نشریه شماره ۱۷۷ دفتر آامور فنی و تدوین معیارها

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جمپوری اسلامی ایران سازمان برنامه و بودجه - وزارت نیرو راهنمای بدره‌بر داری ونگبداری واحدهای تصغبه‌خانه آب و معاونت آمور فنی نشریه شماره ۱۷۷ دفتر آامور فنی و تدوین معیارها -------- صفحهٔ بعد -------- جمهوری اسلامی ایران سازمان برنامه و بودجه - وزارت نیرو راهنم‌ای بهره‌برذداری و نگهداری واحدهای تصفبه خانه آب نشریه شماره ۱۷۷ دفتر مور فنی و تدوین معیارها انتشارات سازمان برنامه و بودحه ۷/۹ ۱۳۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- سازمان برنامه و بودجه. دفتر آمور فنی و تدوین معیارها راهنمای بهره‌برداری و نگهداری واحدهای تصفیه خانه آب/ معاونت امور فنی. دفتر امور فنی و تدوین معیارها. [ با همکاری] وزارت نیرو اطرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور.|- تهران: سازمان برنامه و بودجه. مر کز مدارک اقتصادی - اجتماعی و انتشارات. ۱۳۷۷. ۴ ص.: مصور- (سازمان برنامه و بودجه. دفتر امور فنی و تدوین معیارها؛ نشریه شماره ۱۷۷)(انتشارات سازمان برنامه و بودجه: ۷۷/۰۰/۳۹) 964-425-085-0 1557 مربوط به بخشنامه ۱۰۲/۱۶۷۸-۵۴/۱۵۵۱ مورخ ۱۳۷۷/۴/۱۰ آب - تصفیه - ابزار و وسایل- نگهداری و تعمیر ۲. تاسیسات- حفاظت. ۳. آب- تصفیه- استانداردها. ب. سازمان برنامه و بودجه. مدارک اقتصادی - احتماعی و انتشارات. 3 عنوان. د. فروست. ش. ۲۱۷۷ س / ۳۶۸ ۲۸ 1۹٩۳ 9604-425-085-0 ۹۶۴-۴۲۵-۰۸۵-۰ ‏شایک راهنمای بهره‌برداری و نگهداری واحدهای تصفیه خانه اب تهیه کننده: معاونت امور فنی. دفتر امور فنی و تدوین معبارها ناشر: سازمان برنامه و بودجه. مرکز مدارک اقتصادی - اجتماعی و انتشارات چاپ اول: ۱۰۰۰ نسخه. ۱۳۷۷ قیمت: ۱۴۰۰۰ ریال چاپ و صحافی: موسسه زحل چاپ همه حقوق برای ناشر محفوظ است. -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی به: تمامی دستگاههای اجرایی و مهندسان مشاور شماره: ۱۰۲-۱۶۷۸-۵۴/۱۵۵۱ موضوع: به استناد ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه کشور و آئین‌نامه استانداردهای اجرانی طرحهای عمرانی این دستورالعمل از نوع گروه ادوم مذکور در ماده هفت آئین نامه در یک . صادر می‌گردد. تاریخ مندرج در ماده ۸ آئین نامه در مورد این دستورالعمل 0 باشد. به پیوست نشریه شماره ۱۷۷ دفتر امور فنی و تدوین معیارهای این سازمان با عنوان "راهنمای بهره‌برداری و نگهداری واحدهای تصفیه آب" ابلاغ می گردد. دستگاههای اجرایی و مهندسان مشاور می‌توانند مفاد نشریه مذکور و دستورالعمل مندرج در آن را ضمن تطبیق با شرایط کار خود در طرحهای عمرانی مورد استفاده قرار دهند. محمد علی نجفی معاون رییس جمهور و رییس سازمان برنامه و بودجه کد پستی: ۱۱۴۹۴ آدرس تلگرافی: تهران برنامه تلفن ۲۲۷۱ شماره تلکس: فارسی ۲۱۶۱۰۳ لاتین ۲۱۲۶۴۲ -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی استفاده از ضوابط معیارها و استانداردها در مراحل تهیه (مطالعات امکان‌سنجی). مطالعه و طراحی. اجرا. بهره‌برداری و نگهداری طرحهای عمرانی به لحاظ توجیه فنی و اقتصادی طرحها. کیفیت طراحی و اجرا (عمر مفید) و هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. نظامه جدید فنی و اجرانی طرحهای عمرانی کشور (مصّوب جلسه مورخ ۱۳۷۵/۳/۲۳ هیأت محترم وزیران) بکارگیری از معیارها. استانداردها و ضوابط فنی در مراحل تهیه و اجرای طرح و نیز توّجه لازم به هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری در قیمت تمام شده طرحها را مورد تأأکید جدی قرار داده است. با توجه به مراقبت فوق و شرایط اقلیمی و محدودیت منابع آب در ایران امور آب وزارت نیرو (طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور) با همکاری معاونت امور فنی سازمان برنامه و بودجه (دفتر امور فنی و تدوین معیارها) براساس ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه اقدام به تهیه استانداردهای مهندسی آب نموده است. استانداردهای مهندسی آب با در نظر داشتن موارد زیر تهیه و تدوین شده است: - استفاده از تخصصها و تجربه‌های کارشناسان و صاحبنظران شاغل در بخش عمومی و خصوصی. - استفاده از منابع و ماخذ معتبر و استانداردهای بین‌المللی - بهره‌گیری از تجارب دستگاههای اجرایی. سازمانها و نهادها. واحدهای صنعتی. واحدهای مطالعه. طراحی و ساخت. - ایجاد هماهنگی در مراحل تهیه. اجرا. بهره‌برداری ارزشیابی طرحها. - پرهیز از دوباره کاریها و اتلاف منابع مالی و غیر مالی کشور. - توجه به اصول و موازین مورد عمل موسسه استاندارد و تحفیقات صنعتی ایران و سایر موسسات معتبر تهیه کنندهٌ استاندارد. ضمن تشکر از اساتید محترم دانشگاه صنعتی اصفهان. آقایان دکتر امیر تائبی هرندی معاون پژوهشی دانشکده عمران. مهندس سید حسین مرتضوی لیسانس مهندسی مکانیک. دکتر محمد رضا حقیقی‌پوده دکترای مهندسی محیط زیست. دکتر بیژن بینا دکترای مهندسی بهداشت محیط. برای بررسی و اظهار نظر در مورد این استاندارد. امید است مجریان و دست‌اندرکاران بخش آب. با به کارگیری استاندارهای یاد شده. برای پیشرفت و خودکفایی این بخش از فعالیتهای کشور تلاش نموده و صاحبنظران و متخصصان نیز با اظهار نظرهای سازنده. در تکامل این استاندارها مشار کت کنند. دفتر آمور فنی و تدوین معیارها تابستان ۱۳۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضاء کمیته طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور این استاندارد با مشارکت اعضای کمیته فنی شماره ۳-۵ (بهره برداری و نگهداری از تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب) تهیه شده که اسامی ایشان به شرح زیر است: آقای پرویز ثمر کارشناس آزاد د کترای مهندسی‌عمر ان( آب وفاضلاب) ُقای‌عباس حاج حریری ‏ شرکت آب و فاضلاب استان تهران لیسانس مهندسی مکانیک خانم مینا زمانی طرح تهیه استانداردهای‌مهندسی آب کشور لیسانس مهندسی شیمی آقای عبداله عسگری مهندسین مشاور باز آب دکترای مکانیک آقای علی فتوحی کارشناس بازنشسته وزارت نیرو لیسانس مهندسی شیمی آقای علی قیصری فر مهندسین‌مشاورطرح وتحقیقات آب‌وفاضلاب ‏ فوق لیسانس مهندسی بهسازی اصفهان -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان مقدمه هدف ۲- دامنه کاربرد ۳- فرآیندهای تصفیه آب ۱-۳ تصفیه فیزیکی آب ۲-۳ تصفیه شیمیایی آب ۳-۳ سالم سازی آب ۴ شرح مراحل. تاسیسات تصفیه و کاربرد آنها ۱-۴ پیش تصفیه ۱-۱-۴ اشغالگیری و حذف ماسه ۲-۱-۴ کلرزنی آب خام ۳-۱-۴ پیش ته‌نشینی ۲-۴ تصفیه اصلی ۱-۲-۴ حذف گازهای همراه آب ۲-۲-۴ فرآیندهای انعقاد و لخته‌بندی ۳-۲-۴ ته‌نشینی شیمیایی ۴-۲-۴ صاف سازی ۵-۲-۴ روشهای سالم‌سازی ۱-۵-۲-۴ کلر ۲-۵-۲-۴ هییوکلریتها ۳-۵-۲-۴ کلرآمینها ۴-۵-۲-۴ دی اکسید کلر (10)) ۵-۵-۲-۴ اوزون ۶-۵-۲-۴ استفاده از اشعه فرابتفش ۵ مواد شیمیایی نامطلوب در آب آشامیدنی ۱۴ ۳۱ ۴ ۳۹ ۳۹ ۷۹ ۸۵ ۸۸ ۹۴ ۱۱۰ ۱۱۴ ۱۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۲-۵ آهن و منگنز ۳-۵ فلزات سنگین ۴-۵ کلرورها ۵-۵ فلوئورورها ۶-۵ سولفات و سولفورها ۷-۵ نیتراتها ۸-۵ تری هالومتانها ۹-۵ مواد فعال سطحی و پاک کننده‌ها (دترجنتها) ۱۰-۵ سموم دفع آفات و علف کشها ۱۱-۵ مواد رادیو اکتیو ۱۳-۵ سیانور ۶ روشهای حذف مواد شیمیایی نامطلوب در آب آشامیدنی ۱-۶ سختی زدایی ۲-۶ جذب سطحی (زغال فعال) ۳-۶ نمکزدایی ۱-۳۶ نمکزدایی آبها با فرآیند گرمایش (تقطیر) ۲-۳۶ نمکزدایی آبها در حرارت پایین‌تر از نقطه جوش ۳-۳-۶ نمکزدایی به کمک مواد شیمیایی رسوبدهنده ۴-۳-۶ نمکزدایی با فرآیند تبادل یونی ۵-۳۶ نمکزدایی به روش اسمز معکوس ۶-۳-۶ نمکزدایی با فرآیند الکترو دیالیز ۷- ایجاد تعادل شیمیایی در آب ۱۱۵ ۱۳۵ ۱۳۹۷ ۱۴۳۰ ۱۳۲ ۱۳۲ ۱۳۴ ۱۳۸ ۱۵۹۵ ۱۵۹۵ ۱۹۷ ۱۹۷ ۱۵۹۸ ۱۴ ۱۳۷ ۱۶۸ ۱۶۹ ۱۳۹ ۱۷۰ ۱۷۹ ۱۹۳ ۱۹۶ ۳۰۳ -------- صفحهٔ بعد -------- مقدمه محموعه عملیاتی که به منظور آماده کردن آب برای مصارف مورد نظر اجرا می‌شود. «تصفیه آب» و محموعه تاسیسات و تحجهیزاتی که عملیات تصفیه را در بر می‌گیرد. «تصفیه خانه» نامیده می‌شود. بنابراین برای تهیه آبی مناسب برای شرب و مصارف عمومی شهری یک رشته عملیات در تصفیه خانه آب به مورد احرا گذارده می‌شود تا آب دریافتی از منابع آب را با کیفیتی قابل قبول در چهارجوب استاندارد «آب آشامیدنی» تحویل نماید. «آب آشامیدنی» استاندارد. به طور کلی آبی است که بیرنگ. بی‌بو و با طعم مطبوع و گوارا. که مصرف آن حتی در دراز مدت هم به لحاظ عاری بودن از مواد مضر. ضرری به سلامت مصرف کننده و خسارتی به تجهیزات انتقال. توزیع و مصرف وارد نمی آورد. منابعی دارد که برای تامین آب آشامیدنی در نظر گرفته می‌شود و طرح تاسیسات تصفیه خانه نیز با در نظر گرفتن اینکه آب تصفیه شده برای مصرف شرب و مصارف عمومی شهری به کار برده خواهد شد پیش‌بینی می‌شود و تجهیزات و تاسیسات تصفیه خانه نیز براساس طرح مصوب نصب می‌گردد. منابع آب که به منظور تامین آب آشامیدنی و مصارف عمومی به کار گرفته می‌شوند. شامل: منابع آبهای سطحی: دریاها و دریاچه‌ها. بر که‌ها. رودخانه‌ها. جویبارها منابع آبهای زیرزمینی: چاهها. قنوات و چشمه‌ها. است و چه بسا در بعضی از تاسیسات تصفیه آب از یک یا چند منبع مختلف آب دریافت و تصفیه شود. به هر حال اقداماتی که در زمینه تصفیه آب منظور خواهد شد. آب دریافتی از منابع را به آب آشامیدنی تبدیل خواهد کرد و به همین جهت مطالعه کیفیت فیزیکی. شیمیایی و میکروبیولوژیکی منابع مورد نظر تامین آب آشامیدنی. برای ایجاد یک سیستم تصفیه و توزیع آب سالم ضرورت پیدا می کند. -------- صفحهٔ بعد -------- هدف هدف از تهیه این «راهنما» ارایه روشهای بهره‌برداری از تاسیسات تصفیه خانه و بالا بردن سطح اطلاعات فنی بهره‌برداران است که در تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی فعالیت دارند. نظر به اینکه معیارهای تهیه شده در این دستورالعمل به خاطر تنوع تاسیسات. به صورتی است که در برگیرنده نکات عمومی و مشترک است و باید به صورت راهنمای کلی بتواند مورد استفاده متخصصان در رده‌های مختلف قرار گیرد. لازم است که در هر تصفیه‌خانه متخصصان امر با توجه به خطوط کلی ارائه شده در این مجموعه و دستورالعملهای طراح و سازنده تجهیزات تصفیه خانه. دستورالعملهای اجرایی مناسبی را که برای کارکنان بهره‌پرداری و نگهداری قابل استفاده باشد. تهیه و به آنان ابلاغ و براساس برنامه‌ریزی‌های مناسب بر حسن اجرای کارها نظارت کنند. ۳- دامنه کاربرد این دستورالعمل شامل کلیه تاسیساتی است که در تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجا که مسایل آبگیری و دفع لحن از مسایلی است که در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب نیرز مطرح است. لذا بحث در این زمینه در بخش بهره برداری و نگهداری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب پیگیری خواهد شد. از نظر کلی تصفیه خانه اب اشامیدنی شامل گروهی از واحدها و تجهیزات زیر خواهند بود که براساس بررسی کیفیت آب که قبلاً انجام شد. ممکن است به کار گرفته شوند. ۱-۳ تصفیه فیزیکی آب هرگونه تصفیه‌ای که در آن به وسیله روشهای فیزیکی عوامل آلودگی از آب حذف شوند. تصفیه فیزیکی