تصفیه فاضلاب

با بحرانی شدن میزان آب در دسترس، اهمیت تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد روز به روز حیاتی تر می شود.
تصفیه فاضلاب نیز همانند تصفیه آب ازچندین روش برای پاک نمودن اب استفاده می کنند. این روش ها عبارتند از :
•    مکانیکی
•    فیزیکی و شیمیایی
•    بیولوژیکی

روش های مکانیکی تصفیه فاضلاب

روش های مکانیکی تصفیه فاضلاب از ارزان ترین روش ها هستند، این روش در مرحله ابتدایی یا پیش تصفیه آب نیز به کارمی رود.  تصفیه فاضلاب مکانیکی مایعات خانگی را از ذرات معلق به میزان 60-65٪، از عناصر درشت نامحلول به میزان 90-95٪ تمیز می کند.

مراحل تصفیه مکانیکی عبارتند از:

حذف ذرات و‌ناخالصی ها : این مرحله  روش فیلتر بر اساس فیلتر کردن تدریجی آب است. در مرحله اول، آب از شبکه ای عبور می کند که ناخالصی های زیادی را جذب می کند. سپس آب از غربال با طول سلول کوتاهتر عبور می کند. در مرحله آخر، اندازه سلول شبکه کوچکتر می شود که اجازه می دهد تا کوچکترین ذرات را جذب کند.
ته نشینی: این مرحله  برای بهبود کیفیت آب در سیستم های تامین آب بسته استفاده می شود. در طول تاخیر، ذرات با چگالی بالاتر به پایین می نشینند، در حالی که ذرات با چگالی کمتر از آب به سطح شناور می شوند.
فیلتراسیون:  آب کثیف که از مواد فیلتر عبور می کند، تمام تعلیق های غیر ضروری را در فیلتر باقی می گذارد. فیلترها انواع مختلفی دارند. اغلب از فیلتر  غشایی درون هوزینگ استفاده می شود. هوزینگ محفظه ای استوانه ای شکل است که انواع فیلترها برای تصفیه آب درون آن قرار می گیرند.  برای تصفیه آب فعال از سانتریفیوژها و هیدروسیکلون ها استفاده می شود. زباله های موجود در آنها تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز روی دیوارها جمع می شوند.

روشهای فیزیکی و شیمیایی تصفیه فاضلاب

روش های فیزیکی و شیمیایی تصفیه آب عبارتند از:
انعقاد: این روش تا 95 درصد راندمان دارد. تصفیه آب با افزودن منعقد کننده های فعال چون آمونیاک، مس، نمک های آهن اغاز می شود. مواد مضر رسوب کرده و سپس بدون مشکل حذف می شوند. این روش در بسیاری از شرکت های نساجی، سبک، پتروشیمی، خمیر و کاغذ، صنایع شیمیایی و غیره استفاده می شود.
جذب در برابر جذب:  جاذب تمام مواد و ناخالصی ها را بدون تاخیر در جریان آب جذب می کند. از جاذب های محبوب می توان از  زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، زئولیت ها، خاک رس بنتونیت نام برد.  بسته به نوع جاذب مورد استفاده و ماده شیمیایی که باید حذف شود، راندمان تا 95% می تواند حاصل شود.
شناورسازی:  شناورسازی بر اساس تشکیل حباب های هوا است که ناخالصی ها را بلند می کند. لایه ای از فوم تشکیل می شود که به راحتی جدا می شود. این روش در تمیز کردن فاضلاب از فرآورده های نفتی، ذرات فیبری، روغن ها و سایر مواد موثر است. آب پس از شناورسازی می تواند به نیازهای داخلی شرکت ارسال شود یا تحت فرایند تصفیه اب کامل تری قرار گیرد.
استخراج:  این فرایند برای حذف مواد آلی چون اسیدهای چرب، فنل ها  از فاضلاب استفاده می شوند که متعاقباً پردازش می شوند. قانون توزیع فیزیکی و شیمیایی در اینجا کار می کند: با مخلوط کردن فعال دو مایع نامحلول، هر ماده ای که در یکی از آنها حل شود شروع به توزیع بر اساس حلالیت خود می کند.  پس از جدا کردن مایع اول از مایع دوم، یکی از آنها تا حدی تمیز می شود. هنگامی که ناخالصی ها در لایه استخراج شروع به تجمع می کنند و آب را ترک می کنند، عصاره حذف می شود. برای کارایی تصفیه کردن، فاضلاب چندین بار تحت تمیز کردن استخراج قرار می گیرد.
تبادل یونی: روش تبادل یونی ازفراین های رایج در تصفیه آب نیز می باشد. مبدل های یونی فاز جامد و یون های موجود در محلول مبادله می شوند. به لطف این، می توان مواد رادیواکتیو و ناخالصی های لازم چون فسفر، آرسنیک، جیوه، سرب و غیره را از فاضلاب حذف کرد. تبادل یونی به ویژه در سمیت بالای آب موثر است.
دیالیز:  در طی تصفیه آب یا تصفیه فاضلاب به روش  دیالیز، غشای نیمه تراوا محلول های کلوئیدی و ترکیبات با وزن مولکولی کم را از مواد با وزن مولکولی بالا آزاد می کند. مواد با وزن مولکولی کم قادر به عبور از غشاء هستند. عیب اصلی دیالیز زمان تمیز کردن طولانی است. . برای تسریع روند، آنها به افزایش منطقه فعال و افزایش دما متوسل می شوند. دیالیز ترکیبی از اسمز و انتشار است.

