فیلتراسیون آب

فیلتراسیون آب یا صافسازي آب يكي از قديميترين روش هاي تصفيه آب است . در این روش آب با عبور از ساختارهاي سنگي و ماسه اي متخلخل، به آرامي تميز و خالص مي گردد.صافي ها را معمولا بر اساس نرخ صاف سازي، نيروي محرك و جهت جريان به انواع مختلفي تقسيم بندي مي كنند.

تصفیه فیزیکی دارای مراحل مختلفی از جمله آشغالگیری، ته نشینی و انعقاد، فیلتراسیون می باشد. معمولا در تصفیه خانه های آب آخرین واحد تصفیه فیزیکی واحد فیلتراسیون می باشد. این واحد در واقع یکی از واحد های ضروری در تصفیه خانه ها می باشد. مواد جامد معلقی که در واحد های ماقبل فیلتراسون جدا نشده اند در این واحد جداسازی می شوند.بر همین اساس فرایندی که در آن مواد معلق جامد در اثر عبور از یک محیط متخلخل جدا می شوند را فرایند فیلتراسیون می گویند.

آشغالگیری

آشغالگیری یکی از فرآیندهای تصفیه فیزیکی می‌باشد که در اکثر تصفیه خانه‌ها و در ابتدای فرآیند تصفیه وجود دارد. در این مرحله عمل حذف و جداسازی مواد جامد و شناور با قطرهایی بیش از ۰٫۵ سانتی متر صورت می‌پذیرد که باعث کاهش مقداری از بار آلودگی فاضلاب خام می‌شود.

انواع آشغالگیر

1. آشغالگیر مکانیکی

   در بیشتر موارد و در تمامی تصفیه خانه‌ها وجود یک دستگاه آشغالگیر مکانیکی الزامی می‌باشد. این دسته از آشغالگیرها نیز بر حسب فاصله میله‌هایشان از یکدیگر به دو دسته ریز و درشت (Fine & Course) تقسیم می‌شوند.زاویه استقرار این گونه آشغالگیرها در کانال سیال (آب و یا فاضلاب) معمولاً بین ۴۵ -۶۰ درجه می‌باشد.سرعت عبوری فاضلابی بین (۰٫۳- ۰٫۹) متر در ثانیه باید در نظر گرفته شود. آشغالگیر مکانیکی بایستی مجهز به سیستم اندازه‌گیری سطح کانال باشد تا عملکرد دستگاه را بر اساس افزایش سطح کانال انجام دهد . در آشغالگیرهای مکانیکی، شبکه آشغالگیر توسط یک بازوی مکانیکی که از یک  سوییچ در بالادست آشغالگیر فرمان می‌گیرد، تمیز می‌شود.

2. آشغالگیر دستی

   عملیات جمع‌آوری آشغال بصورت دستی می‌باشد و بیشتر در کنار آشغالگیر مکانیکی استفاده می‌شود. و در زمانیکه آشغالگیر مکانیکی نیاز به تعمیر داشته باشد و یا به علت قطع برق امکان استفاده از آشغالگیر مکانیکی نباشد مورد استفاده قرار می‌گیرد.معمولاً در تصفیه خانه‌هایی با حجم کاری کمتر از ۱۰۰۰ متـر مکعب فاضلاب از آشغالگیرهای دستی (درشت و یا ریز) در کانال‌هایی با عمق کمتر از ۲ متر استفاده می‌شود و جدا کردن اشغال ها با چنگک دستی انجام میشود به همین علت به این روش  آشغالگیری دستی گفته می شود.اصله بین میله‌ها در آشغالگیر درشت بین (۴۰-۱۰۰) میلیمتر و در آشغالگیرهای ریز بین (۱۰-۳۰) میلیمتر در نظر گرفته می‌شود. برای ایجاد سطح تماس بیشتر این آشغالگیرها را با زاویه ۳۰ تا ۴۵ درجه نسبت به افق نصب می‌کنند.

3. آشغالگیر سبدی

   فاضلاب ابتدا وارد آشغالگیر سبدی می شود که ساده ترین نوع آن بوده و جنس آن نیز از ورق پانچ استیل و یا گالوانیزه می باشد و وظیفه آن این است که آشغال های موجود در فاضلاب را جدا سازی کرده و با توجه به نوع فاضلاب  قطر مش های ورق پانج متفاوت ساخته می شود .حمل این آشغالگیر به صورت دستی و یا به صورت استفاده از جرثقیل منو ریلی انجام می پذیرد.