آب نامیده می‌شود. از جمله دانه‌گیری. زلال‌سازی. صاف‌سازی و استفاده از اشعه ماورای بنفش در سالم سازی آب را می‌توان نام برد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۳ تصفبه س. سیمیایی آب هرگونه تصفیه‌ای که در آن به کمک مواد شیمیایی عوامل آلودگی از آب حذف شوند. تصفیه شیمیایی آب نامیده می‌شود. انعفاد. سختی‌زدایی. کلرزنی و... نمونه‌ای از تصفیه شیمیایی است. ۲-۳ سالم سازی آب هر گونه روش فیزیکی و یا شیمیایی که موجب حذف عوامل بیولوژیکی بیماریزا از آب گردد. روش سالم‌سازی نامیده می‌شود. صاف سازی. کلرزنی. استفاده از اشعه ماورای بنفش و... از این گروه است. ۴- سرح مراحل, تاسیسات تصفیه و کاربرد آنها تجهیزات و تاسیساتی که برای تامین آب آشامیدنی از منابع آب سطحی و زیرزمینی به کار گرفته می‌شوند. بر حسب نوع منبع متفاوت است و در عملیات تصفیه در بخشهای ذیل کاربرد دارند: 0 پیش تصفه 0 تصفه اصلی ۰ _روشهای حذف مواد شیمیایی نامطلوب در آب آشامیدنی تاسیسات پیش تصفیه برای اجرای یک و یا چند رشته از عملیات زیر که به منظور بهبود کیفیت آب خام ورودی به تاسیسات تصفیه خانه‌های آب طرح شده است. پیش‌بینی می‌گردد. و ممکن است داخل یا خارج از تصفیه‌خانه ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- الف - آشغالگیری در آبگیری از آبهای سطحی شاخ و برگ و الیاف و یا مواد دیگر شناور به وسیله شبکه‌های آشغالگیر از آب جدا می‌شوند. این شبکه‌ها مواد شناوری را که همراه آب است. در خود نگاه می‌دارند و مانع ورود آنها به بخش بعدی تصفیه خانه می‌شوند. آشغالگیر ممکن است در محل ورود آب به تصفیه‌خانه و یا ورود آب به تاسیسات انتقال آب به تصفیه‌خانه نصب شده باشد و در هر حال روزانه حداقل یک بار باید تمیز شود. موادی که روش آشغالگیر جمع می‌شوند. باید بعد از جمع آوری از نزدیکی آب دور برده شوند و بهتر است هر جه زودتر از تصفیه‌خانه به خارج حمل گردند. ب- حذف ماسه این بخش از تاسیسات در برداشت آبهای زیرزمینی در صورتی که چاه و یا چاههای مورد بهره‌برداری ماسه‌دهی داشته باشد. نصب می‌شود تا ماسه و نرمه ماسه را قبل از ورود آب به بخشهای دیگر تصفیه حذف کرده باشند. دستگاهی که معمولاً به کار برده می‌شود. به نام «سیکلون»" خوانده شده و روزانه حداقل یک مرتبه شیر تخلیه تحتانی را که ماسه جمع‌آوری شده را بیرون می‌دهد باز و بسته می‌کنند. در مورد برداشت از آبهای سطحی از ته‌نشینی ساده برای حذف مواد قابل ته‌نشینی از جمله ماسه و نرمه ماسه استفاده می‌شود. ۲-۱-۴ کلرزنی آب خام هدف از کلرزنی آب خام. سالم سازی آب ورودی به تاسیسات به منظور اکسیداسیون و حذف نسبی آلاینده‌های آلی مولد بو و طعم نامطلوب. حذف نسبی آلاینده‌های معدنی مولد رنگ مانند: آهن. منگنز. فلزات سنگین و ته‌نشینی آنها در مرحله زلال‌سازی و جلوگیری از رشد بعدی میکرو ارگانیسم‌ها و گیاهان آبی در تاسیسات تصفیه‌خانه است. کلرزنی آب خام‌باید در حدی انجام شود که در آب خروجی از فیلترها مقدار کلر آزاد باقیمانده در حدود ۰/۲ تا ۳ میلیگرم بر لیتر در زیر صافیها موجود باشد. در ار تباط با تحهیزات و بهره برداری این فسمت. موضوع به طور مشروح در بخش ۱-۵-۲-۴ آمده است. تبصره: در صورت احتمال ایجاد تری هالومتانها و ترکیبات کلره سمی و خطرناک. حتی‌المقدور از کلرزنی آب خام پرهیز گردد و از روشهای توضیح داده شده در بخش تری‌هالومتانها بهره‌گیری شود. | - ۵۳۵0118 2 - 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۱-۴ پیش ‌ته‌نشینی ! اصولاً سیستمهای زلال ساز از هر نوع مانند: پولساتورها. آکسیلاتورها و ... برای زلال‌سازی آب خام با کدورت مشخصی طراحی می‌شوند. چنانچه کدورت آب خام به بیش از حد طراحی سیستمهای زلال ساز برسد. نیاز به پیش‌ته‌نشینی است که این واحد پیش ته‌نشینی می‌تواند به صورت ته‌نشینی ساده فیزیکی یا با کمک مواد شیمیایی و فرایندهای زلال‌سازی طراحی گردد. برای حذف مواد معلق بزرگتر از ۲۰۰ میکرون ته‌نشینی ساده و برای مواد معلق کوجچکتر و با وزن مخصوص پایین معمولاً نیاز به ته‌نشینی به کمک مواد شیمیایی منعقد کننده است. حوضهای پیش ته‌نشینی ممکن است در محل آبگیری در جوار رودخانه و خارج از تصفیه خانه طراحی گردد. در این صورت از نظر دفع مواد شناور و مواد ته‌نشین شده در حوض پیش ته‌نشینی مشکلی وجود نخواهد داشت. مواد زاید را که همراه آب رودخانه است و در حوض پیش ته‌نشینی ته‌نشین شده است. می‌توان به طریق مقتضی دفع نمود. بدین منظور تعداد دو یا چند واحد حوض پیش ته‌نشینی طراحی می‌شود که یک یا چند واحد از آنها در حال بهره‌برداری و بقیه در حال شستشو یا در انتظار راه‌اندازی خواهند بود. از آب خروجی از سرریز این واحدها که در حال بهره‌برداری است. مرتباً نمونه‌هایی آب. با استفاده از یک شیشه دهن گشاد. برداشت و آزمایش می‌شود. تا هر زمان که نمونه برداشت شده دارای ماسه نرم باشد. حوض در حال بهره‌برداری را از سرویس خارج کنند و به موازات آن یکی از حوضهای آماده بهره‌برداری را در سرویس قرار دهند. حوضهای پیش ته‌نشینی مجهز به دریاچه ورود آب. شیر تخلیه و شیر آب شستشو هستند.