر Baker به منابعی اشاره می‌کند که بر طبق آن، تاریخ تصفیه آب به دو هزار سال پیش از میلاد می‌رسد.
تصفیه آب برای مصرف بشر دارای سابقه‌ای بسیار طولانی و قدیمی است. بیکر Baker به منابعی اشاره می‌کند که بر طبق آن، تاریخ تصفیه آب به دو هزار سال پیش از میلاد می‌رسد.


این مراحل تصفیه‌ای شامل جوشاندن و صاف کردن آب آشامیدنی می‌شده است. سیفون‌های فتیله‌ای که آب را از ظرفی به ظرف دیگر منتقل می‌نمایند، ناخالصی‌های معلق در فرایند را می‌گیرند. این عملیات در نقاشی‌های مصریان قرن ۱۳ قبل از میلاد مسیح نشان داده شده است. در کتاب‌های رومیان و یونانیان نیز به این امر اشاره شده است. این حقیقت که عملیات تصفیه آب در اسناد پزشکی زمان‌های قدیم دیده می‌شود بیان‌گر آن است که بین پاکیزگی آب و سلامتی بشر ارتباطی مشاهده شده است. بقراط که پدر پزشکی جدید شمرده می‌شود می‌گوید: هرکس که می‌خواهد به نحوی شایسته در پزشکی به بررسی و تحقیق بپردازد باید آب مورد مصرف ساکنین یک ناحیه را مورد توجه قرار دهد زیرا آب در سلامت انسان‌ها بسیار نقش دارد.
وسائل اولیه تصفیه آب در منازل افراد مورد استفاده قرار می‌گرفت و تا حدود سده نخست میلادی هیچ نشانه‌ای دال بر وجود عملیات تصفیه‌ای بر روی آب مصرفی جامعه وجود نداشت. برخی از آبراه‌های رومیان به حوضچه‌هائی متصل می‌شد که در آنها عمل ته‌نشینی آب صورت می‌گرفت و مجهز به کانال آبگیر شنی بود. این آبراه‌ها دارای تعدادی شیر بودند که برای مصرف عمومی توسط مردم مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در شهر ونیز که بر روی جزیره‌ای بدون منبع آب شیرین قرار گرفته است، آب حاصل از بارندگی از طریق حیاط‌ها و بام‌ها که متصل به آب‌انبارهای بزرگ بودند سرازیر می‌شد و در مسیر حرکت خود از فیلترهای شنی عبور می‌کرد.
اولین نوع از این آب‌انبارها در حدود ۵ قرن پس از میلاد مسیح برای تهیه آب جهت مصارف خصوصی و عمومی ساخته شد. این آب‌انبارها حدود ۱۳ قرن مورد استفاده قرار می‌گرفتند.
عملیات تصفیه‌ آب در قرون وسطی دچار رکورد گردید و مجدداً در قرن ۱۸ مورد توجه قرار گرفت. در فرانسه و انگلستان امتیازاتی انحصاری برای وسائل صاف کردن صادر گردید. درست مثل زمان‌های قدیم این وسائل برای مصارف شخصی خانگی، انستیتوها و یا کشتی‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت. در آغاز سده ۱۹ میلادی تصفیه مناقع آب برای مصرف عموم در مقیاس بزرگ آغاز گردید. شهر بیزلی در اسکاتلند به‌عنوان اولین شهری که آب مصرفی آن مورد تصفیه قرار گرفت شهرت دارد.
سیستم تصفیه آب متشکل از عملیات ته‌نشین‌سازی بود که متعاقب آن فیلتراسیون انجام می‌شد. این سیستم تصفیه در سال ۱۸۰۴ آغاز به کار کرد. به تدریج در اروپا استفاده از این سیستم متداول گردید و در پایان قرن ۱۹ بیشتر منابع عمده آب شهری فیلتر می‌شد. این فیلترها از نوع ماسه‌ای کند بودند.
توسعه عملیات تصفیه‌ آب در آمریکا پس از اروپا صورت گرفت. اولین تلاش برای فیلتراسیون در شهر ریچموند ایالت ویرجینیا در سال ۱۹۳۲ انجام گرفت ولی پروژه منجر به شکست گردید و چندین سال طول کشید تا تلاش مجددی برای انجام آن صورت پذیرد. پس از جنگ‌های داخلی تلاش‌های دیگری انجام شد تا از الگوی فیلتراسیون اروپائی پیروی شود اما تعداد کمی از آنها با موفقیت همراه بود. به‌طور مسلم ماهیت ذرات جامد معلق در رودخانه‌های اروپا تفاوت داشت و فرایند کند فیلتراسیون ماسه‌ای نمی‌توانست به خوبی مؤثر باشد. توسعه فیلترهای شنی تند که به‌صورت هیدورلیکی تمیز می‌شد رد اواخر قرن ۱۹ منجر به کارائی بیشتر فرایند تصفیه آب گردید، و با پایان این قرن کاربرد آن در مقیاس وسیع انجام می‌شد.
در خلال دو ثلث آخر قرن ۱۹ فیلتراسیون برای بهبود کیفیت ظاهری آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گرفت.
یکی از مزایای شناخته نشده‌ٔ آن عبارت بود از حذف میکروارگانیسم‌هائی که شامل عوامل بیماری‌زا نیز می‌شد، و هم‌چنین موجب گواراتر شدن آب می‌گردید. پی بردن به خواص فیلتراسیون در ربع آخر قرن ۱۹ سبب ساخت و توسعه واحدهای مختلف فیلتراسیون در سراسر اروپا و آمریکا گردید. در انتهای قرن ۱۹ فیلتراسیون به‌عنوان عامل اصلی جلوگیری از بیماری‌های منشأ آبی به حساب می‌آمد.
پذیرش تئوری میکروبی در مورد انتقال بیماری‌ها منجر به انجام عملیات گندزدائی بر روی منبع آب مصرفی جامعه گردید. در ابتدا گندزدائی به‌صورت موقت انجام می‌گرفت. انجام این عمل با استفاده از پودرهای رنگ‌بر و هیپوکلریت‌ها در موارد خاص در قرن‌های ۱۸ و ۱۹ میلادی صورت می‌گرفت. اولین واحدی که به‌طور دائم آب را کلرینه می‌کرد، در سال ۱۹۰۲ در بلژیک راه‌اندازی شد.
تولید کلر مایع اولین بار در سال ۱۹۰۹ برای گندزدائی آب آغاز گردید، و در فیلادلفیا به سال ۱۹۱۳ برای اولین بار جهت ضدعفونی آب استفاده از سایر مواد مصرفی برای گندزدائی از جمله ازون به‌طور هم‌زمان توسعه پیدا کرد ولی مصرف آن فراگیر نشد. گندزدائی و استفاده‌ٔوسیع از کلر در منابع آب مصرفی کاهش بسیار زیادی در مرگ و میر ناشی از بیماری‌های با منشأ آبی را سبب گردید.
سایر فرایندهای تصفیه آب با سرعت و گستردگی کمتری توسعه یافتند. منعقدسازی همراه با فیلتر شنی سریع به‌عنوان فرایند مکمل ته‌نشینی در ایالات متحده توسعه یافت.
نرم کردن آب‌های سخت در قرن نوزدهم در اروپا انجام می‌گرفت. اما تا آغاز قرن بیستم برای مصارف عمومی آب گسترش پیدا نکرد. ظرفیت ذغال برای جداسازی مواد آلی محلول در آزمایش‌های مربوط به فیلتراسیون مورد توجه قرار گرفت، اما برای مصرف عمومی آب استفاده نشد. اصلاح این ماده و تبدیل آن به کربن فعال همراه با استفاده آن در واحدهای تصفیه آب اخیراً انجام گرفته است. همان‌طور‌ی‌که استفاده از غشاهای مصنوعی برای عملیات فوق فیلتراسیون و جداسازی مواد معدنی محلول به تازگی انجام شده است.
پیشرفت‌های انجام شده در فرایندهای تصفیه آب در طول قرن حاضر از آن‌چه که قبلاً در طی تمام تاریخ رخ داده بیشتر است. به استثنای چند مورد فرایندهای تصفیه بدون اتکا به اطلاعات علمی در مورد اصول عملکردشان و تنها با وسائل اندک برای ارزیابی کمی میزان تأثیر آنها توسعه یافته‌اند. تنها در طی ۳۰ الی ۴۰ سال اخیر آگاهی‌های علمی بر فرایندهای تصفیه آب عملاً تأثیر گذار بوده است. جالب است بدانید یک تئوری منجر به بروز تغییرات چندی در فرایندهای اصلی تصفیه آب گردیده است. فهم مبانی علمی سبب بهتر شدن فرایندها و توسعهٔ جامع‌تر وسائل و افزایش کل راندمان راهبردی تصفیه آب گردیده است.
^
آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه
همان‌طور که می‌دانید آب بیش از سه‌چهارم سطح کره زمین را پوشانده است. ۲/۹۷ درصد از آب‌های موجود در این سیاره در اقیانوس‌ها و دریاها انباشته شده‌اند، لیکن تنها حدود ۸/۲درصد از آب‌های موجود قابل شرب می‌باشد. قدار قابل توجهی از کل آب‌های سطح کره زمین به‌صورت مناطق قطبی، یخچال‌های طبیعی، رطوبت هوا و خاک می‌باشد که عملاً غیرقابل دسترسی است و تنها ۶۲/۰ درصد از آن در رودخانه‌ها جاری بوده و یا به‌صورت دریاچه‌های آب شیرین و منابع زیرزمینی قرار گرفته‌اند و انسان‌ها آب آشامیدنی خود را از این منابع تأمین می‌نمایند.
 