ته نشینی و انعقاد

در فیلتراسیون آب یکی از ناخالصی های مهمی که در آب های سطحی وجود دارد و باید نسبت به حذف آن اقدام نمود، مواد کلوئیدی است. این مواد باید به طریقه مناسب حذف شوند تا آب زلال و با کدورت پایین مطابق استانداردها تحویل مصرف کننده گردد. روش متداول حذف کدورت، رسوب دهی شیمیایی کلوئیدی با استفاده از مواد منعقد کننده است.

حوضچه ته نشینی واحد عملیاتی است که جداسازی ذرات معلق سنگینتر از آب به واسطه فرونشست گرانشی در آن رخ می دهد. رسوب گذاری یا ته نشینی فرآیندی است که در آن توده هایی که در طی فرآیند کواگولاسیون و فلوکولاسیون تشکیل شده بودند، می توانند در این مرحله ته نشین شوند. این توده ها مانند لجن در کف مخازن ته نشینی تجمع می یابند و در نهایت آب تصفیه شده از طرف دیگر خارج می شود.

کواگولاسیون

هدف از عمل کواگولاسیون یا انعقاد ایجاد ذرات درشتتر در آب است که این ذرات بتوانند در واحد های ته نشینی و صافی از آب جدا شوند. زیرا ذرات زیر معلق در آب مانند کلوئید ها به علت باردار بودن سطح ذرات در آب معلق می مانند و با خنثی کردن بار ذرات می توانند به یکدیگر نزدیک شوند. پس از برخورد به هم بچسبند و تحت نیروی جاذبه رسوب نمایند . به فرایند کواگولاسیون میگویند. البته همیشه عمل کواگولاسیون همراه با عمل فلوکولاسیون است .در واقع عمل فلوکولاسیون مکمل عمل کواگولاسیون است.

فلوکولاسیون

فلوکولاسیون عملی است که در آن ذرات ریز و معلق و بدون بار (پس از عمل کواگولاسیون  ) با کارایی بیشتری به یکدیگر چسبیده و ذرات بزرگ تری را بوجود می آورند . این ذرات بزرگ را اصطلاحا FLOC می نامند و این عمل را فلوکولاسیون می گویند. البته ذرات پس از عمل فلوکولاسیون بلا فاصله ته نشین می شوند و عمل ته نشینی یا همان  Sedimentation انجام می گیرد. بنابراین ته نشینی عبارت است از جدا سازی فیزیکی ذرات که در آب پس از کواگولاسیون و فلوکولاسیون انجام گیرد ، فقط ذرات نسبتا درشت رسوب کرده و جدا می شوند .

میزان کواگولانت باید به اندازه ای باشد که مقدار کدورت آب تا حد ۱۰تا ۲۵ ppm تقلیل باید .

متداول ترین نوع ماده کواگولانت که برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد نمک های آهن و آلومینیوم است. به طور کلی انواع مواد کواگولانت برای عمل فلوکولاسیون و کواگولاسیون به شرح زیر می باشد:
• سولفات آلومینیوم
• سولفات فرو
• سولفات فریک
• آلومینات سدیم
• کلرور فریک

در اغلب روش های متعارف تصفیه فاضلاب، واحدهای تصفیه پس از حوضچه اولیه قرار می گیرند. حوضچه ته نشینی ثانویه پس از واحدهای تصفیه بیولوژیک قرار می گیرد و وظیفه جداسازی جامدات تولیدشده طی فعالیت های بیولوژیک را برعهده دارد. این دو حوضچه از عملکرد مشابهی برخوردار هستند؛ اختلاف اصلی این دو در چگالی لجن هر یک است. لجن ته نشینی اولیه معمولاً چگال تر و ناپایدارتر است. سوپرناتانت حاصل از ته نشینی ثانویه زلالتر است.

روش های فیلتراسیون آب

در بخش فیلتراسیون آب روش های فراوانی وجود دارد که در زیر به چند بخش اشاره شده است. دو روش فیلتر به روش گرین سند و مالتی مدیا چون به وسیله شن ،گارنت و آنارسیت انجام می شود تصفیه به روش بیولوژیکی و برحسب اندازه ذرات به طور همزمان انحام می شود. اما سه روش فیلتر ماکرو ، نانو ، الترا و اسمز معکوس تنها با جداسازی ذرات برحسب اندازه آن ها انجام می شود.

• فیلتر های گرین سند
• فیلتر مولتی مدیا
• مایکرو فیلتر
• اولترا فیلتر
• نانو فیلتر
• فیلتر به روش ریورس اسمز

انواع فیلتر

1. استفاده از یک صفحه صافی، سبد، کارتریج
2. فیلترهای عمقی چندکاره
3. .فیلتر ممبران