حوضهای پیش ته‌نشینی ممکن است با مقطع دایره یا مستطیل با ابعاد متناسب طراح شوند و اگر مستطیل باشند. کف حوض دارای شیب در عکس جهت حرکت آب خواهد بود. چنانچه این نوع حوضها در کنار رودخانه قرار داشته باشند. شیر تخلیه در عمیق‌ترین نقطه حوض قرار می گیرد. اغلب حوضهای پیش ته‌نشینی دارای لجن روب و سیستم تخلیه خودکار لجن هستند. در موقع شروع به بهره‌برداری از یک حوض پیش ته‌نشینی. آب را به تدریج در حوض وارد می‌کنند تا حوض به آرامی پر شود. در این حالت دریچه خروج آب از حوض پیش ته‌نشینی کاملاً باز می‌شود. برای شستشوی حوض پیش ته‌نشینی ابتدا شیر ورود به حوض را بسته و شیر تخلیه را باز می‌کنند. زمانی که سطح آب پایین رفت و گل و الای و ماسه ظاهر شد. شیر آب شستشو را که آب را از حوضجه آب ته‌نشین شده یا از حوض مجاور که در حال 8 - |[ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- بهره‌برداری است دریافت می‌کند. باز می‌کنند تا حریان این آب گل و لای و ماسه ته‌نشسته را در امتداد شیب در بعضی از تاسیسات که شن و ماسه و نرمه ماسه همراه آب وارد حوض پیش ته‌نشینی می‌گردد. وسایل مکانیکی یا نیروی انسانی برای تخلیه رسوبات حوض پیش‌بینی شده است. نگهداری ابنیه و شیرالات و دریچه‌های ورودی آب. طبق راهنمای کلی نگهداری تاسیسات خواهد بود. مدت زمان بهره‌برداری از حوض پیش‌ته‌نشینی بستگی به میزان مواد معلق و کیفیت آن در آب خام دارد: زیرا به لحاظ جلوگیری از بروز مشکلات احتمالی بیولوژیکی و پر شدن لجن لازم است حوضها به تناوب برای شستشو از سرویس خارج شوند. این حوضها نیز با اشکال مختلف با مقاطع مستطیل و دایره طراحی می‌شوند و در هر حال وسیله لجن‌روبی و تغلیظ مواد معلق. به منظور کاهش میزان اتلاف آب در طرح پیش‌بینی می‌گردد. بهره‌برداری از حوض پیش‌ته‌نشینی جه با استفاده از عوامل انعقاد و جه بدون استفاده از آنها (ساده) طبق دستورالعمل و راهنمای بهره‌برداری تاسیسات تصفیه‌خانه خواهد بود که از طرف طراح با سازنده تاسیسات تصفیه‌خانه ارانه می‌شود. (در بخشهای ۲-۲-۴ و ۳-۲-۴ در خصوص مکانیزمهای انعفاد. لخته‌بندی و ته‌نشینی به تفصیل توضیح داده شده است). تجهیزاتی که در این گونه حوضها. معمولاً وجود دارد: عبارتند از: - تاسیسات ورود و توزیع آب خام - تاسیسات جمع‌آوری. تغلیظ و دفع لجن مازاد تاسیسات جمع آوری و انتقال آب ته‌نشین شده ۲-۴ تصفیه اصل منظور از تصفیه اصلی بهره‌گیری از فرایندهایی است که می‌تواند کیفیت آب خروجی از پیش ته‌نشینها و یا آب خام را در حد استانداردهای آب شرب ارتقا بخشد. ۱-۲-۴ حذف گازهای همراه آب ۱-۱-۲-۴ مقدمه و تعاریف اغلب گازهای طبیعی مانند: اکسیژن. دی اکسید کربن. آمونیاک. متان و سولفید هیدروژن در آب حل شده و در کیفیت فیزیکی و شیمیایی آب موثر واقع می‌شوند. هر کدام از این گازها با توجه به منشاء آب. آلوده کننده‌های آن و فرآیند تصفیه آب ممکن است وارد آب شده باشند. اکسیژن و ازت که به ترتیب ۲۱ و ۷۹ درصد از هوارا -------- صفحهٔ بعد -------- تشکیل می‌دهند به تبعیت از قانون هانری در آبهای طبیعی و بخصوص آبهای سطحی به صورت بطئنی حل می‌گردند؛ ولی با آب ترکیب نخواهند شد. چنانچه سطح تماس آب با هوا بر اثر تلاطم افزایش یابد. حل شدن این گازها در آب تشدید می‌گردد. گازهای ,۲0 و وآ][]لا در اثر واکنش شیمیایی که بین آب و گاز صورت می‌گیرد. با آب ترکیب و در کیفیت فیزیکی و شیمیایی آب موثر واقع می‌شوند. گاز متان (,۲11) یا گاز مرداب در آب غیر محلول است و با آب ترکیب نمی‌شود. این گاز که حاصل فعالیتهای بیولوژیکی بی‌هوازی در لجن ته‌نشسته است. به تدریج از آب خارج و در بعضی از آبهای زیرزمینی نزدیک به مناطق مردابی نیز دیده می‌شود. گاز کربنیک در آبهای زیرزمینی بیشتر و تا غلظت ۱۷۰۰ میلی گرم بر لیتر می‌تواند وجود داشته باشد. این گاز از یک طرف حاصل فعالیتهای حیاتی نباتات و حیوانات است و نیز از سوختن مواد آلی تولید و پس از پراکنده شدن در فضا با هوا مخلوط می‌گردد و به تبعیت از قانون هانری در آبهای سطحی حل می‌شود. از طرف دیگر این گاز محصول فعالیتهای حیاتی ارگانیسم‌ها و گیاهان کلروفیل‌دار آبپزی است که در داخل آب با استفاده از گاز کربنیک محلول و یا کربناتها و بیکربناتها با پدیده فتوسنتز مواد نشاسته‌ای مورد نیاز رشد و زندگی خود را تامین می‌کنند و در طول روز که آفتاب محیط آب را روشن نگه می‌دارد در مقابل دریافت گاز کربنیک. اکسیژن درآب رها می‌سازد و از این بابت اکسیژن محلول آب به حد فوق اشباع هم خواهد رسید و در تاریکی گاز اکسیژن (اکسیژن مولکولی) موجود در آب را مصرف می‌کند و گاز کربنیک در آب رها می‌سازد و بدین ترتیب تامین زندگی این موحودات در آب موکول به این است که شرایط محیط در جهت تعادل اکسیژن حل شده و تولید شده در اثر فتوسنتز. با نیازمندیهای موجود در محیط تطبیق کند وگرنه بر اثر فراوانی مواد مغذی این گونه موجودات در آب و شکوفایی محیط برای زندگی آنها. تولید و تکثیر ارگانیسم‌ها که تشدید شده است. بر اثر کمبود اکسیژن محیط به تدریج یا دفعتی متوقف خواهد شد و ادامه کمبود اکسیژن سبب خواهد شد که فعالیت ارگانیسم‌های بی‌هوازی در جهت گازهای بد بود مانند: گاز سولفید هیدروژن. متان. آمونیاک و انواع گازهای آلی‌بودار. محیط آب به گنداب تبدیل شود. گاز کربنیک مهمترین گاز موثر در کیفیت آب است و این گاز ضمن انحلال در آب با آن ترکیب شده و واکنش شیمیایی منجر به تولید اسید کربنیک می‌گردد که در شرایط دمای محیط و 11 آب نتیجه واکنشهای شیمیایی به صورتهای زیر در آب مشاهده می‌شود: الف - انحلال گاز کربنیک در آب تولید و1220] می‌نماید که می‌توان نوشت: 1120 و ,۲0 ب - بیکربنات کلسیم دارای ریشه بیکربنات است: ,(و2)1100) یا 0.1120 . ۲26 و (0) ج- کربنات کلسیم دارای ریشه کربناتها است: و۳۸۳0 با ۰.