امروزه این منابع محدود آب شیرین قابل دسترس در معرض انواع آلودگی‌های میکروبی و شیمیائی قرار گرفته‌، و آلاینده‌های فراوانی از طریق فاضلاب‌های صنعتی و کودهای شیمیائی منابع حیاتی انسان‌ها را به‌طور جدی تهدید می‌نماید.
۱) متأسفانه با توسعه تمدن جدید و صنعتی شدن جوامع، فاضلاب‌های صنعتی، مواد سمی، (فلزات سنگین) و آلودگی‌های مضر که برای سلامتی موجود تهدید به حساب می‌آید، از قبیل اسیدیته آزاد، مواد قلیائی، گازهای سمی، مواد رادیواکتیو، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، چربی و روغن و ... را وارد آب‌های شیرین قابل دسترس می‌نمایند.
۲) مواد شوینده که در عصر ما بسیار توسعه یافته و حجم وسیعی را تشکیل می‌دهد، هر روز و هر ساعت از طریق چاه‌های فاضلاب وارد آب‌های زیرزمینی گردیده و مولکول‌های کربن‌دار حلقوی (هیدروکربورها) موجود در آن که به آسانی قابل استحاله و تغییر نیستند، را وارد آب‌های زیرزمینی می‌گردانند و آلودگی‌ شیمیائی ایجاد می‌نمایند. متأسفانه با تمام تلاشی که به عمل آمده در حال حاضر فقط ۲۵ درصد از پاک‌ کننده‌ها (دترجنت‌ها) در شرایط معمولی تجزیه می‌گردند (جزء انواع تجزیه شونده می‌باشند) و ۷۵ درصد آنها استحاله نمی‌گردد و مولکول‌های حلقوی کربن‌دار آنها شکسته نمی‌شوند.
۳) تصفیه‌خانه‌های آب شرب جهت مبارزه با آلودگی‌ها با اضافه کردن مقداری کلر که ارزان‌ترین و قابل دسترس‌ترین آنتی‌اکسیدان است، میکروب‌ها و ویروس‌ها را در شرایطی خاص (نه به‌طور کامل) از بین می‌برند. هنگامی که کلر به‌عنوان گندزدائی کننده در تصفیه آب به کار می‌رود، در اثر ترکیب کلر با مواد آلی مثل اسید هیومیک تولید تری‌هالومتان‌هاTHMs یا هالوفرم‌ها را می‌نماید، تری‌هالومتان‌های اصلی عبارتند از: کلروفرم (CHCL۳)، برمودی کلرومتان (CHBrCL۲)، دی‌برموکلرومتان (CHBr۲CL) و برموفرم (CHBr۳).شواهدی در دست است که این ترکیبات خاصیت سرطان‌زائی دارند، که برای سلامتی انسان‌ها جداً مضر تشخیص داده شده‌اند. در شکل تصفیه آب به‌صورت رایج این‌گونه مواد هم‌چنان در آب باقی می‌مانند و کلر اضافی باقی‌مانده نیز اثر زیان‌آور خود را بر سلامتی انسان‌ها وارد می‌سازد. در هر حال تصفیه‌های اولیه تأثیر زیادی در رابطه با مقابله با آلودگی‌ شیمیائی و عناصر محلول در آب نمی‌توانند انجام دهند. فلزات مضر و نمک‌های زیان‌آور هم‌چنان از طریق آب آشامیدنی وارد بدن انسان‌ها می‌گردند و اثرات تخریبی خود را به‌جای خواهند گذاشت.
۴) آب حاوی محلول نمک‌ها و فلزات زیان‌آور، که میزان آن با: Electrical Conductivity, TDS Total Dissolved Solids، مشخص می‌گردد، متابولیسم سلولی و سوخت و ساز سلول‌های بدن انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد و در رسیدن غذا و اکسیژن کافی به نسوج و بافت‌های بدن اختلال ایجاد می‌‌نماید. این اختلال به‌صورت خستگی مفرط، ناراحتی‌های پوستی، ضعف در عضلات بدن، سردرد و ... ظاهر می‌گردد. مواد زائد آب در سیستم گردش خون به‌صورت رسوباتی در جداره رگ‌ها باقی می‌مانند و موجب تصلب شرائین، فشار خون، کاهش کارائی کلیه‌ها و کاهش ترشحات مفید غدد بدن و نهایتاً سکته‌های قلبی، مغزی و سایر عوارض خطرناک می‌گردند.
۵) میزان آب موجود در بدن انسان ۶۶ درصد تا ۸۵ درصد است که مقدار آن در خون ۷۹درصد می‌باشد. آب سالم و بهداشتی آبی است که قادر به انجام مأموریت‌های ضروری برای حیات پرنشاط و سالم باشد. سوخت و ساز سلولی عمدتاً توسط آب صورت می‌پذیرد و آب به‌طور دائم سلول‌ها و بافت‌ها را با حمل مواد غذائی تغذیه کرده و سپس مواد زائد آنها را به خارج از بدن حمل می‌کند، که در صورت اشباع بودن مولکول‌های آب از عناصر زائد این توانائی کاهش می‌یابد و عوارض آن به‌صورت‌های گوناگون در زندگی ما ظاهر می‌گردد.
۶) توجه به امر بهداشت آب آشامیدنی و مضرات ناشی از آلودگی‌های مختلف آب در سال ۷۸توجه همراهان گروه تصفیه آب را به خود جلب نمود. آنان جهت پرهیز دادن از امراض و ناراحتی‌های ناشی از این آلودگی‌ها، و توسعه آگاهی عمومی نسبت به آنها تلاش‌های خود را آغاز کردند. استفاده گسترده از سیستم‌های تصفیه (Reverse Osmosis) اسمز معکوس از نتایج این فعالیت‌هاست. Reverse Osmosis سیستمی است که با بهره‌گیری از قانون اسمز در طبیعت می‌تواند آب‌های آلوده و ناسالم با عبور دادن از فیلتری مخصوص به نام (membrane) به آب سالم بهداشتی تبدیل نماید، که نزدیک به مختصات استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) می‌باشد. این سیستم مولکول‌های آب را غربال کرده و مولکول‌های اشباع نشده و سالم را از مولکول‌های اشباع شده جدا می‌نماید. انواع میکروب‌ها و ویروس‌ها که در اندازه‌های فیزیکی ۰۳/۰ تا ۳ میکرون مشخص می‌گردد و هم‌چنین انواع فلزات سنگین و نمک‌های زیان‌آور را به‌صورت پساب خارج می‌نماید و تنها به آب سالم و بهداشتی اجازه عبور و خروج از سیستم را می‌دهد که قابل شرب و اطمینان‌آور است.
دستگاه‌های کوچک پرتابل و خانگی و اداری اسمز معکوس قابل دسترس‌ترین سیستم و با شرایط کاملاً اقتصادی جهت تأمین آب آشامیدنی سالم در منزل و محیط کار می‌باشد. با این دستگاه‌ها دیگر نیازی به تهیه آب معدنی بسته‌بندی شده نخواهید داشت و از مضرات بی‌شمار آب‌های ناسالم در امان خواهید بود.
^
بررسی روش های تصفیه آب خانگی و کاربرد آنها
دستگاههای تصفیه آب خانگی برای حذف یا کاهـش مواد زائد آب آشامیدنی بکار میروند. این مواد عمدتا عبارتند از :
الف) سختی آب
ب) کلر و ترکیبات بیماریزای کلر
ج) فلزات سنگین
د) آلودگی های میکربی
در زیر به بررسی این پارامترها و روشهای تصفیه آن ها می پردازیم :
۱) مواد زائد آب
الف) سختی آب [۱]
املاح موجود در آب موجب بالا رفتن سختی آب می شوند
تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در زمین باعث ورود عوامل سختی در آب ها شده و معمولا آب های زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند.
سختی آب، عملا شاخص میزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب های سخت تر به صابون زیادتری نیاز است. سختی آب به مجموعه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم اطلاق میشود.
طبقه بندی آب ها از نظر سختی بشرح زیر میباشد :
ـ آب های سبک : ۶۰-۰ میلی گرم در لیتر
ـآب های با سختی متوسط : ۱۲۰-۶۰ میلی گرم در لیتر
ـ آب های سخت : ۱۸۰-۱۲۰ میلی گرم در لیتر
ـ آب های خیلی سخت : بیشتر از ۱۸۰ میلی گرم در لیتر
ـ آب های سخت در درجه حرارت بالا در جداره کتری و دیگ های بخار رسوبات کربنات کلسیم ایجاد میکند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش میدهد.
در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوانها می شود.
در عین حال در نقاطی از روسیه که از آب های نسبتا سخت استفاده می کنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند. این موضوع تقریبا در آب های با سختی ۵۰۰میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به اثبات رسیده است.
از سوی دیگر در نقاطی که از آب های نرم تر استفاده می شود، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل میتواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی میتوان گفت که در نقاطی که آب سخت مصرف می شود امراض قلبی کمتر از نقاطی است که ساکنین آنها آب های سبک تر مصرف می کنند. به علاوه بروز سکته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب کم تر از نقاط با آب های سبک تر است .
ب) کلـر [۲]
برای میکرب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده میشود
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه میگردد. در سالهای اخیر تحقیقات بعمل آمده نشان داده اند که مواد آلی موجود در آب با کلر ترکیب شده و ایجاد تری هالومتان ها، کلرات و سایر ترکیبات جانبی مضر و سمی می نمایند که باعث بروز انواع بیماریهای صعب العلاج در انسان میگردند.
ج) فلزات سنگین [۳]
فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل میشود
فلزات سنگین با توجه به توسعه شهرنشینی و صنایع که منجر به افزایش میزان فاضلاب و پساب تولید گردیده است، عمدتا از طریق دفع نادرست و غیربهداشتی فاضلاب شهری و پساب صنعتی وارد محیط زیست می گردد. مرگ و میرهای آبزیان در اثر تخلیه پساب های محتوی فلزات سنگین در دنیا و ایران بی سابقه نیست. سبزیجات اطراف تهران نیز که با فاضلاب آبیاری میشود از این آلودگی ها بی بهره نمیباشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره میباشد. وجود فلزات سنگین در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات کروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پارکینسن، سنگ کلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان منجمله سرطان پروستات میگردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را بعنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام میدهد ارزیابی نموده است..
د) میکرواورگانیزم های بیماری زا
میکربها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند
امراض مختلفی بوسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکربی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگلهای خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماریها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها، باکتری ها، کرم ها و انگلها می باشند، از طریق نفوذ فاضلاب در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود. بیماری های ناشی از آب آلوده سالانه نزدیک به یک میلیارد انسان را در روی کره زمین مبتلا می کند و باعث مرگ حدود ۱۰ میلیون نفر می شود.
۲) منشاء آب
▪ آب لـوله کشی
آب تهران که از سدهای کرج، لار و لتیان تامین می گردد دارای کیفیت بالائی بوده و از این نظر معروفیت جهانی دارد. در سالهای اخیر بعلت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاههای عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاهها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نگردد می تواند از طریق نشت پساب منشاء آلودگی های انگلی و میکروبی و فلزات سنگین شود. از طرف دیگر بالا بودن مقدار کلر تزریقی در تصفیه خانه ها برای مقابله با این آلودگی ها موجب ایجاد آلودگی شیمیایی آب می گردد که علاوه بر طعم و بوی نامطبوع، کلر موجب ایجاد ترکیبات بیماری زای تری هالومتانها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکرب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک نمود.


^
تصفیه آب در داخل زمین
آب که بر زمین می‌ریزد و در آن نفوذ می‌کند، از طرفی با تولید نیترات در فرایندهای زیست شناختی و از طرف دیگر بدلیل صاف شدت طبیعی در اثر دخالت پدیده‌های فیزیکی ومکانیکی در داخل زمین مورد تصفیه قرار می‌گیرد.
 
تولید نیترات
مواد آلی که بوسیله آب حمل می‌شوند، بتدریج که در زمین نفوذ می‌کنند، در اثر کاهش و اکسایش پی در پی متلاشی می‌شوند. مجموع پدیده‌هایی که طی آنها مواد آلی اولیه به نیترات‌های حل پذیر و مستقیما قابل جذب برای گیاه تبدیل می‌شوند، تولید نیترات است. نقش تفکیک مولکول آلبومینوئید مربوط به میکروب‌های هوازی و ناهوازی‌ ای است که در خاک ، زندگی و در اولین مرحله این مولکول را به سوی تبدیل به نمکهای آمونیاکی هدایتمی‌کنند.

سپس تحت تاثیر باکتری‌های ویژه ، این نمکها ابتدا به نیتریت و بعد به نیترات تبدیل می‌شوند. بنابراین ، نیتروژن به شکل نیترات بوسیله گیاهان جذب می‌شود. گیاهان نیز مانند فرایند تولید نیترات به شرایطی مانند دما ، رطوبت و اکسایش نیاز دارند، اما حضور آهک نیز بسیار مهم است. به این دلیل است که توانایی تولید نیترات در سازنده‌های رخنه‌دار و سنگ آهک زیاد است، در حالی‌که در زمینهای سیلیسی و از لحاظ آهک ، فقیر این توانایی اندکاست.

بطور خلاصه ، تولید نیترات عبارت است از نقطه پایان تبدیل محیط آبی به محیط معدنی شده ای که در آن ، میکروبهایی که احتمالا از ابتدا در ماده آلی گفته شده وجود داشته اند، دیگر چندان زنده نمانند. به‌علاوه ، این میکروبها با گونه‌های دیگری که با محیط کاملا سازش یافته‌اند، رقابت حیاتی پیدا می‌کنند و در این مبارزه بیشتر گونه‌های بیماری‌زا از بین می‌روند.
 
صاف شدن طبیعی
از طریق صاف شدن طبیعی ، میکروبهایی که بوسیله مواد آلی حمل می‌شوند، بدلیلی مکانیکی که نتیجه در هم بر هم بودن دانه‌های تشکیل دهنده سازند تراواست، متوقف می‌شوند. مبنای این فرایند تصفیه ، پدیده جذب سطحی است. منظور از پدیده جذب سطحی ، خاصیت بعضی اجسام جامد است که می‌توانند اجسام محلول ، معلق یا کلوئیدی را در سطح خود نگهدارند. پدیده جذب سطحی ، پدیده ای کاملا فیزیکی دارای ماهیتالکتروستاتیک است.

از طرفی ، چون در خاکهای ماسه‌ای ، این دیواره جذب کننده از سطح گسترده دانه‌های ماسه تشکیل می‌شود، فوق العاده وسیع است. بنابراین ، تصفیه در مسافت که متغیری تابع قطر و نظم دانه‌ها و نیز نحوه آرایش درونی لایه است، انجام می‌شود.

یادآور می‌شویم که صاف شدن طبیعی در زمینهایی که نمونه بزرگ آنها تراواست، نیز بر اساس پدیده جذب سطحی امکان‌پذیر است، مشروط بر اینکه رخنه‌های سنگهای تشکیل دهنده این زمینها بسیار باریک باشند یا رخنه‌های پهن آنها با مواد ریز پر شده باشند. در این زمینها ، مدت تماس با جداره‌ها نقش عمده ای دارد. بنابراین ، عمل صاف شدن آبهایی که از گل سفید یا سنگ آهک سرچشمه می‌گیرند، در صورتی خوب انجام می‌شود که آب در آنها به آرامی حرکتند.

همچنین اگر رگه آبدار دارای زمینهای پوششی با ضخامت کافی باشد، اطمینان بیشتر خواهد بود.
سرعت گردش آب در زمین
بعلت متغیر بودن سرعت گردش آب در زمین ، فقط ارقام تقریبی می‌توان ذکر کرد. سرعت نفوذ در زمینهای رخنه‌دار در سنگ آهکها 40m و در دیگران 10km در 24 ساعت اندازه‌گیری شده است.

"دینر" (Diener) اطلاعات زیر را برای آبرفتهای منطقه وال دولوار ارائه داده است:
•         نزدیک تپه در حوالی منطقه دخول آبهای سطحی: بطور متوسط ، 0,04 متر درساعت یا یک متر در 24 ساعت.
•         نزدیک رود: بطور متوسط 0,2 متر یا 5 متر در 24 ساعت.
^
بررسی روش های تصفیه آب خانگی و کاربرد آنها
الف) سختی آب

ب) کلر و ترکیبات بیماریزای کلر

ج) فلزات سنگین

د) آلودگی های میکربی
در زیر به بررسی این پارامترها و روشهای تصفیه آن ها می پردازیم:

۱) مواد زائد آب

الف) سختی آب [۱]
املاح موجود در آب موجب بالا رفتن سختی آب می شوند
تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در زمین باعث ورود عوامل سختی در آب ها شده و معمولا آب های زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند.
سختی آب، عملا شاخص میزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب های سخت تر به صابون زیادتری نیاز است. سختی آب به مجموعه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم اطلاق میشود.

طبقه بندی آب ها از نظر سختی بشرح زیر می باشد:

ـ آب های سبک: ۶۰-۰ میلی گرم در لیتر

ـ آب های با سختی متوسط: ۱۲۰-۶۰ میلی گرم در لیتر

ـ آب های سخت: ۱۸۰-۱۲۰ میلی گرم در لیتر

ـ آب های خیلی سخت: بیشتر از ۱۸۰ میلی گرم در لیتر

ـ آب های سخت در درجه حرارت بالا در جداره کتری و دیگ های بخار رسوبات کربنات کلسیم ایجاد میکند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش میدهد.
در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوانها می شود.
در عین حال در نقاطی از روسیه که از آب های نسبتا سخت استفاده می کنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند. این موضوع تقریبا در آب های با سختی ۵۰۰ میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به اثبات رسیده است.
از سوی دیگر در نقاطی که از آب های نرم تر استفاده می شود، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل میتواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی میتوان گفت که در نقاطی که آب سخت مصرف می شود امراض قلبی کمتر از نقاطی است که ساکنین آنها آب های سبک تر مصرف می کنند. به علاوه بروز سکته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب کم تر از نقاط با آب های سبک تر است.

ب) کلـر [۲]
برای میکرب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده میشود
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه میگردد. در سالهای اخیر تحقیقات بعمل آمده نشان داده اند که مواد آلی موجود در آب با کلر ترکیب شده و ایجاد تری هالومتان ها، کلرات و سایر ترکیبات جانبی مضر و سمی می نمایند که باعث بروز انواع بیماریهای صعب العلاج در انسان میگردند.

ج) فلزات سنگین [۳]
فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل میشود
فلزات سنگین با توجه به توسعه شهرنشینی و صنایع که منجر به افزایش میزان فاضلاب و پساب تولید گردیده است، عمدتا از طریق دفع نادرست و غیربهداشتی فاضلاب شهری و پساب صنعتی وارد محیط زیست می گردد. مرگ و میرهای آبزیان در اثر تخلیه پساب های محتوی فلزات سنگین در دنیا و ایران بی سابقه نیست. سبزیجات اطراف تهران نیز که با فاضلاب آبیاری میشود از این آلودگی ها بی بهره نمیباشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره میباشد. وجود فلزات سنگین در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات کروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پارکینسن، سنگ کلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان منجمله سرطان پروستات میگردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را بعنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام میدهد ارزیابی نموده است...

د) میکرواورگانیزم های بیماری زا
میکربها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند
امراض مختلفی بوسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکربی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگلهای خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماریها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها، باکتری ها، کرم ها و انگلها می باشند، از طریق نفوذ فاضلاب در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود. بیماری های ناشی از آب آلوده سالانه نزدیک به یک میلیارد انسان را در روی کره زمین مبتلا می کند و باعث مرگ حدود ۱۰ میلیون نفر می شود.

۲) منشاء آب

▪ آب لـوله کشی

آب تهران که از سدهای کرج، لار و لتیان تامین می گردد دارای کیفیت بالائی بوده و از این نظر معروفیت جهانی دارد. در سالهای اخیر بعلت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاههای عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاهها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نگردد می تواند از طریق نشت پساب منشاء آلودگی های انگلی و میکروبی و فلزات سنگین شود. از طرف دیگر بالا بودن مقدار کلر تزریقی در تصفیه خانه ها برای مقابله با این آلودگی ها موجب ایجاد آلودگی شیمیایی آب می گردد که علاوه بر طعم و بوی نامطبوع، کلر موجب ایجاد ترکیبات بیماری زای تری هالومتانها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکرب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک نمود.