روش بیولوژیکی تصفیه فاضلاب

حوضچه های بیولوژیکی چنین تمیزکاری مستلزم وجود مخازن مصنوعی باز است. آنها خود تمیز کردن فاضلاب را انجام می دهند. این روش به شما امکان می دهد تا بهترین نتیجه را نسبت به استفاده از روش های مصنوعی بدست آورید. درمان بیولوژیکی در فصل گرم بیشترین تاثیر را دارد. در زمستان، تصفیه کردن انجام نمی شود، زیرا میکروارگانیسم ها قادر به تغذیه در دمای زیر صفر نیستند.
مخازن هوا در فناوری بیولوژیکی، در نتیجه تعامل لجن فعال و فاضلاب تصفیه شده مکانیکی رخ می دهد . لجن فعال حاوی بسیاری از میکروارگانیسم های هوازی است. اگر شرایط مساعدی برای آنها ایجاد شود، میکروارگانیسم ها به عنوان بخشی از فعالیت حیاتی آنها، مواد مضر مختلف را از پساب حذف کرده و در نتیجه پاکسازی صورت می گیرد. تصفیه کردن بیولوژیکی به طور مداوم انجام می شود، نکته اصلی این است که هوای تازه به طور منظم تامین شود. با کاهش سطح نیاز اکسیژن بیوشیمیایی (BOD)، آب وارد بخش های زیر می شود. میکروارگانیسم دیگری، باکتری های نیتریفیک کننده، در آنها شروع به کار می کند. برخی از این باکتری ها نیتروژن نمک های آمونیوم را پردازش می کنند و در نتیجه نیتریت ها تولید می شوند. در مرحله بعد، لجن فعال به رسوب تبدیل می شود و آب تصفیه شده وارد مخازن می شود.

افزودن ماده معرف به آب

این روش برای تصفیه آب استخرها نی استفاده میشود که ماده ای به آب اضافه میشود که آلاینده های حل شده در آب را به هم متصل میکند و آنها را به رسوب تبدیل میکند. این روش برای حذف مواد معدنی محلول از نوع یونی (نمک ها، اسیدها، بازها)، مواد آلی محلول (سورفکتانت ها) از فاضلاب استفاده میشود، در حالی که این مواد به مجتمع های نامحلول منتقل می شوند. اثر تمیز کنندگی به 97-98٪ می رسد.
اکسیداسیون:  از عوامل اکسید کننده قوی می توان از ازن، فلوئور، اکسیژن، کلر و سایر مواد با پتانسیل ردوکس بالا نام برد.  با انتخاب صحیح حالت اکسیداسیون و کنترل دقیق روی آن، اثر تمیز کنندگی به 99% می رسد.
خنثی:  یک واکنش تبادلی بین اسید و باز که در آن هر دو ترکیب خواص مشخصه خود را از دست می دهند و نمک ها تشکیل می شوند. معرف ها به صورت پودر (آهک، سودا)، محلول های آبی (NaOH، آهک خشک شده و غیره)، گازها، پرکننده های فیلتر فعال (مرمر خرد شده، سنگ آهک، دولومیت) معرفی می شوند. در صورت تولید فاضلاب اسیدی و قلیایی در کارخانه های صنعتی، خنثی سازی آنها با اختلاط کنترل شده امکان پذیر است.
استخراج:  یک روش تصفیه کردن جایگزین برای جذب، که برای حذف ناخالصی‌های مولکولی با طبیعت عمدتاً آلی استفاده می‌شود. مایعات آلی که در آب محلول اندکی هستند به عنوان عوامل استخراج  استرها، الکل ها، ترکیبات معطر، کتون ها یه کار برده می شوند.