۲20 ۲0 ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- در آب کم محلول و بیکربنات کلسیم که در آب حل شده و گاز کربنیک موجود در محیط موکول به این است که عوامل سه‌گانه فوق طبق رابطه شیمیایی زیر در حال تعادل باشند: 0 ,و۲0 ,۲:0 ,و۲0 ج 0و1و0 +۲0۲0 و(2)11۳0) ج 110 +0 +۲0 بنابراین گاز کرپنیک را به چهار صورت در آب مشاهده می‌کنیم: - گاز کرپنیک کربناتها - گاز کربنیک متعلق به بیکربناتها -‏ گاز کربنیک مورد نیاز برای تعادل کربناتی آب - گاز کربنیک آزاد گاز آمونیاک در آبهای سطحی بخصوص آنهایی که در تماس با فاضلابهای صنعتی و بهداشتی و همچنین پساب حاصل از تصفیه‌خانه‌های فاضلابهاست. یافت می‌شود. گاز سولفید هیدروژن که عمدتاً بر اثر تجزیه بی‌هوازی بعضی از ترکیبات آلی و معدنی حاصل می‌شود. در بعضی از آبهای زیرزمینی که خاک آن مناطق حاوی مواد آلی و معدنی بخصوصی است وجود دارد. این گاز همچنین می‌تواند از پیوستن فاضلابهای گندیده و برخی از پسابها به آبهای سطحی و زیرزمینی وارد آنها شود. ۲-۱-۲-۴ مشکلات ناشی از انحلال گازها در آب صورت حذف آنها ضروری به نظر می‌رسد: الف - ایجاد بو و طعم بو و مزه در آبها معمولاً همراه یکدیگرند و عمدتاً از تجزیه و فساد مواد آلی حاصل می‌شوند. وجود سولفید هیدروژن. کلر. فنل و آمونیاک به آب بوی ناخوشایند می‌دهند. سولفید هیدروژن بوی تخم مرخ گندیده ایجاد می‌کند که در غلظتهای کم هم مشخص است. کلر علاوه بر آنکه بوی خاص خودش را دارد. با بعضی از ناخالصیهای آب مانند: فنل ترکیب شده و ایجاد کلرو فنل می‌کند که بوزاست. -------- صفحهٔ بعد -------- ب- خوردگی تعداد زیادی از گازهای محلول از طرق مختلف (اکسیداسیون. ترکیب و...) اثر خورندگی در آب ایجاد می‌کنند اهمیت بیشتری دارد. آمونیاک در 1 بالا تر از ‎٩‏ باعث خوردگی وسایل مسی و برنجی می‌شود. ج- ایجاد رسوب از واکنش بعضی گازهای محلول با فلز آهن رسوبی تولید می‌شود که به نوبه خود مشکل ایجاد می‌کند. اکسید می‌دهد. رسوب سولفور آهن که بر اثر ترکیب سولفیدهیدروژن با آهن حاصل می‌گردد باعث ضایع شدن رزینهای تعویض یونی می‌شود. به غیر از آنچه که مختصرا توضیح داده شد. آثار مخرب دیگری من جمله اثر کلر روی رزینهای تعویض یونی نیز وجود دارد و حداکثر مقدار کلر باقیمانده آزاد موثر که در آب ورودی به دستگاههای سختی‌گیر می‌تواند مورد قبول باشد ۰/۵ میلیگرم بر لیتر است. ۳-۱-۲-۴ حذف گازهای مزاحم در آب انحلال هر گازی در یک مایع توسط قانون هنری بیان می‌گردد. طبق این قانون میزان حلالیت هر گازی در داخل یک مایع بستگی به فشار جزیی آن گاز در اتمسفر مجاور آب دارد: عب) + - غلظت گاز در محلول ۲ - فشار گاز در بالای محلول +ا - ثابت هنری برای مثال: در صورتی که فشار جزیی اکسیژن ۰/۲ اتمسفر باشد. میزان انحلال آن در آب برابر ۸ میلیگرم بر لیتر است و در صورتی که فشار جزیی آن ۰/۱ اتمسفر باشد. این مقدار به ۴ میلیگرم برلیتر کاهش پیدا خواهد کرد. براساس قانون هنری می‌توان با کاهش فشار جزیی گاز مورد نظر را در هوا آن را از محلول حذف نمود. این کار را می‌توان با ایجاد خلاء انجام دارد و یا فضای مجاور سطح آب را با وارد کردن گاز دلخواه آن چنان تغییر داد تا گاز مزاحم از سیستم خارج و گاز دیگری جایگزین گردد. باید گفت که برخی از گازها به علت یونیزه شدن از قانون هنری تبعیت نمی‌کنند. به مثالهای زیر توجه شود: -------- صفحهٔ بعد -------- و۲1۳0 + 1۲ ج ,۲0+ 120 5 + ۱1۱ ج کر1] 04 + ۸ ج و۲ + 0ر1] حذف این گازها را می‌توان به طور کامل از طریق هوادهی و ایجاد بون مشترک به کمک اسید و سود سوزآور انجام داد. ۴-۱-۲-۴ روشهای حذف گازها از آب معمولاً برای حذف گازها از دو روش فیزیکی (مکانیکی) و شیمیایی استفاده می‌شود. در تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی روش شیمیایی استفاده نمی شود و فقط بعضی روشهای مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولترین کاری که انجام می‌گیرد. هوادهی آب است. این کار برای تهیه آبهای صنعتی همراه با گرما و ایجاد خلاء انجام‌پذیر است. ولی برای تهیه آب شرب از روش معمولی استفاده می‌شود. غلظت نهایی اکسیژن. دی اکسید کربن باقیمانده به غلظت اولیه آنها و نیز روش گاز زدایی بستگی دارد. ۱-۴-۱-۲-۴ هوادهی ۱ روشی است که به وسیله آن آب در تماس به هوای تحت فشار جو و یا کمتر و یا بیشتر از جو به منظورهای زیر قرار می‌گیرد و کیفیت آن از لحاظ حذف بو. طعم و خورندگی اصلاح می‌شود. - کاهش 125] و سایر گازها و مواد فرار و قابل اسیداسیون که ایجاد طعم و بو و رنگ و یا خورندگی نامطبوع در آب می‌کنند و به راحتی با هوادهی از آب جدا می‌شوند. - کاهش گازهایی نظیر: دی اکسیدکرین و سولفید هیدروژن که باعث افزایش خاصیت خورندگی آب می‌شوند. باید گفت گرچه اکسیژن نیز باعث افزایش خاصیت خورندگی آب می‌شود. لیکن با هوادهی معمولی غلظت آن در آب کاهش پیدا نمی‌کند و در مواردی افزایش می‌یاید. - کاهش گازهایی که در افزایش مصرف مواد شیمیایی برای تصفیه یا تعدیل املاح آب دخالت می‌نمایند؛ مانند دی اکسید کربن در گرفتن سختی آب با آهک و سولفید هیدروژن در کلرینه کردن آب. در صورتی که به قدر کافی اکسیژن محلول نداشته باشد با هوادهی میزان آن افزایش می‌یابد و در نتیجه: الف - طعم و بوی آن اصلاح می‌شود. ب - اکسیژن از فعالیت بی‌هوازی میکرو ارگانیسمها جلوگیری می‌کند و بالنتیجه تولید گازهایی مانند: اکسید دو کربن و یا سولفیدهیدروژن و آمونیاک کاهش پیدا می‌کند. 1ام آب تعدیل می‌شود و از خوردگی جلوگیری می گردد. ج- آهن و منگنز و آمونیاک و برخی از مواد آلی آب اکسیده می‌شوند. 03 1۳ ۱۰ -------- صفحهٔ بعد -------- از اهداف فوق‌الذکر که برای هوادهی گفته شد. کاهش گاز کربنیک. آهن و منگنز از مهمترین و متداولترین آنهاست. از جمله عوامل موثر در هوادهی غیر