▪ آب معـدنی

در اکثر کشورهای غربی برای شرب از آب لوله کشی استفاده نشده و بجای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده میشود. دلیل این امر بدی کیفیت آب لوله کشی این ممالک که از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین میگردد میباشد.
آبمعدنی در کشورهائی که آب لوله کشی از تصفیه پساب تهیه میشود و فاقد املاح مفید میباشد و یا دسترسی به آب پاک میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است.
در مورد استفاده از آبمعدنی در کشور ما بایستی به موارد زیر توجه نمود[۴]:
همه آبهای بطری شده آبمعدنی نمیباشند. عبارت آب آشامیدنی قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است که این آبها فاقد املاح معدنی کافی بود و اکثرا از چاههای داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.

ـ منشاء آب (چشمه یا چاه) میتواند بعلت مجاورت با عوامل آلوده کننده آب مانند چاههای فاضلاب محدوده شهری و ییلاقی، کارخانجات و محل چرای دام و غیره در معرض آلودگی قرار گیرد.
ـ عدم رعایت مسائل بهداشتی و آلوده بودن احتمالی بطری و درب بطری در خط پرکن آبمعدنی می تواند موجب آلودگی آبمعدنی گردد.
میکرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری بسرعت رشد و تکثیر می یابند. از این نظر آبمعدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری کرد.

^
روش های تصفیه آب خانگی
متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر میباشد:

▪ رزین های تبادل یون برای کاهش سختی آب:

رزین های تبادل یونی با تبدیل یون های کلسیم و منیزیم محلول در آب به یون های نامحلول ، آنها را جذب و در نتیجه سختی آب را کاهش می دهد. متاسفانه، این رزین ها محیط بسیار مساعدی برای رشد و تکثیر باکتریها میباشند بطوریکه تعداد باکتریها در داخل این *****ها در کمترین مدتی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
جدیدا برای مقابله با تکثیر میکرواورگانیزم ها در محیط رزینی، *****های رزینی نوع Bacteriostatic تولید گردیده است که تا حدودی مانع تکثیر سریع میکروبها در داخل ***** می گردد. با این وجود، قبل وبعد از این نوع ***** آب بایستی کاملا ضدعفونی گردد و چون راکد ماندن آب در داخل بستر رزین موجب گندیدگی سریع آب می گردد، باید دقت نمود که آب در داخل این *****ها همیشه جریان داشته باشد. رزینهای داخل ***** پس از مدتی اشباع شده و بایستی تعویض شوند. استفاده از این *****ها برای آبهای مشکوک و یا آلوده به میکروب و انگل مجاز نمی باشد.[۵]

▪ کربن اکتیو (زغال فعال) برای حذف کلر، رنگ، بو و تری هالومتانها:

*****های کربن فعال خاصیت جذب مواد آلی و بعضی فلزات سنگین محلول در آب را دارد و رنگ، بو، کلر و ترکیبات کلر آب را حذف می نماید. مشابه *****های رزین، بستر کربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تکثیر باکتری ها بشمارمی آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میکربی ضروری میباشد.

▪ زئولیت [۶] برای حذف فلزات سنگین:

زئولیت ها رزین های طبیعی هستند که دارای خاصیت مبادله کاتیونی و حذف فلزات سنگین میباشند. از جمله موارد مهم کاربری زئولیت ها حذف کاتیونهای ارسنیک، تیتان، آلومینیوم کوبالت، کرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره میباشد.

▪ *****های سرامیکیئ برای حذف مواد معلق، باکتری ها و انگلها

*****های سرامیکی با منفذهای عبور آب حدود ۵/۰ میکرون، مانع عبور مواد معلق و کلیه انگلها و میکربها گردیده و با اطمینان کامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند. حتی آبهای آلوده و مشکوک پس از عبور از این صافی ها کاملا شفاف، بهداشتی و قابل شرب می گردند.
تصفیه با *****های سرامیکی تنها روش غیرشیمیایی میباشد که بدون نیاز به برق، آلودگی های میکربی آب را حذف می نماید. *****های سرامیک مرغوب، در مواقع شیوع بیماریهای اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف می باشند.
^
دستگاه های تصفیه آب خانگی
بطوریکه مشاهده می شود، هیچ یک از روشهای فوق به تنهایی قادر به تامین آب شرب سالم و گوارا نمی باشد. با در نظر گرفتن مواد زائد موجود در آب و با استفاده از روشهای مختلف تصفیه بایستی مواد زائد را از آب خارج نمود.
^
منابع
[۱] مقاله از سختی آب چه میدانید - مجله آب و محیط زیست- شماره ۱۹

[۲] مقاله مقایسه بین CIO۲ و روش UV/H۲O۲ برای ضدعفونی آب آشامیدنیمجله آب و محیط زیست شماره۳۱

[۳] مقاله فلزات سنگین و آلودگی محیط زیست- مجله آب وزارت نیرو شماره ۱۰

[۴] بروشور شرکت آبمعدنی چشمه

[۵] بروشور NSA bacteriological water filters

[۶] مقاله کاربردهای صنعتی زئولیتمجله آب و محیط زیست شماره ۳۵
^
ضرورت بررسی استراتژی های جدید برای گندزدایی
گندزدایی آب یك وسیله شناخته شده برای حفاظت جوامع از میكرواورگانیزم های بیماری زای آبزی به شمار می رود. با این وجود، در حال حاضر حتی در جوامع پیشرفته نیز استراتژیهای گندزدایی كامل نیستند. در خلال سالهای 1988-1981 تعداد 248مورد شیوع بیماریهای ناشی از آب آشامیدنی در ایالات متحده آمریكا گزارش شده است. 45% موارد آلودگی در سیستم های تامین آب شهری، 34% در سیستم های تامین آب برون شهری، 11% در منابع تامین آب خصوصی و 10% در آب تسهیلات ورزشی- تفریحی مشاهده شده اند[2].

44% از بیماریهای شایع شده توسط پاتوژنهای موجود در آب مربوط به استفاده از آبهای زیرزمینی آلوده، 26% مربوط به استفاده از آبهای سطحی آلوده و 13% مربوط به آلودگی شبكه توزیع از محل اتصالات ویا هنگام تعمیرات بوده است.

با وجود اینكه گندزدایی شیمیایی بوسیله كلر روشی كاملا عمومیت یافته به شمار می رود، با توجه به تجربیات علمی فزاینده در مورد مصون شدن میكروبها در مقابل گندزداهای شیمیایی و بالا رفتن آگاهی وحساسیت مردم در مورد سلامتی، ایمنی، هزینه ومحیط زیست، نیاز به یافتن فرایندهای پیشرفته تصفیه آب با بكارگیری روش های گندزدایی غیرشیمیایی و حذف كامل گندزداهای شیمیایی ماندگار ازشبكه های توزیع بیش از پیش ضروری گردیده است.
^
گند زدایی با UV
گندزدایی با UV به عنوان یك روش مطمئن برای جایگزینی مواد شیمیایی بطور روزافزون بكارمی رود. دستگاه های UV می توانند برای دامنه وسیعی از كاربردها طراحی شوند. با در نظر گرفتن كیفیت آب و هدف از گندزدایی، پرتو فرابنفش با موفقیت كامل برای طیف وسیع كاربردی زیر مورد استفاده قرار گرفته است:

1. آب شرب ( شهرها، شهرك ها، برج ها، كارخانجات، منازل و غیره ) از منابع آب سطحی و یا زیرزمینی

2. آبهای فرایندی و تولیدی صنعتی شامل :

الف) صنایع غذایی، نوشابه سازی و آبمعدنی

ب) آبهای سیستم های خنك كننده و تهویه مطبوع

ج ) تاسیسات پرورش ماهی و میگو، و غیره

3. فاضلاب های شهری، پس از تصفیه مرحله دوم یا سوم (بازیافت)

دلایل اصلی انتخاب گندزدایی به روش UV عبارتند از:

- تاثیر گذاری (در مقایسه با كلر، UV می تواند با دوز مصرف نسبتا پایینی طیف وسیعی از میكروبها، باكتری ها ویروسها را نابود كند.)

- حداقل ریسك برای سلامتی ( تركیبات جانبی بسیار كم و قابل اغماض است.)

- به جا نگذاشتن باقیمانده كه با مواد آلی موجود در آب ایجاد واكنش نموده و در نتیجه رنگ، عطر و طعم درمحصولات غذایی را تغییر دهد.)

- ایمنی مصرف كنندگان، مسئولان و جامعه (عدم حمل و نگهداری و كار با مواد شیمیایی سمی)

- سادگی و هزینه پایین در كاربری و نگهداری (دستگاههای UV نسبت به دستگاههای مولد اوزن و دی اكسید كلر از پیچیدگی بسیار كمتری بر خوردارند.)

- عدم نیاز به مخازن بزرگ تماس (ضد عفونی با UV در ظرف چند ثانیه كامل می شود در حالیكه سایر روشهای گندزدایی به 10 تا 60 دقیقه زمان نیاز دارند)

- هزینه پایین سرمایه گذاری دستگاههای UV (در طراحی تاسیسات جدید، ضدعفونی با UV كمترین هزینه سرمایه گذاری را دارد.)
^
گندزدایی آبهای سطحی
نور UV در دوز متعارف با مولكولها واكنش شیمیایی نشان نمیدهد. درحالیكه مواد گندزدای شیمیایی با اكسیداسیون بعضی ملكولها بستر تغذیه منا سبی برای رشد میكروبی ایجاد میكنند. مقدار پرتو UV مورد استفاده در گندزدایی، در مقایسه با مقداری كه در تكنیكهای پیشرفته اكسیداسیون با UV بكار میرود، بسیار پایین است. از این رو میتوان میزان دوز UV را بدون اینكه منجر به جذب UV در آب شود تا میزان زیادی بالا برد. عدم حساسیت مواد شیمیایی آب نسبت به تغییرات دوز UV مزیت این شیوه بخصوص در گندزدایی آبهای سطحی می باشد. زیرا به خاطر كیفیت پایین این آبها در مقایسه با آبهای زیرزمینی معمولا گندزدایی بیشتری لازم است.

كلر در دوز بالا می تواند كیست های ژیاردیا را ازبین ببرد ولی بروی كریپتوسپوریدیوم، حتی در دوزهای بالا، تاثیر نمی گذارد. پروتوزوا در آبهای سطحی بیشتر یافت می شود و برای از بین بردن آن به مقادیر بیشتری از گندزداهای شیمیایی نیاز است كه مجددا به تشكیل تركیبات جانبی مضر بیشتری می انجامد.

مواردی كه وجود كیستهای پروتوزوا خطر شناخته شده ویا بالقوه باشد، عملی ترین راه حل مقابله با آن استفاده از فیلتر مناسب در تصفیه خانه های شهری و منازل است. یك سیستم خانگی مناسب میتواند شامل یك پیش فیلتر برای خارج كردن رسوبات و ذرات درشت تر، یك فیلتر با منفذ های 5 میكرون مطلق برای خارج كردن ژیاردیا، و در نهایت یك فیلتر با منفذهای 3 میكرون مطلق برای خارج كردن كریپتوسپوریدیوم باشد. اگر فیلترها پس از تعویض و قبل از دورانداخته شدن به مدت طولانی در داخل مواد سفید كننده قرار گیرند، پروتوزوا درگیر در منافذ فیلتر از بین میرود. در تصفیه خانه های شهری، عموما فیلترهای شنی و یا چند لایه بكار میرود. همچنین می توان از روش های نوین تصفیه با سیستم ازن زنی استفاده نمود. در این صورت باید مواد آلی تجزیه شده توسط ازن پس از ازن زنی بوسیله فیلتر فعال بیولوژیكی ویا كربن فعال جذب شده و سپس باكتریهای حاصل از این فرایند بیولوژیك نابود شوند.UV برای گندزدایی نهایی این سیستم بسیار مناسب می باشد.

^
مقایسه روش های ضدعفونی جهت شیرین سازی آب
پرتو فرابنفش هیچگونه باقیمانده ضد عفونی كننده وارد شبكه توزیع نمیكند همین مساله این تصور اشتباه را ایجاد كرده كه هرگاه امكان شكل گیری لایه های زیستی وجود دارد، باید به جای اشعه ماوراء بنفش از كلر استفاده شود. (به عنوان مثال بر روی سطوح دستگاهها و یا در داخل لوله های خطوط توزیع)

اكنون از مدارك علمی انتشار یافته كاملا روشن است كه اگر آب حاوی مواد غذایی برای رشد میكروبی باشد (بخصوص كربن آلی قابل جذب AOC ) وجود كلر آزاد باقیمانده به مقدار 1 PPM در خطوط توزیع شهری به هیچ وجه تضمین كننده این مسئله نیست كه لایه های زیستی در سطوح لوله شكل نگیرند ودر نتیجه كالیفرم مدفوعی در شیرهای مصرف آب دیده نشود[5].

در واقع كلر ماده ای بسیار فعال و واكنشی است: واكنش با مولكول ها و میكروبهای واقع در سطح خارجی بیوفیلم ها كلر باقیمانده را بسرعت مصرف مینماید. نتیجتا، كلر نمی تواند در عمق بیوفیلم نفوذ كرده و فعالیت میكروبهای موجود در سطوح عمیق تر را از بین ببرد.

كلرآمین بدلیل آنكه نسبت به كلر واكنش كند تری از خود نشان میدهد در از بین بردن بیوفیلم ها و كنترل میكروبی در خطوط توزیع بهتر عمل میكند[4].

از آنجاییكه كلرامین برای ضد عفونی اولیه بخصوص در دوزهای متعارف مناسب نمی باشد و بعضی از ویروسها نسبت به آن مقاوم می باشند، یك استراتژی مطلوب جهت ضد عفونی میتواند استفاده از اشعه ماورای بنفش به عنوان گندزدای اولیه و سپس استفاده از كلرامین با تاثیر ضد عفونی ماندگار ثانویه جهت جلوگیری از رشد میكروبی در محیط های حاوی AOC در خطوط توزیع باشد.

با این وجود این روش یك مشكل اساسی دارد: اگرچه كلرامین، نسبت به كلر آزاد، تری هالومتانهای بمراتب كمتری تولید میكند ولی باعث ایجاد مولكولهای پیچیده تر و سنگین تری میگردد. با توجه به این مطلب این روش را میتوان “دومین بهترین استراتژی ضد عفونی آب” محسوب كرد.
^
بهترین استراتژی ضدعفونی در آب شیرین کن
بهترین استراتژی ضد عفونی روشی است كه هیچ نوع تركیبات آلی جانبی ایجاد نكند و با كارایی بالا باكتریها و ویروسها را از بین برده و پرتوزوا را تصفیه نماید و همچنین به مواد شیمیایی باقیمانده در خطوط توزیع شبكه نیاز نداشته باشد.