روش غشایی تصفیه فاضلاب

ازغشاها برای تصفیه آب و فاضلاب بسیار استفاده می شود. غشاها، مانند سایر مواد فیلتر درون محفظه استوانه ای هوزینگ قرار می گیرند و  به عنوان رسانه های نیمه تراوا در نظر گرفته شوند. آب ازطریق درپوش هوزینگ وارد محفظه شده و غشاها ابر از خود عبور می دهند، اما نمی گذارند همه یا برخی مواد زاید عبور کنند. با این حال، اگر از فیلتراسیون معمولی برای حذف اجسام نسبتاً بزرگ از آب استفاده شود ، ناخالصی‌های کلوئیدی پراکنده و بزرگ، از فناوری‌های غشایی برای استخراج ذرات کوچک کلوئیدی و همچنین ترکیبات محلول استفاده می‌شود. برای این کار، غشاها باید دارای منافذ بسیار کوچک باشند.
نحوه نمک زدایی و شیرین کردن آب دریا برای مصارف صنعتی  فرایند نسبتا پیچیده ای است که به  دستگاه های مخصوصی نیاز دارد . در  این مقاله ما شما را با دستگاه ها و روش های آب شیرین صنعتی بیشتر آشنا می کنیم

تکنیک های نمک زدایی در کارخانه های آب شیرین کن صنعتی

سه روش اصلی برای نمک زدایی آب نمک وجود دارد که به شرح زیر است:

روش اسمز معکوس

این روش (اسمز معکوس) یکی از بهترین روش هایی است که در شیرین سازی آب دریا و آب چاه (نمک های متوسط) کشف شده است.

روش تبادل یونی

این روش آب شیرین کن فقط در مصارف صنعتی کاربرد دارد. برای نمک زدایی آب دریا یا آب چاه در نظر گرفته نشده است. کارخانه هایی وجود دارند که از آب خنک کننده استفاده میکنند و باید غلظت نمک را فقط در آب بازیافتی کاهش داد.

روش تبادل حرارت

اما این روش گران است زیرا انرژی بیشتری مصرف می کند و از این روش برای نمک زدایی آب دریا و چاه ها استفاده می شود.

اجزای دستگاه های آب شیرین کن صنعتی به روش اسمز معکوس

این دستگاه دارای پمپ هایی است که برای برداشت آب از منابع خود، خواه آب دریا بسیار شور  یا آب چاه  باشد.
گروهی از زلال‌کننده‌ها که حاوی مقداری مواد شیمیایی هستند و وظیفه آن‌ها برهمکنش با تمام رسوبات و مواد معلق موجود در آب و حذف آنها از آب و بیرون راندن آنها از زلال‌کننده‌ها است.
فیلترها یکی دیگر از اجزا است  ،که  وظیفه آنها حذف هرگونه املاح معدنی از آب است.
گروهی از فیلترها که وظیفه آنها حذف رسوب یا هر پلانکتونی است که در دو مرحله قبل حذف نشده است .
عملکرد پمپ ها پمپاژ آب به واحدهای اسمز معکوس است و فشار پمپ از 28 تا 30 بار متغیر است.
مجموعه ای از هواده ها از دیگر عناصر آب شیرین کن اسمز معکوس است که وظیفه آنها هوادهی آب تصفیه شده است که از واحدهای اسمز نمک زدایی شده است.
مخازن و موادی در اسمز معکوس وجود دارند که فرآیند استریل کردن آب را انجام می دهند.
پمپ هایی برای کشیدن آب تصفیه شده به مخازن مد نظر شهری و روستاها برای مصرف آشامیدنی یا به کارخانه ها برای مصارف صنعتی نیز در قسمت انتهایی دستگاه اسمز معکوس وجود دارد.  

مراحل فرآیند آب شیرین کن صنعتی

فرآیند شیرین سازی آب دریا یا آب چاه از طریق عبور آب از 4 مرحله اصلی به شرح زیر انجام می شود:

فیلتر رسوبی

این فیلتر یک فیلتر اولیه برای تمام مراحل زیر می باشد زیرا وظیفه این فیلتر تصفیه آب ابتدا از گل و لای و رسوبات موجود در آب می باشد.بنابراین این فیلتر غشای دستگاه اسمز معکوس را از آسیب در اثر وجود گل و لای و رسوب در آب محافظت می کند.

فیلتر کربن

پس از عبور آب از فیلتر رسوب، آب از فیلتر کربن عبور می کند. عملکرد این نوع فیلترها حذف کلر و آلاینده هایی است که ممکن است کارایی غشای اسمز معکوس را مختل کنند، علاوه بر آن طعم و بوی آب تصفیه شده را بهبود می بخشد.

غشای اسمز معکوس

آب از آن عبور می کند تا باقی مانده ها و آلاینده هایی که در مراحل قبلی حذف نشده اند را از بین ببرد.

فیلتر پولیش

آخرین مرحله ای است که آب از آن عبور می کند و پس از این نوع فیلتر آب آشامیدنی به دست می آید.

چه موادی توسط غشای دستگاه آب شیرین کن صنعتی اسمز معکوس حذف می شود؟

این غشا املاحی مانند کلسیم، نیکل، جیوه، روی، سدیم، پتاسیم، منیزیم و آهن را حذف می کند و به طور دائم دفع می کند، به طوری که از طرف دیگر غشا از لوله ای عبور می کنند که آب شیرین شده از طریق مخازن آب پمپ می شود. .