از آنجه که قبلاً گفته شد. می‌توان به مدت هوادهی و تناسب ۸ ِ ّ ِ اشا د (۸ تما ۷ اب حاما کاز) که بدین ترتیب در زمان هواد قعی که آب به ۷ ره کر سطح تماس و ۷ حجم آب حامل گاز) که بدین ترتیب در زمان هوادهی موقعی 7 قطره‌های ریز تبدیل می‌شود. هر چه قطره کوچکتر باشد. سطح تماس بیشتر می‌شود و سودمندی هوادهی افزایش می‌یاید. ۲-۴-۱-۲-۴ روشهای مختلف هوادهی در تمام روشهای هوادهی آب آشامیدنی. که در زیر توضیح داده می‌شود بیشتر دو عامل مدت هوادهی و تناسب ۵۸ (ٍ) مد نظر و تحت کنترل است. هوادهی معمولاً به دو روش به حرکت در آوردن آب و تزریق هوا به داخل آب انجام می‌پذیرد و براساس شرایط موجود باید روش آن انتخاب گردد. الف - هوادهی با به حر کت در آوردن آب * هوادهی آبشاری پله‌ای " در این روش هوادهی از پله‌هایی که از مصالح بنایی مخصوصاً بتن با ارتفاع ۱-۳ متر استفاده می‌شود. روی پله‌ها بندهایی وجود دارند که با جریان یافتن آب روی پله‌ها در سطح وسیعی با هوا تماس می‌یابند و مرتباً لایه سطحی آب شکسته شده و تماس با هوا بیشتر می‌شود شکل (۱-۴). ممکن است سرریزها را به صورت کانال سوراخداری ساخت که آب از این سوراخها ریزش کند. در این شرایط سودمندی برای کاهش ,۲0 از ۲۰ تا +۶۰ در صد است. ورودی شکل ۱-۴- روش هوادهی آبشاری پله‌ای ۸ 0ل0) مع) - | ۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ * هوادهی پاششی هوا پرتاب و پخش می‌گردد. این روش نیاز به سطح و حجم زیاد دارد و ممکن است از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نباشد. * هوادهی بشقابی (سینی)" در این روش هوادهی از تعدادی سینی استفاده می‌گردد که در کف آنها روزنه‌هایی وحود دارد و درون آنها ممکن است از کک. سرامیک و یا پلاستیک پر شده باشد تا هنگام عبور آب از آنها تماس بیشتری با هوا پیدا نماید. با افزایش تعداد سینی‌ها می‌توان زمان تماس را افزایش داد. سطح مورد نیاز سینی‌ها ۰/۷ تا ۲ متر مربع برای هر ۰ متر مکعب آب در روز است. ۰ هوادهی سطحی " روش دیگر هوادهی که این روزها معمولاً ببشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و از جهاتی مناسبتر هم است. استفاده از هوادهی‌های سطحی معمولی است که مشخصات آنها همانند هوادههای سطحی تصفیه فاضلاب است و بر روی مخازنی که بر حسب زمان ماند هوادهی طراحی می‌گردند. نصب می‌شوند. ی ۴ ب- هوادهی با تزریق هوا حرکت می‌نمایند. چون در این روش سرعت صعود حبابهای هوا کمتر از سرعت سقوط قطره‌های آب در هوادهی آبشاری است. لذا سودمندی آن بیشتر است. حبابهای هوا در حین بالا آمدن باعث به هم زدن آب می‌شود و مترتب سطح تماس آب و هوا را بیشتر کرده و تبادل انجام می گیرد. زمان ماند در این واحد حدود ۱۵ دقیقه و عمق مورد نظر ۳ تا ۴ متر توصیه شده است. عمق کمتر باعث کاهمش سودمندی تبادل گاز می‌ گردد. 3 ۹5۲۲۵۷-| 7 2-1۳۵۷ 0 م۳0 - 3 ٩ - 10005 ۸0۳2110 )1( 1۵۵0 ۸۲ ۸0۳۵1107( ۱۲ -------- صفحهٔ بعد -------- متوسط انرژی لازم برای این نوع هوادهی ۰/۳۳ کیلووات برای هر ۱۰۰۰ متر مکعب آب در روز است. این نوع هوادهها از هوادهی های بشقابی سطح کمتر از هوادهی‌های پاششی سطح بیشتری لازم دارند و بر عکس روشهای نامبرده نیاز به پوشیده بودن واحد نیست و در شرایط یخبدان نیز عمل می‌کند و از هدر رفتن ارتفاع یا فشار آب جلوگیری می‌کند. ی لوله‌اصلی هو شکل ۲-۴- روش هوادهی با تزریق هوا ۳-۴-۱-۴ بهره‌برداری و نگهداری و تعمیرات دستگاههای هوادهی بهترین راندمان از این دستگاهها زمانی حاصل می‌گردد که دستورالعمل شرکت سازنده رعایت شود؛ ولی در هر حال ذکر نکات زیر و رعایت آنها ضروری است. - در هوادههای پاششی امکان‌گرفتگی سوراخها (نازلها) وجود دارد که باید اولاً قطر سوراخها متناسب انتخاب شود و ثانیاً در فواصل زمانی مناسب با توجه به کیفیت آب این سوراخها سرویس و تمیز گردند. - سیستمهای هوادهی (مخصوصاً آبشاری) که در محیط باز قرار دارند. مواجه با رشد سریع جلبکهاست که ضمن مسدود کردن سوراخهای منظره نامناسبی نیز ایجاد می‌نمایند. لذا لازم است با توجه به این امر در مورد تمیز کردن زمانبندی شده سیستم اقدام نمود. - اگر واحد هوادهی آبشاری در محیطی قرار داشته باشد که هوا آلوده است و یا در مناطقی که امکان بخبندان وجود دارد. باید به صورت سرپوشیده باشد. - در سیستم‌های هوادهی عممّی باید قسمتی از تاسیسات که درون آب قرار دارند: مانند: لوله‌ها و صفحات سوراخ‌دار (نازلها) مرتباً کنترل گردند (بخصوص مواقعی که سیستم برای مدتی خارج از بهره‌برداری بوده است) تا در صورت گرفتگی رفع اشکال گردد. - در بهره‌برداری از هوادهها باید دقت شود که میزان اکسیژن محلول در آب زیاد نشود. چه در این صورت خاصیت خورندگی آب تشدید خواهد شد. ۱۳ -------- صفحهٔ بعد -------- تو صبه می‌گردد مرتباً تمیزکاری نازل‌ها و فیلتر دمنده انجام گیرد و دمنده نیز در فواصل زمانی مناسب سرویس شود. - حتی‌الامکان آب ورودی به سیستم باید عاری از مواد معلق باشد تا سبب انسداد نازلها (سوراخها) نگردد. - سختی و قلیاییت آب ورودی به سیستم نیز نباید در حدی باشد که باعث انسداد نازلها گردد. - در تصفیه خانه‌هایی که از آهک استفاده می‌شود. هوادهی بهتر است قبل از تزریق آهک به سیستم انجام ۲-۲-۴ فرآیندهای انعقاد و لخته‌بندی چنانچه در بخشهای پیش ذکر گردید. روشهای متعارف تصفیه فیزیکی و شیمیایی آب را: انعقاد. لخته‌بندی. ته‌نشینی. صاف‌سازی و بالاخره گندزدایی تشکیل می‌دهد. انعقاد و لخته‌بندی به تنهایی بخش قابل توجهی از هزینه کلی ساختمان. تاسیسات و بهره‌برداری در مدت زمان طرح را به خود تخصیص