هیچ شیوه ضد عفونی به تنهایی نمیتواند كلیه این اهداف را برآورده نماید لیكن طراحی فرایندی كه اجزاء آن در كنار یكدیگر موفق به دستیابی به این اهداف گردند امكان پذیر است[1]. یك چنین فرایندی شامل اجزاء زیر میباشد:

1. پیش تصفیه آب بانضمام حذف ذرات آلی تا حد دستیابی به كیفیت مطلوب توسط فیلتراسیون

2. حذف مواد محلول آلی غذایی توسط فیلترهای بیولوژیكی فعال، شنی وكربن فعال

3. ضد عفونی با دوز صحیح توسط UV بمنظور از بین بردن باكتریها و ویروسهایی كه از فیلتر ها عبور میكنند

4. انتقال آب پالایش شده به شبكه توزیع مجهز به سیستم تعمیر و نگهداری بدون استفاده از مواد شیمیایی باقیمانده[6]

این شیوه ای است كه امروزه در اروپا بكار میرود و سیستمی است كه از طرف بعضی محافل تخصصی بعنوان روند تكاملی در تصفیه آب شناخته شده است.

امروزه در بعضی شهر های بزرگ اروپا و برخی شهر های كوچك در ایالات متحده از هیچ نوع ماده ضد عفونی كننده باقیمانده در آبهای آشامیدنی استفاده نمی كنند.

كیفیت آب در این شهر ها بسیار خوب است و شمارش میكروبی پایین تر از حد مجاز میباشد (به عنوان مثال كمتر از 500 كلنی در هر میلی لیتر)
^
نحوه عملكرد UV در تصفیه آب صنعتی
اصول گندزدایی با پرتو فرابنفش در مقالات متعددی منتشر شده است. بطور خلاصه میتوان گفت كه لامپهای كم فشار جیوه ای با راندمان بالا و یا لامپ های پر فشار جیوه ای با راندمان كم تر ولی شدت تابش بیشتر ، در اسید نوكلئیك (مولكولهای حاوی اطلاعات ژنتیكی) میكروبها تغییرات فتو شیمیایی ایجاد میكند. این تغییرات مانع تكثیر سلولی و تولید مثل آنها میگردد. مقدار تخریب ایجاد شده توسط پرتو فرابنفش و در نتیجه میزان تاثیر فرایند ضد عفونی با شدت نور و مدت زمان مجاورت با تابش متناسب میباشد. از این نظر، دوزUV برابر است با حاصل ضرب مقدار متوسط شدت تابش پرتو UV در طول موج 254 نانومتر در داخل محفظه دستگاه UV (بر حسب mW/cm2 ) در مدت زمان عبور آب از داخل دستگاه ( بر حسب ثانیه). دوز UV بر اساس ژول برمتر مربع ( J/m2) و یا میلی وات ثانیه بر سانتیمتر مربع (mW.s/cm2)محاسبه میشود. دوز متداول پرتو افشانی UV برای ضد عفونی آب شرب بر اساس كیفیت آب و هدف ضد عفونی مورد نظر بین 400 و 1200 ژول بر متر مربع (40 تا 120 میلی وات ثانیه بر سانتیمتر مربع) قرار دارد.
^
عوامل موثر در تعیین دوز UV و کابرد آن در تصفیه آب
بكارگیری موثر لامپ های UV برای كاربرد های مختلف شامل ضدعفونی آب آشامیدنی، آب فرایندی و فاضلاب، نیاز به آگاهی از عوامل تعیین كننده دوز UV دارد. این عوامل شامل موارد زیر میباشند:

1. میزان آلودگی میكروبی آب ورودی

2. فرایند تصفیه قبل از ضد عفونی با UV. فرایند تصفیه در مورد عوامل كیفی آب مانند مقدار و اندازه مواد جامد، كدورت، شفافیت برای نور UV و غیره و همچنین مشخصات میكربی آب عامل تعیین كننده میباشد.

3. قوانین و استانداردهای تعیین كننده میزان مجاز میكروب باقیمانده پس از ضد عفونی بر حسب مورد كاربرد.

4. عوامل بیولوژیكی مربوط به حساسیت میكروبها در مقابل نور UV

5. عوامل فیزیكی:

1-5- عوامل تعیین كننده شدت تابش متوسط UV
7-
آبهاي بسته بندي -مزايا و معايب
*آقای دکتر بفرمایید چرا مردم آب بطری‌‌ها را به دیگر آب‌‌های موجود ترجیح می‌دهند؟

از دیدگاه مصرف ‌کننده، آب بطری طعم و مزه بهتری نسبت به آب لوله کشی دارد که ‌این مسئله می‌تواند به دلیل محتوای املاح و نوع فرآیند تولید آن باشد. سبک بودن این نوع ظروف و سهولت حمل آن از دیگر مزیت‌‌های این نوع آب‌‌هاست.برای ضد عفونی کردن این نوع آب‌‌ها از روش کلرزنی استفاده نمی‌شود، بلکه از روش‌‌هایی مثل اشعه مادون قرمز، فیلتراسیون و روش ضد عفونی کردن با ازن استفاده می‌شود. این روش‌‌ها بدون اینکه طعم خاصی در آب ایجاد کنند، با کیفیت مناسبی محتوای میکروبی آب را از بین می‌برند.

بسیاری از انواع آب‌‌های بطری که به آب‌‌های معدنی نیز معروف هستند، محتوای املاح بالایی دارند. کلسیم، منیزیم و دیگر املاحی که در این نوع آب‌‌ها وجود دارند می‌توانند تا حدودی تامین کننده نیاز‌‌های بدن به‌ این نوع املاح باشند.

*استفاده از آب‌‌های بطری با چه خطراتی همراه است؟

محتوای فلوراید بیشتر آب‌‌های بسته‌بندی شده در بطری پایین است، در حالی که ‌این ماده برای حفظ سلامت دندان‌‌ها و استخوان‌‌ها ضروری است و آب لوله کشی منبع مناسبی برای تامین آن است.منابع تامین این آب‌‌ها، به ویژه انواعی که از آب‌‌های پایین دست تهیه می‌شوند(یعنی از سر چشمه یا قنات جمع آوری نمی شوند)، در معرض آلوده شدن با انواع آفت‌کش‌‌ها هستند. بسته‌بندی کردن آب داخل بطری این اطمینان را به مصرف‌کننده می‌دهد که محصولی سالم را مصرف می‌کند.
نوشیدن آب معدنی

این در حالی است که ممکن است بعضی از محصولات از کیفیت کافی و استاندارد لازم برخوردار نباشند و تولیدکنندگان آنها، بسیاری از استاندارد‌‌ها را رعایت نکرده نباشند. بعضی از این محصولات از محتوای سدیم، نیترات، نیتریت، سرب، کادمیوم و جیوه بالایی برخوردارهستند، به‌عنوان مثال در بعضی موارد مقدار سدیم آنها بیش از 10 میلی‌گرم در لیتر است و با توجه به‌ اینکه دریافت سدیم، نیترات و نیتریت به دلیل استفاده از غذا‌‌های حاضری معمولا در رژیم غذایی افراد بالاست بنابراین توصیه می‌شود، هنگام خرید آب های معدنی به برچسب آنها دقت زیادی شود.

نوع بسته‌بندی این محصولات نیز می‌تواند به دو صورت زیر سلامتی افراد را تهدید کند:

1) استفاده از بطری‌‌های نامرغوب و غیراستاندارد

2) وارد شدن ترکیبات پُلیمری مورد استفاده در ساخت ظروف پلاستیکی PVC و PET به داخل آب که می‌تواند سرطان‌زا باشد. در دمای بالاتر ورود این مواد به داخل آب شدت بیشتری پیدا می‌کند و هرچه از زمان تولید محصول بیشتر گذشته باشد، میزان بیشتری از این مواد در آن حل خواهد شد.

بنابراین توصیه می‌شود هنگام خرید آب معدنی، به زمان تولید و ترکیبات آن دقت کرده و آب معدنی را در محل مناسبی نگهداری کنید.

*یخ بستن یا فریز کردن آب درون بطری مشکلی ایجاد می‌کند؟

یخ بستن آب درون بطری موجب ایجاد ترکیبات سرطان‌زا می‌شود و نباید درجه خنک کردن بطری تا میزان یخ بستن آب آن کاهش پیدا کند.

*نظر شما در رابطه با پر کردن مجدد بطری‌‌های آب معدنی با آب‌‌های شهری یا موادی مثل آب‌غوره، آب‌لیمو و نگهداری آنها در یخچال چیست؟

در این موارد تاکید می‌کنیم نه تنها از این بطری های پلاستیکی برای خنک کردن و یخ بستن آب معمولی استفاده نشود، بلکه از نگهداری موادی که خواص اسیدی یا بازی دارند مثل آب‌غوره، آب‌لیمو و سرکه خودداری شود، زیرا این مواد با دیواره بطری واکنش هایی می دهند که خطرآفرین و سرطان‌زاست.

*در بسیاری از مغازه‌‌ها، آب‌‌های معدنی پشت شیشه‌‌ی مغازه طوری قرار گرفته‌اند که در معرض تابش مستقیم آفتاب هستند. در این موارد مشکلی ایجاد نمی‌شود؟

گرما و تابش مستقیم نور آفتاب، واکنش بین محتویات بطری(مثل آب، آبمیوه، مایع شربت و ...) و دیواره آن را افزایش می‌دهد که ‌این امر موجب انتقال ترکیبات دیواره بطری به درون مواد داخل آن و در نتیجه افت کیفیت و فساد مایعات می گردد.

*چرا بعضی از مواقع به آب بطری‌‌ها، گاز دی‌اکسیدکربن اضافه می‌کنند؟

با افزایش گاز دی‌اکسیدکربن، آب خوش‌خوراک تر می‌شود، منتها استفاده از این آب‌‌های گازدار خالی از اشکال نیست. از یک طرف موجب صدمه به مینای دندان می‌شوند و از طرف دیگر برای افرادی که بیماری ریفلاکس (ترش کردن غذا) یا نفخ معده دارند، مضر است.
^
مهم ترین اثر نامطلوب پساب های نساجی چیست
مهم ترین اثر نامطلوب پساب های نساجی که به جریان های آب تخلیه می گردد  رنگ موجود در این پساب ها است . پساب های نساجی که به طور نسبی مورد تصفیه قرار گرفته باشد ، علاوه بر رنگ محتوی مواد معلق ، روغن ، دترجنت ، مواد آلی و مواد معدنی خواهد بود که در تخلیه به جریان ها هر کدام از عوامل یاد شده مشکلاتی تولید خواهد نمود .
Porter  و Sinder ضمن مطالعه بر روی 30 نمونه رنگ به این نتیجه رسیدند که در پساب های محتوی رنگ نساجی اغلب BOD معرف یک تا 26 درصد COD است و این بدان معنی است که پساب نساجی به راحتی فاضلاب شهری که BOD آن حداقل 50% COD است نمی تواند مورد تصفیه و تجزیه قرار گیرد ، نسبت BOD  به  COD  در صورت استفاده از روش های بیولوژیکی برای تصفیه پساب نساجی باز هم زیادتر می گردد ، بالا بودن BOD و پایین بودن COD پساب تصفیه نشده نمی تواند باعث اکسیژن دهی دریافت کننده پساب تصفیه شده گردد ، اما وجود مواد آلی مقاوم مخصوصا در مواقعی که در پایین دست محل تخلیه آب مورد استفاده آشامیدنی داشته باشد ، دگرگونی شدیدی در کیفیت آب به وجود آورده و چه بسا زندگی آبزیان مثل ماهی را با اشکال مواجه سازد .
مشکلات جریان های دریافت کننده پساب نساجی بیشتر از آنجایی ناشی می شئد که در یک منطقه  کوچکی تعداد زیادی کارخانه نساجی تاسیس می گردد که متاسفانه تمام آن ها پساب خود را به صورت خام یا تصفیه شده نسبی در جریانی که درنزدیک آن تخلیه می کنند ، گاهی اوقات در اکثر مواقع سال 50% از جریان رودخانه را پساب های نساجی تشکیل داده است ، و این خود مشکل استفاده در پایین دست نقطه صنعتی را محدود می سازد .
کیفیت پساب نساجی
از نظر آلودگی در شستشوی پشم به BOD  بین 10000 تا 20000 میلی گرم در لیتر بر میخوریم و در پساب شستشوی پشم همیشه مقدار قابل توجهی چربی و روغن قابل بازیافتی وجود دارد .
در نساجی پنبه پساب ناشی از شستشوی آن مثل پساب پشم شویی از BOD  خیل بالایی برخوردار می باشد ، پساب سایر قسمت های صنایع نساجی آلودگی کمتری در مقایسه با پساب شستشوی مواد اولیه دارد .
در حال حاضر در دنیا 3000 نوع رنگ مختلف تولید می شود که تولیدات سالانه آن 800000 تن است ، رنگ مصرفی در نساجی به حدود 36000 تن در سال بالغ می شود که حدود 10 تا 20% آن پس از مصرف در پساب باقی خواهد ماند .
در مورد درصد تولید BOD  از ناحیه مواد اولیه مصرفی در نساجی ارقام زیر پیشنهاد گردیده است :
صابون و دترجنت         90 درصد
نشاسته و مواد مشابه      57 درصد
رنگ و غیره              30 درصد
به طور کلی BOD پساب نساجی در مصرف الیاف مختلف به قرار زیر است :
پشم                   1200-700 مبلی گرم در لیتر
پنبه                  600-300    میلی گرم در لیتر
الیاف مصنوعی      1300-300 مبلی گرم در لیتر
آلاینده های مهم تولید شده در در فرآیندهای مختلف نساجی
نوع فرایند
 
آلاینده های مهم
شستشو
رنگرزی
آبکشی و شستشو
BOD زیاد ، چربی زیاد ، قلیائیت زیاد ، رنگ قهوه ای تیره ، درجه حرارت حدود 115-125 ˚F
اسیدی ، خیلی رنگی ، BOD نهایتا بالا و امکان سمی بودن
BOD زیاد ، چربی زیاد ، درجه حرارت حدود 11-15˚F ، میزان آلودگی فرآیند مربوط به الیاف پشمی