می‌دهد. بنابراین جمع‌آوری اطلاعات دقیق در مورد کیفیت فیزیکی و شیمیایی آب مورد نظر. مقایسه انواع عوامل انعقاد و بالاخره بررسی مسائل کاربردی هر یک. از اقدامات اولیه در انتخاب و طرح روش فابل قبول تصفیه فیزیکی و شیمیایی محسوب می‌شود که چنین امری در جای خود جمع‌آوری و ارزیایی اطلاعات پایه را ناگزیر می‌سازد. ۱-۲-۲-۴ فرآیند انعقاد روش انعقاد را بی‌ثبات سازی سیستمهای کلوییدی غیر قابل برگشت" و ایجاد لخته‌بندی ذرات معلق قابل ته‌نشینی تشکیل می‌دهد. تعریف سیستمهای کلوییدی مورد بحث و چگونگی تشکیل این سیستمها به مبحث شیمی سطحی مربوط می‌گردد که در غالب کتب و نشریات دانشگاهی در این زمینه موجود و در دسترس است. آنجه مسلم است انعقاد توسط چهار مدل ذیل صورت می‌پذیرد: ۰ کاهش و حذف بار الکتریکی سطح کلوییدها ۰ جذب و خنثی‌سازی بار الکتریکی سطحی ۵ دربرگیری ذرات در رسوبات 0 جذب و اتصال ذرات به هم ۱-۱-۲-۴ کاهش و حذف بار الکتریکی سطح کلوییدها در این مدل عامل اصلی در انعقاد خنثی شدن بار الکتریکی سطحی کلوییدها به وسیله پونهای عوامل انعفاد است. بر این اساس عمل انعقاد صرفاً الکترو استاتیک فرض می‌شود و بر این پایه قدرت عوامل انعقاد با توجه به 55105 ۵110101۸1 (ماطاهاددنآ) 1۳۵۷۵۳۵۱۱۵ [ ۲۳۵۳۵۵۵۱۵ - | ۱۴ -------- صفحهٔ بعد -------- بار الکتریکی آنها ارزیابی می‌گردد. در این زمینه شولتز هاردی" را می‌توان نام برد که به عنوان مثال. غلظت اولی گام ۸۱*۳ برای خنثی سازی یک سیستم کلوییدی با بار منفی به ترتیب 1:1۳:10 ذکر شده است شکل (۳-۴ الف). ۱۰7۸ ۱۰7 ۱۰7 ۱۰7 ۱ میزان ماده منعقد کننده (111/ع۲۵۱) این مدل طبعاً جوابگوی انعماد در برخی از سیستمهای کلوییدی طبیعی نیست: جرا که عمل انعقاد در این سیستمها منحصراً به وسیله خنثی‌سازی بار الکتریکی کلوییدها انجام نمی‌شود؛ بلکه به وسیله سایر فعل و ۲-۱-۲-۲-۴‏ جذب و خنثی‌سازی بار الکتریکی سطحی عامل اصلی در این مدل ترکیبی از تاثیر عوامل انعقاد و کلوییدها. عامل انعقاد و محیط کلوییدی. و بالاخره کلوئید و محیط کلوییدی بیان شده است در شکل (۳-۴ ب). در این سیستم کلوییدی آزمایش عملکرد دو دسیل آمونیم " به عنوان عامل انعقاد ترسیم شده است. دو تفاوت اساسی نسبت به یون سدیم شکل (۳-۴ الف) دیده می‌شود. اولا میزان عامل انعقاد لازم برای دو دسیل آمونیم براپر با 61075 مول بر لیتر و در مورد سدیم 101 مول بر لیتر به دست آمده. در حالی که بار الکتریکی هر دو عامل انعقاد یک بار مثبت است. ثائیاً سیستم کلوییدی با ازدیاد غلظت عامل انعقاد (دو دسیل آمونیوم) از حالت ناپایدار خارج شده. مجدداً تثبیت شده است. در صورتی که تثبیت مجدد سیستم کلوییدی با ازدیاد یون سدیم امکانپذیر نبوده است. | - 50۳1176 , (۷ 2 - 0 ۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- باید توجه داشت که علت تثبیت مجدد میل و افریونهای دو دسیل آمونیم برای جمع شدن در سطح ذرات کلوبیدی است که نشاندهنده عدم تاثیر عامل انعقاد و محیط کلوییدی و تاثیر شدید عامل انعقاد و کلوییدها است. ۲-۱۲-۲۴ دربرگیری کلوییدها در رسوبات استفاده از برخی از نمکها مانند: سولفات آلومینیوم و یا کلرورفریک به عنوان عوامل انعقاد در صورتی که در غلظتی به کار روند که میزان هیدروکسید آهن و با آلومینیوم حاصل از انحلال آنها بیش از درجه انحلال هیدروکسیدها باشد. رسوب هیدروکسید آهن و یا آلومینیوم را موجب می‌شود. این رسوبات نه تنها در شدن آنها می‌گردند. برای مثال در مورد کلرور فریک تشکیل رسوب هیدروکسید آهن از رابطه ذیل متابعت می‌نماید: 3011 +۲۵۱۶ ج و(۲)011 که ضریب حلالیت آن: اور ۲ 0۸1 ۵وص طبعاً در این سیستم هر چه میزان اشباع شدن محیط کلوییدی از عامل انعقاد بیشتر باشد. تشکیل رسوب سریعتر 3 3 انجام خواهد پذیرفت. به عبارت دیگر نسبت 78 درجه اشباع شدن محیط رانشان خواهد داد و با سرعت رسوبگذاری در ارتباط است. در پاره‌ای از موارد وجود ذرات کلوییدی زیاد به سرعت رسوبگذاری کمک می‌کند و حتی رابطه مستقیمی بین غلظت مواد کلوییدی و مناسبترین غلظت عامل انعقاد برقرار می‌گردد. ۴-۱-۲-۲-۴ جذب و اتصال ذرات به هم استفاده از برخی پولیمرها به عنوان عامل انعقاد موحب ناپایداری سیستم کلوییدی می‌گردد. بدین شکل که برخی از گروههای عامل در پولیمرها با سطح ذرات کلوییدی فعل و انفعالاتی را موجب می‌شوند و مالاً بین ذرات پلی ۰ ۰ آَ ۰ 8 2 و : ۰ ۱ از پولیمر به وجود خواهد امد که در نهایت به هم پیوستگی و لخته‌بندی را سبب می‌شود. مکانیسم پل‌سازی در شکا ۴-۴ نشان داده شده است. شایان توجه است که پلیمرهای انیونی علی‌رغم دارا بودن گروههای بار الکتریکی منفی راندمان مناسبتری در لخته‌بندی کلوییدهای بار منفی از خود نشان می‌دهند که این راندمان را می‌توان تنها به فعل و انفعال شیمیایی بین گروههای بار الکتریکی منفی پولیمر و ذرات کلوییدی نسبت داد. 85 - |[ ۱۶ -------- صفحهٔ بعد -------- حالت ۱ جذب اولیه درحالت فلظت بهینه پولیمر ن ن .