^
اصول فرآیند تصفیه خانه آب
در تصفیه خانه کامل آب از مراحل زیر تشکیل یافته است :
1- کنترل pH
2- کنترل کدورت آب ،این کار با استفاده از دستگاههای اتوماتیک در محل برداشت آب از منبع آب یا از محل ورود آب به تصفیه خانه و یا اندازه گیری آزمایشگاهی انجام میگیرد .
3- تعیین درجه حرارت که خیلی ضروری نیست .
4- انجام روش ضدعفونی کردن مقدماتی به منظور حذف میکروارگانیسم های گیاهی و جانوری که باعث گرفتگی منافذ صافی ها می شود .
5- اندازه گیری میزان جریان
6- تعیین سطح آب در حوض لختلاط مواد منعقد کننده و آب یا کواگولاسیون
7- وسایل تزریق مواد شیمیایی و کنترل pH
8- کنترل غلظت لجن
9- تزریق کلر به آب تصفیه شده
10- تعیین افت فشار در صافیها
11- مسائل مربوط به شستشوی صافی ها
در تصفیه خانه های کوچک کواگولاسیون و فلوکولاسیون در یک حوض و ته نشینی فلوکها در حوض جداگانه ای انجام میگیرد ولی در تصفیه خانه های بزرگ این اعمال تماما در یک حوض قابل اجرا است . در حوضهای کواگولاسیون و فلوکولاسیون سرعت اختلاط باید 0.2 تا 0.6 متر در ثانیه باشد و هیچگاه این سرعت نمیتواند از 0.1 متر در ثانیه کاهش یابد زیرا موادمعلق که باید بعد از فلوکولاسیون برای درشتر شدن فلوکها دائما در حال تعلیق و تصادم باشند رسوب خواهد نمود و اگر سرعت از 0.6 متر در ثانیه بیشتر باشد فلوکهای تشکیل شده خواهند شکست . زمان اختلاط سریع مواد شیمیایی با آب 30 تا 60 ثانیه است و زمان فلوکولاسیون 5-10-15 و حتی 30 دقیقه تعیین شده است .
انرژی لازم برای کواگولاسیون و فلوکولاسیون 0.25 ات 1 اسب برای هر میلیون گالن در روز توصیه گردیده است . در تصفیه خانه های کوچک ممکن است به جای استفاده از هم زنهای مکانیکی از ایجاد موانع ور حوض های فوق الذکر استفاده نمود .
هم زنهای حوض فلوکولاسیون باید حداقل 10 تا25 درصد سطح حوض را بپوشانند و سرعت اختلاط این حوض تقریبا نظیر حوض کواگولاسیون است . دور بهم زدن در کواگولاسیون 100 ودر فلوکولاسیون 40 دور در دقیقه منظور میگردد . آبی که مواد معلق و کلوئیدی آن به فلوک تبدیل شده برای ته نشینی وارد حوض ته نشینی میگردد . در هر ناحیه ته نشینی 4 ناحیه زیر قابل پیش بینی است .
1- ناحیه ورود آب که از این محل آب باید به طور یکنواخت در تمام سطح حوض پخش گردد .
2- ناحیه خروج آب ته نشینی شده
3- ناحیه دریافت لجن حاصل از ته نشینی شدن فلوکها
4- ناحیه ته نشینی که شاید مهمترین قسمت حوض بوده و عمل زلال سازی آب در آن به عمل می آید .
عوامل موثر در ته نشینی فلوکها به قرار زیر است :
1-اندازه ، شکل و وزن فلوکها
2- ویسکوزیته و درجه حرارت آنها
3- زمان ته نشینی
4-عمق حوض ته نشینی
5-بار سطحی حوض ته نشینی
6-سرعت جریان آب
7-کیفیت ورودی و خروجی های حوض
سرعت ته نشینی فلوکها در 30 درجه سانتیگراد 2.3 برابر صفر درجه سانتیگراد است .
زمان ته نشینی فلوکها در یک حوض باید طوری باشد که وقتی فلوکها به آخر حوض رسید ته نشین شده باشد . زمان ته نشینی حوضها را معمولا مادل زمان پرشدن آنها در نظر میگیرند .
حوضهای ته نشینی را بصورت مستطیلی و دایره ای میسازند . در تمام انواع حوضها کف حوض شیبی به طرف محل جمع آوری لجن خواهد داشت تا لجن به راحتی وبه کمک پاروهای مخصوص بتواند در این محل تخلیه گردد .
حوضهای دایره ای که در مقایسه با حوضهای مستطیلی زمین زیادتری نیاز دارد و هزینه ساخت آنها نیز بیشتر است ورودیشان اغلب در مرکز قرار دارد و خروجی آنها بصورت کانالهای شعاعی که از مرکز تا کناره ها امتداد یافته ساخته می شود . در این کانالها سوراخهایی بای جمع کردن آب ته نشین شده تعبیه شده است .
حوضهای ته نشینی مربع به ندرت در تصفیه آب مورد استفاده می باشد .
نوع دیگر حوضهای ته نشینی حوضهای دایره ای با جریان روبه بالا است که در آنها بین آب فلوکه شده ورودی و لجن های ته نشین شده قبلی تماس برقرار است . ورودی حوضهای ته نشینی باید طوری ساخته شود که اولا سبب شکستن فلوکها در حوض ته نشینی نشود ، ثانیا آب ورودی را بطور یکنواخت در تمام حوض پخش کند . ورودی ممکن است به صورت مانع سوراخ دار در حدود 0.12 تا 0.14 متر در ثانیه است .
در طرح حوض ته نشینی عوامل زیر از اهمیت ویژه ای برخردار است :
1-مقدار آبی که باید تصفیه شود .
2-زمان ته نشینی
3-بار سطحی حوض
برای جمع آوری لجن عمق حوضهای ته نشینی را 0.15 تا0.3 متر عمیق تر منظور میکنند . در آبهای خیلی کدر و با مواد معلق زیاد معمولا حجم محل جمع آوری لجن 25 درصد حجم کل حوض ته نشینی است چون لجن ته نشین شده در حوضها اغلب محتوی مواد آلی زیادست . برای جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی هوازی در آنها اغلب با پیدایش بوهای بد توام است باید بعد از پرشدن محل جمع آوری لجن نسبت به تخلیه آن اقدام گردد . عمل تخلیه ممکن است دستی یا اتوماتیک باشد . لجن های تصفیه شده را بعد از تغلیظ یا در بسترهای اجن خشک کنی به صورت کیک در می آورند یا پس از تصفیه با صافیهای فشاری این عمل را انجام میدهند .
صافی ها
یکی از انواع مهم صافیها که در تصفیه خانه های کوچک و تصفیه آب صنایع مورد استفاده قرار میگیرد صافیهای فشاری و صافیهای دیاتومه ای هستند . صافیهای فشاری که از بدنه فلزی در دو نوع عمودی و افقی ساخته میشوند . ممکن است تمام بستر صافی از یک نوع یا لایه های گوناگون ماسه پر شده باشد . در هر دو نوع صافی مذکور هیچگاه بستر ماسه ای بصورت کاملا پر تمام محفظه صافی را نپوشانده است بلکه همیشه جایی برای انبساط ماسه ها از شستشوی معکوس صافیها باید در نظر گرفته شود .
بسته به اندازه دانه های ماسه مصرفی میزان صاف شدن بین 5 تا50 متر در ساعت معادل 2 تا20 گالن در دقیقه در هر فوت مربع سطح صافی متغییر است . افت فشار اینگونه صافیها 0.2 تا 2 بار در نظر گرفته شده است . میزان آب شستشو در آنها که وابستگی به اندازه دانه های ماسه دارد متغییر است و میزان انبساط بستر ماسه را بین 10 تا 25 درصد عمق کل بستر ماسه توصیه کرده اند .
در صافیهای فشاری که برای کارهای بزرگ تصفیه آب ساخته شده اند مانند صافیهای سریع ماسه ای در شستشوی معکوس صافی می توانیم قبل از آب هوای تحت فشار نیز استفاده نماییم . صافی های دیاتومه ای منحصرا در تصفیه آب استخر ها مورد استفاده قرار میگیرد .
صافیهای دیاتومه ای گاهی قادرند بعضی ترکیبات آهن محلول و معلق آب را نیز حذف نمایند . باید توجه داشت که انواع و اقسام دیگر صافی ها بسته به نوع تصفیه مورد نیاز در صنعت آب مورد استفاده قرار میگیرند . از این میان می توان به صافیهای کربن فعال و آنتراسیت و غیره اشاره کرد .
هوادهی آب
هوادهی به منظور حذف بو و طعم در آب انجا میگیرد . انحلال هوا و گازها در آب بسار بطئی است مگر اینکه سطح تماس آب و گازها بنحوی افزایش یابد . هوادهی ممکن است به وسیله نازل و کمپرسور هوا و یا بوسیله هواده های سطحی انجام شود .
نازل ها باید بتوانند هوا را بصورت حبابهای ریز در سرتاسر مخزن هوادهی به حرکت در آورند .
وسائل تزریق مواد شیمیایی
تزریق مواد شیمیایی که در تصفیه آب بکار میرود به کمک تزریق کننده های مواد منعقد کننده که در انواع پیستونی – دیافراگمی هستند انجام میشود . معمولا لازمست مواد منعقد کننده مورد نیاز را در مخازنی برای مصرف 24 ساعت آماده کرد . این مخازن به هم زنهای مکانیکی مجهز هستند . چون بر حسب کیفیت اب ممکن است میزان تزریق مواد منعقد کننده کم و زیاد شود ، لذا تزریق کننده باید طوری باشد که بتواند جوابگوی این تغییرات باشد و فشار لازم که بر فشار آب غلبه کند را نیز تامین کند . در تزریق کلر که ممکن است به صورت پرکلرین یا گاز کلر باشد ابتدا محلولهای 20 تا 50 گرم در لیتر پرکلرین را در ظرفهای مخصوص تهیه کرده و به کمک تزریق کننده ها این محلول را به آب تزریق می کنند . چون محلولهای پرکلرین همواره دارای رسوبات کربنات یا اکسید کلسیم است واین رسوبات وقتی داخل تزریق کننده شوند باعث گرفتگی لوله هه خواهد شد ، لذا بهتر است وقتی محلول پرکلرین را آماده می سازند اجازه دهند این رسوبات ته نشین شوند و از مایع بدون رسوب به آب تزریق شود . در صورت استفاده از گاز کلر و یا کلر مایع در کارهای کوچک کلریناتور گازی را مستقیما به کپسول گاز کلر وصل نموده و به کمک پوستر پمپ فشار تزریق لازم را تامین میکنند . در کارهای بزرگ کلر مایع را ابتدا با دستگاههای مخصوصی به گاز و سپس با کمک برجهای انحلال به آب کلر و بالاخره و آن را به آب تزریق می نمایند .
در تزریق مواد منعقد کننده و آهک نیز باید از وسایلی که در برابر اسید و قلیا مقاومند و همچنین قابل تنظیم از نظر میزان تزریق استفاده می شود . مواد منعقد کننده مورد لزوم تصفیه آب روزانه باید از طریق آزمایشگاه تعیین شود و هماهنگی زیاد بین تصفیه خانه و آزمایشگاه موجود باشد .

^
اطلاعات جامع در خصوص تصفیه آب و فاضلاب
کتاب ﺗﺼﻔﻴﻪ و ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﻲ ﺁب و ﻓﺎﺿﻼب
ﻣﻘﺪﻣﻪ
اﻣﺮوزﻩ ﺣﻔﻆ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺁب ، ﻳﻌﻨﻲ ﺣﻴﺎﺗﻲ ﺗﺮﻳﻦ ﻣﺎدﻩ اي ﮐﻪ ﺑﺸﺮ ﺑﻪ ﺁن ﻧﻴﺎز دارد ﺑﻄﻮر ﻓﺰاﻳﻨﺪﻩ اي ﻣﻮرد
ﺗﻮﺟﻪ ﻣﺠﺎﻣﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﻴﻦ اﻟﻤﻠﻠﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ . رﺷﺪ روزاﻓﺰون ﺟﻤﻌﻴﺖ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺑﻬﺮﻩ
ﺑﺮداري ﺑﻴﺶاز ﺣﺪ از ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﺡﺪود ﺁب از ﻳﮏ ﻃﺮف و ﺁﻟﻮدﻩ ﺷﺪن ﺁﻧﻬﺎ ﺑﺱﺒﺐ ﻓﻌﺎﻟﻴﺘﻬﺎي ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن
زﻳﺱﺘﻲ ، ﮐﺸﺎورزي و ﺹﻨﻌﺘﻲ ﺑﺸﺮ از ﻃﺮف دﻳﮕﺮ هﻤﮕﻲ دﺳﺖ ﺑﻪ دﺳﺖ هﻤﺪﻳﮕﺮ دادﻩ و زﻧﮓ
ﺧﻄﺮ ﺑﺡﺮان ﺁب را در ﺳﺎﻟﻬﺎي ﺁﻳﻨﺪﻩ ﺑﻪ ﺹﺪا در ﺁوردﻩ اﺳﺖ.
ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺣﻔﻆ ﮐﻴﻔﻴﺖ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﺑﻴﻮﻟﻮژﻳﮑﻲ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺁب ﺳﺮﻟﻮﺣﻪ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺑﺱﻴﺎري از
ﺳﺎزﻣﺎﻧﻬﺎﻳﻲ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻧﺡﻮي ﺑﺎ اﻳﻦ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺳﺮو ﮐﺎر دارﻧﺪ.
اﻳﻦ ﻣﻬﻢ از دو ﺟﻨﺒﻪ ﮐﻠﻲ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ اﺳﺖ:
١ -اﻓﺰاﻳﺶﮐﻴﻔﻴﺖ ﺁﺑﻲ ﮐﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﻣﺼﺎرف ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن ﺑﺮﺳﺪ ﮐﻪ ﺗﺡﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺳﻪ ﻋﺎﻣﻞ ﻋﻤﺪﻩ ﺑﻮدﻩ
اﺳﺖ
-اﻓﺰاﻳﺶﺁﻻﻳﻨﺪﻩ هﺎ در ﻣﻨﺒﻊ ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺁب.
-ﺁزﻣﺎﻳﺸﻬﺎي ﮐﻴﻔﻲ ﺁب و ﻓﺎﺿﻼب ﺑﺎ دﻗﺖ ﺑﺎﻻ.
-اﻓﺰاﻳﺶﺳﻄﺢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺁب ﺁﺷﺎﻣﻴﺪﻧﻲ.
ﺗﺡﻮﻻﺗﻲ ﮐﻪ در ﭼﻨﺪ ﺳﺎل اﺧﻴﺮ ﻣﻮﺟﺐ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژي ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺁب و اﻓﺰاﻳﺶﮐﻴﻔﻴﺖ ﺁب
ﺁﺷﺎﻣﻴﺪﻧﻲ ﺷﺪﻩ اﺳﺖ ﺑﺸﺮح ذﻳﻞ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ:
×ﺣﺬف ﻣﺮﺣﻠﻪ ﮐﻠﺮ زﻧﻲ در اﺑﺘﺪاي ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺧﺎﻧﻪ ( اﺳﺘﻔﺎدﻩ از ﮐﻠﺮ ﻓﻘﻁ در ﺁﺧﺮﻳﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺼﻔﻴﻪ
ﺑﺮاي ﺑﻬﺮﻩ ﺑﺮداري از ﮐﻠﺮ ﺑﺎﻗﻲ ﻣﺎﻧﺪﻩ در ﺷﺒﮑﻪ. (
×اﺳﺘﻔﺎدﻩ از ازون و ﭘﺮﺗﻮدهﻲ ﻓﺮاﺑﻨﻔﺶدر ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺼﻔﻴﻪ.
×اﺳﺘﻔﺎدﻩ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﺳﻴﺱﺘﻢ ازون ، ﺑﻮﻳﮋﻩ اﺳﺘﻔﺎدﻩ از اﮐﺱﻴﮋن ﺑﺮاي ﺗﻐﺬﻳﻪ دﺳﺘﮕﺎﻩ و ﺑﻬﺮﻩ ﮔﻴﺮي
از ﺑﺮق ﺑﺎ ﻓﺮﮐﺎﻧﺱﻣﺘﻮﺳﻁ ،ﺑﺎﻋﺚ ﺷﺪﻩ ﺗﺎ ﻏﻠﻈﺖ ازون ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻪ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻃﺮاﺣﻲ دﺳﺘﮕﺎهﻬﺎي
ﺗﻮﻟﻴﺪ ازون ﮐﻮﭼﮑﺘﺮ ﺷﻮد ﮐﻪ ﻧﻬﺎﻳﺘﺎ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮐﺎهﺶﺳﺮﻣﺎﻳﻪ ﮔﺬاري اوﻟﻴﻪ ﺑﺮاي ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺑﺮوش ازون
ﻣﻲ ﮔﺮدد.

متن کامل جهت دانلود

http://8pic.ir/images/q9jjsscq1ttsr6qrsidi.pdf

^
مراحل سیستم تزریق کلرزنی در سیستم های تصفیه آب
سیستم تزریق کلر در دو مرحله  به آب تزریق گردد.
کلرزنی اولیه :
این مرحله از کلر زنی بعد از ورود آب خام به تصفیه خانه انجا خواهد شد . 
این مرحله از کلرزنی دارای مزایای زیر خواهد بود .
- کنترل رشد  لایه های بیولوژیکی 
- کنترل پیدایش توده های بیولوژیکی بر روی صافی ها 
- زیاد تر شدن تماس آب با کلر 
- بهبود انعقاد 
- کاهش بو و طعم 
 
کلرزنی نهایی :
این مرحله از کلرزنی در آب تصفیه شده خروجی از تصفیه خانه انجام خواهد شد به طوری که آب ورودی به شبکه توزیع همواره مقداری کلر باقیمانده برای جلوگیری از احتمال آلودگی های بعدی را دارا باشد . 
 
کلر زنی مجدد :
این کلر زنی در شبکه های توزیع خیلی طویل و در نقاطی از آن که اختلاط کامل موجود است برای بهبود کیفی آب سالم سازی شده انجام می گیرد .
 
کلر زنی آب چاه :
در مواردی که اجتماعات از آب چاه استفاده می نمایند ضدعفونی کردن آب چاه قبل از توزیع ضرورت دارد . 
 
کلرزنی شبکه و خطوط انتقال :
خطوط انتقال و شبکه های توزیع نیازی به کلرزنی ندارد , مگر در شبکه های طویل ولی خطوط انتقال و شبکه ها را بعد از احداث و یا بعد از انجام تعمیرات لازم است ضدعفونی نمود .
 
کلر زنی مخزن آب :
مخازن آب را بعد از احداث و قبل از شروع بهره برداری با روش های مخصوصی ضدعفونی می نمایند . 
بعد از تعمیرات و رنگ سازی مخازن , ضدعفونی کردن آنها نیز لازمست . 
 
متاسفانه هنوز اکثر منابع آبی با گاز کلر ضدعفونی می شوند . 
بر اساس مطالعات انجام شده وقتی گوشت ها را با آب محتوای کلر بشویند , کلر موجود در آب ولو به میزان کم با گوشت وارد فعل و انفعال شده که ننتایج آن پیدایش مواد سمی سرطان زا خواهد بود که مهمترین آن تری هالومتان ها می باشد . در این عمل ممکن است بعلت وجود کلر حتی رنگ قرمز گوشت زایل شود و یا کمرنگ گردد. در نتیجه ترکیب کلر با گوشت باعث کم شدن ارزش غذایی این مواد است و این اثرات زیان بخش مخصوصا در مواقعی که آب شستشو در لا به لای گوشت ها جمع می شود بیشتر مشهود خواهد بود 

^
مزایای استفاده از ازن
 مزایای استفاده از ازن بقرار زیر است :
1- قدرت اکسید کنندگی زیاد و زمان تماس بسیار کم بطوری که میکرووارگانیسم ها و حتی ویروس ها در عرض چند ثانیه در تماس با ازن ازبین خواهند رفت .
2- در حین تولید بو و طعم خاصی بوجود نمی آورد .
3- در آب بعد از ضدعفونی کردن اکسیژن تولید می نماید . 
4- در ضدعفونی کردن به هیچ ماده شیمیایی خاصی نیاز ندارد . 
5- بسرعت با تمام انواع مواد آلی وارد عمل شده و با اکسیداسیون آنها را حذف می نماید.
6- چون ازن باقیمانده در آب از بیمن می رود , باقیمانده از آن در آب نمی ماند . 
7- رنگ , بو و طعم آب را نیز زایل می نماید . 
 
معایب کاربرد ازن :
1- سمی بودن 
2- هزینه تولید زیاد آن در مقایسه با کلر 
3- پیچیدگی خاص تاسیسات تولید ازن 
4- احتمال تولید الدئیدهای نامطلوب از بعضی مواد آلی اکسید شده .
5- هیچ باقیمانده ازن در آب توزیعی موجود نخواهد بود از این رو ممکن است نیاز به کلرزنی نهایی آب تصفیه شده باشد . 
6- چون کمتر از کلر در آب حل می شود , لذا بعد از تزریق به بهم زنی زیادی نیاز دارد .
عمده ترین روی آوری به کاربرد ازن برای ضدعفونی کردن عدم تشکیل هالومتان ها می باشد که در اثر ترکیب مواد آلی بوجود می آید . 

^
آلودگی آب زيرزميني ناشي از سطح زمين
 آلودگی آب زيرزميني ناشي از سطح زمين 
 
منابع آلودگی آب زيرزميني كه از سطح زمين ناشي مي‌شوند•نفوذ آب‌هاي آلوده :آبدهي بيشتر چاه‌هاي بهره‌برداري‌كننده از آبخوان، توسط نفوذ آب‌هاي سطحي حمايت مي‌شود (شكل 1). در حقيقت، بيش از نيمي از آبدهي چاه مستقيما از ورود آب‌هاي سطحي مجاور تامين شود كه ممكن است آلوده باشند. با مهاجرت آب درون زمين، مقداري از مواد حذف يا رقيق مي‌شوند، مخصوصا كه جريان آب از ميان فيلترهايي، مانند شن وماسه، يا مواد زيستي (مواد آلي) عبور مي‌كند. اگر جريان از (سوراخ‌هاي) بازشدگي‌هاي بزرگ، مانند سوراخ‌هايي كه در آبخوان‌هاي كربناتي هستند، عبور كند احتمالا تصفيه صورت نمي‌گيرد. كلرايد، نيترات، و چندين تركيب آلي، كه اكثرا متحرك هستند، بصورت آزادانه با آب حركت مي‌كنند، و با فيلتراسيون حذف نمي‌شوند. مثال‌هايي از تفكيك منابع آب زيرزميني با فيلتراسيون ذكرشده براي آبهاي سطحي آلوده، گسترده و زياد هستند.
در موارد زيادي، آلودگي ناشي از دفع مستقيم پساب‌هاي صنعتي و شهري درون جريان آب است، كه سپس درون آبخوان مجاور وارد مي‌شود. در شرايط هيدرولوژي مانند اين، ممكن است چندين ماه يا حتي سال لازم باشد تا آلاينده‌ها به چاه برسند. •مكان دفع مواد پسماند مايع و جامد :يك دليل آلودگي آب‌هاي زيرزميني دفع مواد پسماند بطور مستقيم درون سطح زمين، است. مانند كودهاي كشاورزي، لجن‌ها، زباله‌ها، و پسماندهاي صنعتي. اين زباله‌ها ممكن است بصورت تپه‌هاي مجزا باشند يا در سطح زمين پخش شوند. اگر زباله‌ها شامل مواد قابل حل باشند، مي‌توانند نفوذ كنند. مسايل مشابه مي‌تواند در مجاورت گونه‌هاي مختلف انبار ذخيره‌سازي رخ دهد. •ذخيره‌سازي در انبارها، پسماندها، و مواد فاسد :شايد مثال اوليه‌ي آلودگي ناشي از انبارهاي ذخيره‌سازي در آبهاي زيرزميني، مخازن حفاظت نشده‌ي نمك يخ‌زدائي (كلرايد كلسيم يا سديم) است، كه معمولا با ماسه مخلوط شده و براي نگهداري در بسياري از بزرگراه‌ها استفاده مي‌شود. نمك به سرعت حل مي‌شود و نفوذ مي‌كند يا با رواناب جاري مي‌شود. متوسط اندازه‌ي انبارهاي ذخيره‌سازي ممكن است دربرگيرنده‌ي 150 تا 250 تن نمك، با افزودني‌هايي مانند نمك اسيد فروسيانيك داراي تركيبات آهن، و نمك اسيد فروسيانيك سديم، و شايد فسفات و نمك اسيد كروميك براي كاهش خوردگي، باشد (Williams، 1984). انبارهاي ذخيره‌سازي ديگر شامل زغال سنگ، سنگ معدن فلزي، فسفات‌ها، و سنگ گچ، است. سنگ‌هاي معدني سولفيد فلزي و زغال سنگ، زمانيكه در معرض هوا قرار مي‌گيرند، ممكن است تشكيل اسيد خشك بدهند، و در نتيجه‌ي كم شدن pH آب، ممكن است مواد افزودني معدني يا ديگر مواد تشكيل دهنده‌ي زمين، حل شوند. پسماندها، كه شامل سنگ معدني با درجه‌ي بسيار پايين تصفيه، هستند، كه ممكن است آب‌هاي اسيدي توليد كنند. آنها معمولا با تالاب‌هاي مورد استفاده براي دفع زباله‌هاي معدني ناشي از پاكسازي و اشباع از سنگ معدن، در ارتباط هستند. به عنوان يك قانون كلي، تالاب‌هاي پسماند بودن پوشش هستند، و هنگاميكه با دوغاب پر مي‌شوند، آزاد (رها) مي‌شوند؛ آنها ممكن است به عنوان منابع اسيد، فلزات، مواد جامد محلول، و راديواكتيويته، بكار روند. مواد پسماند يا باقيمانده كه در طي حفر معدن توليد شده‌اند، مواد فاسد ناميده مي‌شوند.
بيش از يك قرن، مواد فاسد سولفيد آهن غني شده، به عنوان منبع اصلي زه‌كشي معدن اسيد در زمين‌هاي زغال‌سنگ شرقي و در معادن سولفيد فلزات، بكار گرفته شد. •انبارهاي زباله و آشغال :درطي دو دهه‌ي گذشته، محققان ديدگاه جدي در مورد اثرات زيست‌محيطي انبارهاي موقتي، داشته‌اند. رواناب‌هايي كه در ميان تفاله‌هاي آشغال نفوذ مي‌كنند، يك مجموعه‌ي گسترده از مواد بيولوژيكي و شيميايي را جمع‌آوري مي‌كند. سيالات حاصل، يا مايعات ناشي از عبور از زباله‌ها، ممكن است مواد معدني بسيار زيادي جمع كنند، و نفوذ كنند، كه برخي از مواد تشكيل دهنده‌ي آن ممكن است تجزيه يا حذف نشوند

^
کنترل PH در پساب‌های صنعتی
کنترل PH  در پساب‌های صنعتی 
بعلت تغییرات مداوم شرایط و مشخصات شیمیایی و فیزیکی پساب، کار بسیار دشواری است. برای تنظیم PH پساب، با توجه به شرایط آن از مواد قلیایی یا اسیدی استفاده می‌شود. طراحی سیستم کنترل PH پساب، با بررسی داده‌های حاصل از آزمایشات انجام شده بر روی نمونه‌های جمع‌آوری شده از پساب صورت می‌گیرد. امروزه در اکثر موارد از نمونه‌گیری‌های اتوماتیک جهت بدست آوردن میزان قلیائیت و اسیدی بودن پساب استفاده می‌شود. این دستگاهها با نمونه‌برداری از پساب و تیتراسیون آن قادرند تا شرایط پساب را بطور دقیق گزارش کنند. طراح با استفاده از این اطلاعات وسم منحنی‌های مربوطه می‌تواند سیستم مناسب برای کنترل PH پساب را طراحی کند. در این مقاله با بررسی شرایط پساب، روش مناسب برای انتخاب سیستم کنترل PH ارایه شده است.
در هنگام تصفیه بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی پساب، دستیابی به PH مطلوب و حفظ آن بسیار با اهمیت بوده و باید اطمینان حاصل کرد که پساب تصفیه شده با استانداردهای تخلیه پساب یا پیش تصفیه صنعتی مطابقت دارد. لازم بذکر است کنترل PH پساب، اغلب یکی ازمشکلترین جنبه‌های طراحی سیستم تصفیه پساب است.
در نظر بگیرید چه اتفاق می‌افتد وقتی یک شیمیست یک باز را با یک اسید تیتر می‌کند. ممکن است ml۱۰۰ اسید اضافه کند اما نقطه پایان تیتراسیون با آخرین قطره مشخص می‌شود. در حالی که قطره آخر حدود یک قسمت از کل ۲۰۰۰ قطره افزوده شده، است.
در طی تصفیه پساب، سیستم کنترل PH باید وظیفه‌ای همانند تیتراسیون را انجام دهد. لازم به توضیح است که این عملیات نسبت به تیتراسیون آزمایشگاهی دشوارتر است زیرا در این حالت ترکیب پساب بطور مداوم تغییر می‌کند. طراحی سیستم مناسب،‌نیاز به اطلاعات دقیقی در مورد دبی، PH، قلیائیت یا اسیدیته پساب و میزان و سرعت تغییرات این پارامترها دارد.
در حالت کلی یک سیستم کنترل PH شامل یک یا چند راکتور، همزن،‌تجهیزات اندازه‌گیری، کنترل‌کننده‌ها و سیستم‌های تزریق ماده شیمیایی است. همچنین ممکن است از مخازن متعادل‌سازی، پیش از راکتورها و مخازن رقیق‌سازی استفاده شود. طراح سیستم باید تعداد، ‌اندازه و ترتیب راکتورها و مخازن متعادل‌سازی، شدت اختلاط در هر کدام از آنها و اندازه سیستم‌های تزریق ماده شیمیایی را تعیین کند. همچنین جنبه‌های مختلف سیستم کنترل نظیر عملیات پس‌خور یا پیش‌خور و روشهای کنترل نظیر تناسبی، انتگرالی، مشتقی و تطبیقی یا غیرخطی باید طی طراحی سیستم مشخص شوند. طراحی سیستم مناسب باید بر اساس تجزیه و تحلیل منطقی دبی، PH و داده‌های حاصل از تیتراسیون نمونه‌های جمع‌آوری شده از پساب طی مدتی که PH بیشترین تغییرات را داشته، انجام گیرد. . نمونه‌ها باید از نقاطی جمع‌آوری شوند که سیستم کنترل در آنجا قرار داده خواهد شد.
●جمع‌آوری خودکار داده‌ها
طی مرحله جمع‌آوری داده‌ها که عموماً یک الی چهار هفته طول می‌کشد، داده‌های مربوط به دبی و PH پساب بطور مداوم ثبت می‌شوند. مدت زمان نمونه‌برداری باید بحد کافی طولانی باشد تا همه عوامل مهمی که بر PH پساب تاثیرگذار هستند موردبررسی قرار گیرند. یکی از موارد فوق، چرخه‌های شست وشوی هفتگی بوده که دارای حجم‌های متفاوتی از عوامل پاک‌کننده اسیدی یا قلیایی هستند.
اما مواردی که بندرت اتفاق می‌افتند، نباید بعنوان مبنایی در طراحی سیستم در نظر گرفته شوند. هنگامی‌که این موارد اتفاق می‌افتند، برای جلوگیری از تاثیر آنها بر سیستم کنترل PH، باید در همان محل کنترل PH ، انجام شود. همچنین حوادث نامطلوبی نظیر ترکیدگی یک مخزن اسید نباید در مبنای طراحی در نظر گرفته شوند.
ثبت‌کننده‌های مدرن PH ، عموماً دارای کلید‌هایی هستند که برای فعال کردن سایر تجهیزات استفاده می‌شوند. تکنیک جمع‌آوری داده‌ها این طور تعریف شده است که وقتی PH پساب خارج از محدوده از پیش تعیین شده شود، ثبت‌کننده PH با نمونه‌گیری پی‌درپی فعال خواهد شد. محدوده PH بر اساس پر شدن ساعتی بطری‌های نمونه‌گیری طی یک دوره آزمایشی عموماً ۲۴ ساعته، تنظیم می‌شود.
اگر ثبت پیوسته PH جریان پساب در دسترس باشد، از آن می‌توان برای انتخاب محدوده PH استفاده کرد. اما اگر هیچ اطلاعاتی قابل دسترسی نباشد، محدوده PH بین ۵ الی ۱۱ را می‌توان انتخاب کرد. هر نمونه پساب با PH بالا یا پایین، در یک بطری جداگانه جهت تیتراسیون آزمایشگاهی جمع‌آوری می‌شود. داده تیتراسیون با دبی و PH ثبت شده ترکیب می‌شود تا ثبت پیوسته‌ای از قلیائیت یا اسیدیته پساب ایجاد شود. با این اطلاعات، مهندس طراح می‌تواند ساختار سیستم کنترل اصلی، اندازه مخازن متعادل‌سازی، راکتورها و سیستم‌های تزریق جهت خنثی‌سازی شیمیایی را طراحی کند.
●تجزیه و تحلیل داده‌ها
پس ازنمونه‌برداری، نمونه مربوط به هر زمان جهت تعیین میزان ماده شیمیایی لازم، تیتر می‌شود. نمونه‌های پساب اسیدی و بازی با مواد شیمیایی مختلفی تیتر می شوند. همه منحنی‌های تیتراسیون از نقطه صفر شروع شده و با افزایش میزان متفاوتی از ماده شیمیایی به هر نمونه، به نقطه خنثی می‌رسند. برای تجزیه و تحلیل داده‌های بدست آمده در شرایط استفاده از مواد شیمیایی مختلف، میزان همه مواد شیمیایی افزوده شده باید به قلیائیت تبدیل شده و برحسب میلی‌گرم در لیتر از کربنات کلسیم بیان شوند. این نوع تبدیل در صنعت تصفیه پساب متداول بوده و نحوه محاسبات آن در کتاب روش‌های استاندارد (Standard Methods) توضیح داده شده است.
وقتی داده‌های تیتراسیون به قلیائیت تبدیل شدند، سپس بصورت نرمال درآورده می‌شوند. بنابراین تمام منحنی‌ها در حالتی که هیچ ماده‌ای اضافه نشده، از نقطه ۷PH= عبور می‌کنند و دیاگرامی ایجاد می‌شود. بالاترین و پایین‌ترین نقاط قلیائیت بر روی منحنی‌ شکل فوق، بیانگر شرایطی بوده که پساب به بیشترین مواد شیمیایی جهت خنثی‌سازی نیاز دارد. این نقاط با داده‌های دبی متناظر، ترکیب شده و سپس جهت تعیین اندازه سیستم تزریق مواد شیمیایی استفاده می‌شوند.
برای تعیین مقدار مواد شیمیایی لازم بر حسب گالن در دقیقه، داده‌های قلیائیت به گالن‌های مواد شیمیایی خنثی‌کننده مورد نیاز برای هر گالن پساب تبدیل شده و سپس این عدد در دبی پساب بر حسب گالن در دقیقه ضرب می شود. برای مشخص کردن میزان واقعی مواد شیمیایی مورد نیاز در هر لحظه، طراح به ثبت دقیق میزان دبی جریان هر نمونه جمع‌آوری شده، نیاز دارد. طراحان باید به این نکته توجه کنند که گاهی اوقات وقتی دبی جریان پساب به نزدیک صفر می‌رسد، PH به بیشترین مقدار ممکن می‌رسد.
در نزدیکی ۷PH= منحنی‌های با بیشترین شیب، بیشترین اهمیت را دارند. در این ناحیه PH پساب حتی نسبت به تغییرات ناچیزی از مواد شیمیایی بسیار حساس است. بنابراین منحنی‌های با بیشترین شیب، میزان افزودن مواد شیمیایی جهت کنترل PH در محدوده موردنظر را تعیین می کنند.
آب خالص بیشترین شیب ممکن را در PH خنثی دارد زیرا افزودن هر مقدار ماده شیمیایی سریعاً PH را تغییر می‌دهد. همچنین جریانهایی که بیشترین نیاز به ماده شیمیایی دارند، عموماً کمترین خلوص را دارا هستند، بنابراین آنها معمولاً منحنی‌های با بیشترین شیب را ندارند.
برای دسترسی اسانتر داده‌ها در هنگام طراحی سیستم، می‌توان یک منحنی PH مرکب رسم کرد. این منحنی مرکب، منحنی‌های با بیشترین نیاز به مواد شیمیایی درنواحی دور از PH بالا و پایین و همچنین منحنی‌های با بیشترین شیب در ناحیه خنثی را معرفی می‌کند.
لازم به ذکر است که منحنی مرکب در ۶PH= از اسیدیته mg/l۴۰ و در ۹PH= از قلیائیت mg/l۶۵ می‌گذرد. بیشترین میزان ماده شیمیایی مورد نیاز mg/l ۶۰۰، ۱ و دقت لازم برای کنترل PH در محدوده ۶ الی ۹ معادل mg/l۱۰۵ (مجموع ۴۰ و ۶۵ میلی‌گرم در لیتر) است.
قابلیت دامنه، یک اصطلاح در مهندسی کنترل بوده که دقت عمل یک شیر کنترل یا پمپ اندازه‌گیری را بیان می‌کند و معادل نسبت حداکثر ظرفیت آن به حداقل افزایش قابل قبول آن است. قابلیت دامنه مورد نیاز ۲۴/۱۵ (۱۶۰۰ تقسیم بر ۱۰۵) است. این عملیات را می‌توان با استفاده از یک پمپ اندازه‌گیری که در ارتباط با یک راکتور است، انجام داد.
شینسکی (shinskey) قابلیت دامنه مطلوب برای یک پمپ اندازه‌گیری را برابر ۲۰:۱ و برای شیر کنترل را برابر ۳۵:۱ الی ۱۰۰:۱ در نظر گرفته است. وقتی قابلیت دامنه مورد نیاز به این مقادیر نزدیک باشد طراحی باید یک سیستم کنترل PH دو مرحله‌ای را در نظر بگیرد.
●اندازه راکتور
طی عملیات کنترل PH، اختلاط مناسب موجب یکنواخت‌سازی پساب می‌شود. در این حالت سیستم کنترل می تواند مقدار ماده شیمیایی مصرفی مورد نیاز را بصورت مناسبی تعیین کند. اندازه واقعی همزن بستگی به اندازه راکتور دارد. از آنجایی که مخازن و همزن‌ها عموماً پرهزینه‌ترین اجزاء سیستم تصفیه پساب هستند لذا در هنگام طراحی بلحاظ اقتصادی سعی می‌شود که اندازه راکتورها تا حد امکان کوچک در نظر گرفته شوند. اماگاهی اوقات سرعت واکنش خنثی‌سازی کند بوده و در نتیجه تعیین دقیق اندازه راکتور مشکلتر است. همچنین در بعضی مواقع ممکن است میزان پساب ورودی به سیستم بطور ناگهانی افزایش یابد. در این شرایط استفاده از یک راکتور بزرگتر اقتصادی‌تر بوده زیرا در غیر این صورت باید از یک سیستم تزریق ماده شیمیایی که به اندازه کافی بزرگ باشد، استفاده کرد.هرگونه اختلاط یا همزدن پساب قبل از اینکه جریان پساب به راکتور برسد، می‌تواند بر اندازه راکتور کنترل PH، موثر باشد. در بیشتر موارداثر یک پساب با PH کم یا زیاد را می‌توان با عبور آن از سیستم پساب دیگر کاهش داد زیرا مخلوط کردن این جریان با سایر جریانها باعث ایجاد PH مناسب‌تر می‌شود. بنابراین با در نظر گرفتن یک مخزن متعادل‌سازی جریانها که قبل از راکتور واقع می‌شود، می‌توان دامنه نوسانات PH را بنحو مطلوبی کنترل کرد.
یک واکنش خنثی سازی ممکن است بعلت واکنش کند بعضی مواد موجود در پساب یا در حالت عمومی‌تر بدلیل بعضی مواد شیمیایی که برای خنثی‌سازی وارد پساب می‌شوند، سرعت پایینی داشته باشد. آهک و منیزیم نمونه‌هایی از مواد شیمیایی خنثی‌کننده بوده که سرعت واکنش آنها کند است. اگرچه سرعت واکنش آنها خیلی کند‌تر از هیدروکسید سدیم وکربناب کلسیم است ولی بعلت ارزان بودن آنها، عموماً‌در سیستم‌های تصفیه پساب از آنها استفاده می‌شود.
در سیستم‌های تصفیه پساب عموماً از آهک و اکسید منیزیم بصورت دوغابه استفاده می‌شود. برای مواد شیمیایی دوغابه‌ای، شدت واکنش خنثی‌سازی متناسب با مساحت سطح تماس ذرات بوده و زمانی که PH به حالت خنثی نزدیک می‌شود، به دلیل اینکه ذرات واکنش‌دهنده در این دوغابه‌ها اندازه یکنواختی ندارند، سرعت واکنش کاهش می‌یابد. در واکنش خنثی سازی پساب، ابتدا ذرات کوچک موجود در دوغابه‌ که فعالیت بیشتری دارند واکنش می‌دهند و زمانی که PH به محدوده خنثی‌نزدیک می‌شود واکنش‌پذیری سیستم کمتر شده و ذرات باقی مانده دوغابه وارد واکنش می‌شوند.
اگر وقتی آهک بعنوان ماده شیمیایی خنثی ساز در یک راکتور کوچکتر از اندازه معمول استفاده می‌شود PH به محدوده بالای ۹ برسد یک فرارفت کنترل نشده ایجاد خواهد شد. اگر اکسید منیزیم بعتوان ماده خنثی ساز در یک راکتور کوچکتر از اندازه معمول استفاده شود مشکلات کمتر است. اکسید منیزیم تنها بر ذرات کوچک و بعضی ذرات درشت موجود در پساب تاثیر‌گذار است زیرا اکسید منیزیم فقط PH پساب را می‌تواند به نزدیکی ۹ هدایت کند.
گاهی اوقات مشکلات بوجود آمده بر اثر سرعت پایین مواد را می‌توان با طراحی یک واحد خنثی‌سازی دومرحله‌ای برطرف کرد. این عمل ممکن است با برگشت دادن مواد واکنش‌نداده به راکتور مرحله اول انجام شود. پس ماده تازه یا یک ماده واکنش‌پذیرتر به منظور تکمیل واکنش خنثی‌سازی می‌تواند در مرحله دوم استفاده شود.
در بعضی موارد کامل شدن واکنش خنثی سازی پساب با آهک یا منیزیم حدود یک ساعت طول می‌کشد. اگر پساب دارای مواد شیمیایی کند واکنش‌دهنده یا ماده خنثی‌ساز دوغابه‌ای باشد، برای تهیه بهینه حجم راکتور و همزن مورد نیاز ممکن است به تست‌های راکتور در مقیاس پایلوت نیاز باشد.
●مدلسازی
گاهی اوقات از یک مخزن متعادل‌سازی به منظور اختلاط پساب‌های اسیدی و قلیایی استفاده شده تا نیازی به راکتور خنثی‌سازی نباشد. این موضوع را می‌توان با داده‌های بدست آمده از نمونه‌برداری‌های انجام شده از پساب ارزیابی کرد. از ترکیب داده‌های تیتراسیون و دبی، میزان مواد شیمیایی مورد نیاز بدست می‌آید که این عمل با انتگرال‌گیری عددی به منظور مشابه‌سازی عملکرد یک مخزن متعادل‌سازی انجام شود.
برای انجام این کار، مقادیر PH و دبی ثبت‌شده از داده‌های جمع‌آوری شده اولیه در فواصل زمانی مشخصی (عموماً هر ۱ الی ۱۰ دقیقه) تقسیم می‌شوند و داده‌ها در یک صفحه بصورت خطوط دبی و PH ترسیم می شوند. اگر از یک ترسیم‌کننده الکترونیک استفاده شود، می‌توان مستقیماً از داده‌های بدست آمده نمودارهای مربوطه را رسم کرد.
پس منحنی‌ تیتراسیون طراحی برای تبدیل هر نقطه از داده PH به قلیائیت (برحسب میلی‌گرم در لیتر) استفاده می‌شود. با ضرب این عدد در شدت جریان پساب، منحنی‌ میزان قلیائیت برحسب lb/min بدست می‌آید. با انتگرال عددی منحنی قلیائیت می‌توان بطور مستقیم تاثیر مخزن متعادل‌سازی را بر روی سیستم تصفیه پساب مدلسازی کرد. برای جریان عبوری از یک مخزن با حجم ثابت می‌توان از رابطه زیر استفاده کرد.
که
C = قلیائیت مخزن (mg/L as CaCo۳)
Cw = قلیائیت خوراک (mg/L as CaCo۳)
F= شدت جریان عبوری از مخزن در طی افزایش زمان (gal/min)
V= حجم مخزن (gal)
T&#۹۱۶;= فاصله زمانی (min)
بدین ترتیب با انتگرال‌گیری از داده‌های بدست آمده، می‌توان قلیائیت پساب متعادل شده را در هر لحظه بدست آورد. همچنین می‌توان وضعیت PH مخزن متعادل سازی را توسط تیتراسیون مشخص کرد. شکل (۸) کاربردی از این روش مدلسازی را برای یک جریان پساب واقعی نشان می‌دهد که سه مخزن متعادل‌سازی مختلف برای یک دوره ۸ ساعته مورد ارزیابی قرار داده شده‌اند. این شکل نحوه تغییرات PH را در مخازن با اندازه‌های مختلف نشان می‌دهد.
در این مورد، یک مخزن متعادل‌سازی ۱۰۰۰ گالنی یا بزرگتر می‌تواند مشکلات PH پایین را بدون نیاز به سیستم افزودنی ماده شیمیایی خنثی‌کننده، رفع کند.
یک مخزن ۴۰۰۰ گالنی نیز می‌تواند مشکلات PH بالا را دراین شرایط بخوبی برطرف کند. افزایش حجم مخزن نشان می‌دهد که دوره نمونه‌برداری نباید در شرایط تخلیه‌های قلیایی قابل ملاحظه باشد. بنابراین طرح نهایی این سیستم شامل یک مخزن متعادل‌سازی ۲۰۰۰ گالنی و یک راکتور منفرد بایک سیستم تزریق ماده شیمیایی اسیدی است.
●●نتیجه‌گیری
برای طراحی سیستم کنترل PH، نیاز به اطلاعاتی در مورد شرایط عملیاتی پساب نظیر دبی، PH و قلیائیت است. این اطلاعات از طریق نمونه‌برداری و تیتراسیون بدست می‌آیند و سپس با رسم منحنی‌های مربوطه می‌توان میزان ماده شیمیایی مورد نیاز برای خنثی‌سازی پساب را محاسبه کرد. در نهایت با در نظر گرفتن موارد فوق، طراحی و تعیین ظرفیت مناسب مخازن خنثی سازی و متعادل‌سازی انجام می‌شود.
لازم به ذکر است برای طراحی سیستم کنترل PH باید موارد زیر در نظر گرفته شوند.
▪ نمونه‌برداری پساب باید بدقت و با در نظر گرفتن شرایط سیستم انجام شود.
▪طول دوره نمونه‌برداری باید به نحوی باشد که شرایط عمومی پساب را در بر گیرد.
▪استفاده از یک مخزن متعادل‌ساز می‌تواند باعث اختلاط پساب‌ها با یکدیگر و در نتیجه موجب کاهش میزان مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای واکنش خنثی سازی در راکتور کنترل PH شود.

^
تعریف آب سخت
سختی آب
آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و … است.
سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
 تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.
مضرات آب سخت
علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی آب ، با جوشاندن کربنات‌های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون کتری‌ها دیده‌می‌شود. سختی دایمی یافت می‌شود.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na۳PO می‌باشد که با اسم آلبرت‌تری بکار می‌رود.
یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به “تری فسفات کلسیم” می‌گردد و رسوب می‌نماید.
اخیرا به مقدار زیاد از صمغ‌های مصنوعی که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. صمغ لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد. در صنعت از ستونهای تبادل یونی برای کاهش سختی استفاده می شود (ستونهای رزینی – آنیونی – کاتیونی )
در پیشرفته ترین تکنولوژی ار فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis)برای کاهش سختی ،EC(هدایت الکتریکی یا شوری ) و TDS (کل جامدات محلول )آب استفاده می شود که فواید بسیاری از جمله مطئن بودن آن و هزینه های جاری بسیار پایین دارد . این فرآیند در ایران به دلیل اینکه اولین بار برای کاهش EC (شوری) آب استفاده شد به آب شیرین کن معروف است .
درجه سختی آب
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند و به‌وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است.
شهرهای با آب سخت
قم ، زاهدان ، گرمسار و سمنان از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. در زاهدان و سمنان سالانه چندین بار باید پوشالهای کولر را به علت اینکه مقدار فراوانی املاح روی آن رسوب کرده است تعویض کرد.
نحوه رفع سختی آب:
 آب سخت آبی است که حاوی نمک‌ های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی، کلسیم، منیزیم و … است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.
مضرات آب سخت:
آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. از مضرات آن ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ و خوردگی آن می شود.
سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
جهت رفع سختی آب، تعداد زیادی مواد شیمیایی موجود است، که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب، به دیگ ها اضافه می کنند. که باعث گرفتن سختی آب می شود. و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد، آهک و گچ را رسوب می‌دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
البته به یاد داشته باشید جهت خروج این رسوبات معلق شده در دیگ باید طبق یک برنامه زمان بندی شده و منظم اقداماتی از جمله زیرآب زدن به صورت مداوم تکرار شود. (درصورت درخواست تمایل به آگاهی از این برنامه زمانبندی، 
سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی موقت آب، با جوشاندن آن کربنات‌ های هیدروژن محلول، به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت، درون دیگ ها دیده‌ می‌شود. سختی دایمی آب را می‌توان با کمک نرم‌ کننده‌های تبادل کننده یون، مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می‌باشد. زیرا اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است، مقدار این ناخالصی ها در آبهای مناطق مختلف متفاوت است.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO می‌باشد، که با اسم آلبرت ‌تری بکار می‌رود. یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به تری کلسیم فسفات PO42Ca3 می‌گردد و رسوب می‌نماید.
بر اثر پختن بی‌کربنات، کلسیم آب تبدیل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نماید، (Ca3H2Ca  → CO3Ca + CO2 + H2O) و بی کربنات کلسیم آب، بر اثر کربنات سدیم، گچ و بی‌کربنات کلسیم، به کربنات کلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:
Ca3H2Ca + CO3Na2   → CO3Ca + 2CO3HNa
SO4Ca + CO3Na2      → CO3Ca + SO4Na2
اخیرا به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.
درجه سختی آب:
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است.
در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد.
در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب، کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند، و به‌ وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می ‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود.
سختی گیر:
سختی گیری برای جدا کردن دو عنصر کلسیم و منیزیم بکار میرود. اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقی در دیگ بخار می‌افتد که در کتری رخ می‌دهد. در واقع رسوبات، سطح بین لوله های آتش خوار با آب را کاهش می دهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می‌شود. همچنین پاکسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می‌کند.
این بخش از دو مخزن تشکیل می‌شود، مخزن اول شامل بافت رزین سه ‌بعدی بوده که با منیزیم ترکیب شده RMg بوجود می‌آورد در نتیجه سختی آب از بین می‌رود ولی نمی‌توان آن را به فاضلاب هدایت کرد. چون رزین از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احیا استفاده می شود. در این مخزن آب‌ نمک وجود دارد. واکنشهای به صورت زیر انجام می‌شود. (واکنش زیر، با ترکیب رزین و منیزیم انجام می گیرد).
واکنش اول :    MgSo4 + R —> RMg + So4
واکنش دوم :   NaCl + RMg + So4 —> RNa + MgCl2
اکنون آب وارد مخزن نمک شده، و RNa مجددا با سولفات منیزیم تر کیب شده و تولید RMg می‌نماید. که با انجام چرخه‌ایی این واکنش ‌ها، رزین مجددا احیا شده و از چرخه احیا خارج می‌شود.
اکنون سختی آب گرفته شده. ولی برای وارد شدن به داخل دیگ باز مشکلاتی وجود دارد.
لازم به ذکر است همان گونه که بیان شد، دستگاه سختی گیر تنها قادر به جداسازی دو عنصر مضر کلسیم و منیزم است. جهت جداسازی دیگر عنصرها از آب دیگ بخار و تاسیسات، تدابیر دیگری باید در نظر گرفت
لازم به یادآوری می باشد، در زمان تولید در کارخانه و کارکرد مداوم دیگ بخار، ممکن است بیش از ظرفیت سختی گیر آب مصرفی از آنها عبور کند، که مسلما تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع فیلتر و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمر بخش موادی است که املاح منیزم و کلسیمی که فیلتر نمی شوند را، در آب جوش به هنگام کار دائم دیگ بخار به صورت غیر قابل رسوب در می آورد، و مانع چسبیدن آنها به سطح فلز مخزن آب، روی لوله ها و کوره می شود. که با قیمت بسیار ارزانی در دسترس می باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفی دیگ بخار و درین های (زیرآب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرز آب فرستاده می شود
شهرهای با آب سخت:
اکثر شهر های ایران و البته شهر های قم، زاهدان، دلیجان، ساوه، سمنان و… از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. بدیهی است که، رفع سختی آب از وظایف بسیار مهم اپراتور در طول نگهداری روزانه و شیفت کاری است، و به جهت جلوگیری از صدمات مخرب و گاهی غیر قابل جبران و مصیبت بار بعدی که در مدت کوتاهی به سیستم تاسیسات وارد می گردد تدبیر لازم با هزینه ای بسیار اندک در قبال تاسیساتی حرارتی که به قطع قسمتی حیاتی برای تولید مداوم و مستمر است، اتخاذ گردد. . اما لازم است که سختی آب در تمامی کارخانه جات سراسر کشور به صورت دوره ای و تحت نظارت متخصصان این بخش کنترل گردد. تا از بروز هزینه های هنگفت در آینده ای بسیار نزدیک جلوگیری شود.

^
اساس کار فیلتر شنی در تصفیه آب
فیلتر شنی
فیلتر شنی (Sand Filter) تحت فشار رایج ترین نوع فیلتر مورد استفاده برای استخر ها می باشد که با ایجاد سرعت مناسب برای فیلتراسیون، تصفیه ای ایده آل را فراهم می سازد. در هنگام تصفیه، آب کثیف از لوله ورودی وارد فیلتر می شود. فشار پمپ و نیروی جاذبه، آب را از درون شن به سمت پایین هدایت می کند و شن و ماسه های ریز هرگونه آشغال و مواد زائد را از آب ورودی می گیرند. در پایین فیلتر های شنی نازل هایی با سوراخ های بسیار ریز وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نخواهند داد اما آب از داخل این نازل ها عبور می کند. در زیر مخزن، آب تصفیه شده از لوله خروجی خارج می شود.
فیلتر های شنی تحت فشار در اشکال، سایز و جنس های متفاوتی ساخته می شوند که رایج ترین آن ها فیلتر های شنی عمودی با دو سر عدسی است. که به قطر مشخص از ورق فولادی ST-37 (و یا گالوانیزه) به ضخامت اعلامی در ASME برای جداره و بدنه و همچنین ورق به ضخامت اعلامی در ASME، برای عدسی های فوقانی و تحتانی که به روش DOUBLE-DISH ساخته شده که پس از زنگ زدائی از داخل با دو لایه پوشش اپوکسی و از خارج با یک لایه ضدزنگ و دو لایه رنگ مخصوص رنگ آمیزی می گردد.

فیلتر شنی
درون فیلتر های شنی چهار لایه مختلف از سیلیس با ضریب یکنواختی 35/1، با دانه بندی زیر از نوع سنگهای مخصوص و درجه خلوص بالای 95% باید وجود داشته باشد .
سیلیس نمره یک ازقطر 5/0 میلی متر تا 5/1  میلی متر.
سیلیس نمره دو  از قطر 2  میلی متر تا 5/3 میلی متر.
سیلیس نمره سه  از قطر 4  میلی متر تا 8 میلی متر.
سیلیس نمره چهار از قطر 8  میلی متر تا 12 میلی متر
شن هایی با دانه بندی ریزتر سطح بیشتری را فراهم می کنند و درنتیجه بیشتر آلودگی آب را می گیرند. اما به انرژی پمپاژ بیشتری برای انتقال سیال نیاز دارند. در هر صورت در اکثر فیلترهای شنی فشاری از رنج دانه های 0.2 تا 1.2 میلی متر استفاده می شود. ذرات بزرگتر از 100 میکرومتر تمایل به بستن منافذ فیلتراسیون دارند. دانه های بزرگتر ماسه می توانند بر این مشکل غلبه کنند. به همین دلیل  عمق بستر شن حدودا 0.6 تا 1.5 متر بسته به کاربرد مختلف می باشد. طراحی فیلترهای شن و ماسه نشان می دهد که باید با حداکثر سرعت جریان 10gpm/ft2 کار کنند. با استفاده از توان مورد نیاز و حداکثر دبی، مساحت لازم را می توان محاسبه کرد. نکته نهایی طراحی این است که مطمئن باشید مایع به درستی در بستر جریان دارد و هیچ مقدار از مایع توسط شن و ماسه از مسیر جریان منحرف نمی شود.
 زمان شستشوی معکوس
در طول فیلتراسیون به مرور ذرات معلق سطح موثر ذرات شنی ( خلل و فرج ) را اشغال می کنند و بازده و عملکرد فیلترهای شنی را با مشکل مواجه می سازند جمع شدن ذرات معلق در خلل و فرج باعث افزایش افت فشار می گردد که اگر این افت فشار از حد معینی تجاوز نماید باید بستر را به صورت معکوس شستشو داد بالاترین افت فشار با کوچکترین ذرات فیلتر یا عمیق ترین بستر و یا بالاترین سرعت فیلتراسیون بدست می آید .
نحوه عمل شستشوی معکوس  Back wash
Backwash  یا همان شستشوی معکوس در فیلتر شنی به سادگی و از طریق برگشت جریان آب صورت می گیرد. بدین صورت که با عبور بالعکس جریان از پایین به سمت بالای فیلتر شنی، مواد زائدی که در بین شن های فیلتر، گیر کرده به فاضلاب منتقل می شود.
 برای شستشوی معکوس باید پمپ را خاموش کرد و شیرِ فیلتر را در حالت “back wash” قرار داد و سپس پمپ را دوباره روشن کرد. معمولا شستشوی معکوس در حدود  2 تا 3 دقیقه به طول می انجامد. پس از پایان back wash بای پس پمپ را خاموش کرد و شیر را درحالت “close” قرار داد، سپس پمپ را 30 تا 60  ثانیه روشن کرد تا مطمئن شویم که تمام آب کثیف در شستشوی معکوس به فاضلاب
رفته و وارد اآب ورودی نمی گردد. پمپ را برای آخرین بار متوقف کرده و شیر را در حالت “Filter” قرار می دهیم. حال پمپ را روشن کرده و فیلتر دوباره به تصفیه کردن آب ورودی  مشغول می شود.
گیج فشار در ورودی و خروجی به اپراتور می فهماند که مسیر عبور آب در فیلتر در حال بسته شدن می باشد. اگر گیج، فشار خیلی بیشتری را در ورودی نسبت به خروجی نشان دهد اپراتور متوجه می شود که آشغال زیادی در بین شن ها جمع شده. این به معنی این است که هم اکنون زمان “back wash” فیلتر است. برای “back wash” اپراتور، شیرها را برای تغییر مسیر آب تنظیم می کند، لوله برگشت به استخر را می بندد و لوله خروجی را باز می کند که آب وارد سیستم فاضلاب شود.
ویژگی فیلتر شنی تحت فشار
قابلیت تحمل فشار تا  10بار
مجهز به شیر هوا گیری و فشارسنج
استفاده از 4 لایه سنگ سیلیس دانه‌بندی شده در فیلتر‌های شنی
قابل ارائه با سه نوع شیر : دستی، نیمه ‌‌اتوماتیک و تمام اتوماتیک جهت شستشوی معکوس
مزیت فیلتر شنی تحت فشار
راهبری ساده
سرعت بالا در تصفیه
هزینه نگهداری کم
هزینه اولیه مقرون به صرفه
نیاز به فضای کم در نصب و بهره برداری


کاربرد فیلتر های شنی تحت فشار
استخرهای شنا
صنایع شیشه
صنایع رنگ
صنایع غذایی و صنایع نساجی
صنایع شیمیایی و کاغذ سازی
صنایع فولاد و فلزات
تصفیه خانه های آب و فاضلاب
نیروگاهها ، پتروشیمی و پالایشگاه ها
کلیه سیستم های حرارتی و برودتی


^

اگر پرسش مورد نظر شما در سایت وجود ندارد، آن را برای ما بفرستید:

نام
ایمیل
تلفن
پرسش