ومد حالت ۲ تشکیل لخته ِ لخته بندی کح کنتشنک بااورتو که لخته‌ها پوی گینتیکگ با اورتوکینتیک ذرات ناپایدار جچج-_---- 1 چسبیدن جدید پولیمر برروی بخش دیگری از سطح ذره .. ذرات ناپایدار رالت ۲ جذب ارلیه در صورت وحود پولیمر مازاد ۱ ذره پایدار (بدون سطع ۱ قیمانده برای چسبندگی پلیمر) پولیمرهای مازاد لیهک سس لخته پاره شده اختلاط سریم و طولانی حالت ۶ حذب ثانوی پلیمر موه ججس-- شکل ۴-۴ مدل پل سازی درعملکرد پلی الکترولیت ها به عنوان عامل‌انعقاد ۲-۲-۲-۴ فرآیند لخته‌بندی حرکت ذرات ناپایدار و اتصال ذرات به هم و مالاً تشکیل ذرات قابل ته‌نشینی در عملیات انعقاد اصطلاحاً لخته‌بندی نامیده می‌شود. تماس ذرات کلوییدی ناپایدار طی سه مکانیسم انجام می‌گردد. الف - بر اثر انرژی حرارتی در درون محیط کلوبیدی حر کات ایحاد شده موحب برخورد دذرات به یکدیگر می‌شوند. این پدیده نیز حر کت براونی و این طریق لخته‌بندی پری کینتیک نامیده می‌شود. 3۲۵۷۷۱۵۱ - | 2 ۱۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ب- ایجاد اختلاط به طرق مختلف در محیطهای کلوییدی ناپایدار موجب برخورد ذرات به یکدیگر می‌شود و چسبندگی و لخته‌بندی ایجاد خواهد گردید. این روش لخته‌بندی. لخته‌بندی ارتو کینتیک " نامیده شده است. ج- تماس بین ذرات در هنگام ته‌نشینی نیز مکانیسم دیگری در لخته‌بندی است. در این مکانیسم ذرات با سرعتهای مختلف ته‌نشینی در هنگام ته‌نشینی به یکدیگر برخورد می‌کند و لخته‌های بزرگتر و سنگین‌تری را به وحود می‌آورند. در غالب فرآیندهای انعقاد لخته‌بندی به طریق اختلاط انجام می‌شود و به وسیله پروانه‌های مخصوص گرادیان هیدرولیکی لازم در محیط کلوییدی ایجاد می‌گردد. این گرادیان نشاندهنده حرکت مایع نسبت به نقاط مختلف و نسبت به زمان است. قدر مطلق آن نشاندهنده میزان اختلاط در درون سیستم و در غالب سیستمهای انعقاد بین ۱۰ تا ۱۰۰ بر ثانیه ۱ (500) به دست آمده است. سا 028 12 تعادل ,۸4 تمادل 3*ع7/ شکل ۵-۴ تعادل حلالیت هیدروکسید آلومینیوم (017(۳)5)[ل۸ وهیدروکسید آهن (0۳7(۳)5)ع۳ ۶-۴ ب ۱ فلظت کلوئیدها بر حسب میزان سطح فلظت عامل انعقاد شکل ۶-۴ عملکرد انعقاد در آزمایش جارتست در انعقاد با آلومینیوم و آهن سه ظرفیتی | - 60 ۱۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۱-۲-۴ عملکرد فیزیکی و شیمیایی سولفات آلومینیوم (آلوم) و کلرورفریک در سیستمهای آبی فلزات به صورت یونی وجود دارند و آلومینیوم *"(۸1) و آهن 5(ع1) سه ظرفیتی نیز از این قانون کلی مستئنی انیستند. این یونها در محیطهای آبی به صورت یون آکوامتال ‏ *(۳۵)1120 و (۸1)1120 وحود دارند که دارای خاصیت اسیدی نیز هستند. اضافه کردن نمکهای آلومینیوم و آهن به آب. مونومر. دایمر و پولیمرهایی از مجموعه هیدروکسومتال در کنار بون آکومتال ایجاد خواهد نمود. باید توجه داشت در یونهای آکوامتال و هیدرو کسومتال به ترتیب مولکول آب و عامل 011 به صورت لیگاند عمل می‌کنند. نحوه تشکیل یونهای نامبرده در فعل و انفعال ذیل خلاصه شده است: "110 + *(011)و(۲۵)1120 < 0وا 1 + 10(2 ۲۵1 "110 + *(۸۱)1100011 - 0را1 + ۸۱۱101 1 ,(۸1)011 < 0را 4+ ۸۱۹ 1+ *011(1)ر۲ - 2110+ 25 11۱+ ۳۵)011(2 - 0را] + ۲011۶ این گونه فعل و انفعال اصطلاحاً فعل و انفعال هیدرولیتیک نامیده می‌شوند. در واحدهای تصفیه آب معمولاً نمکهای آلومینیوم و آهن در غلظت‌هایی مافوق حد انحلال هیدروکسید آهن و آلومینیوم به کار می‌روند. در شکل (۵-۴ الف و ۵-۴ ب توازن انحلال این نمکها در درجه حرارت ۲۵ درجه سانتیگراد در آب نشان داده شده است در این وضعیت فعل و انفعالات هیدرولیتیک متعددی از مجموعه‌های هیدرو کسو (مانند: *!(۸|)011. 3 (۲۳۵)011) تا پولیمرهای هیدروکسومتال در کنار رسوب هیدروکسید فلزات رخ می‌دهد. مجموعه‌های هیدرو کسومتال دارای گرایش سطحی‌اند در حالی که یونهای سه ظرفیتی آهن و آلومینیوم فاقد این خاصیت هستند. به همین سبب جذب این گونه ترکیبات ایجاد شده واسط در عمل انعقاد بر روی کلوییدهای موجود. نش با اهمیتی را در خنثی سازی بار الکتریکی کلوییدها در عملیات انعفاد ایفا می‌نماید. در 1ا0هایی کمتر از نقطه ایزوالکتریک " هیدروکسید آهن و یا آلومینیوم یا پولیمرهای ایجاد شده دارای بار مثبت خواهند بود و بناپراین جذب آنها بر روی کلوییدهای آبهای تیره سبب خننی‌سازی بار الکتریکی کلوییدهای منفی و ناپایداری سیستم کلوییدی خواهد شد. در 1ام‌هایی بیش از نقطه ایزوالکتریک این مکانیسم دقیقاً بعکس خواهد بود. آنچه شایان توجه است. آنکه در عمل انعقاد با نمکهای آلومینیوم و آهن سه ظرفیتی پولیمرهای هیدرو کسومتال نقش عمده را در خننی‌سازی به عهده دارند و نظر به گرایش سطحی این پولیمرها. سیستم کلوییدی بر حسب غلظت این گونه پولیمرها ناپایدار و یا پایدار خواهند گردید. 1 13001001۳10 - |[ ۹ -------- صفحهٔ بعد -------- نمونه‌ای از رابطه کدورت باقیمانده با غلظت عامل انعقاد (نمکهای آلومینیوم و آهن سه ظرفیتی) برای غلظتهای مختلف سیستم کلوییدی در اام ثابت در شکل ۶-۴ الف نشان داده شده است. در این شکل چهار ناحیه مشخص دیده می‌شود. ناحیه ۱ نشاندهنده استفاده از عامل انعقاد در حد غیر کافی است. در ناحیه ۲ غلظت عامل انعقاد افزایش یافته تا حدی که ناپایداری سیستم کلوییدی ظاهر شده است. در ناحیه ۳ اضافه کردن عامل انعقاد ادامه داده شده تا حدی که سیستم کلوییدی پایداری خود را باز یافته است. ناحیه ۴ نشاندهنده ایجاد رسوب هیدرو کسید آلومینیوم و یا آهن است که بر اثر افزایش باز هم بیشتر عامل انعقاد تشکیل شده است. شکل (۶-۴ ب) نشاندهنده رابطه غلظت عامل انعماد با غلظت کلوییدها در همان سیستمهای کلوییدی مورد نظر در شکل (۶-۴ الف) است. در غلظت پایین مواد معلق. ,۰.5 به مقدار زیادی عامل انعقاد برای ایجاد رسوب هیدروکسید و در بر گیری کلوپیدها نیاز خواهد بود. جرا که میزان مواد معلق در حدی است که حتی ذرات ناپایدار و خنثی شده از نظر بار الکتریکی قادر به اتصال به یکدیگر و مالاً ته‌نشینی در مدت زمان متعارف نیستند. در غلظتهای ,5 و و5 به میزان کمتری از عامل انعقاد نسبت به حالت قبلی ,5 نیاز خواهد بود و با افزایش غلظت کلوییدها غلظت عامل انعقاد لازم نیز افزایش پیدا کرده است که نشاندهنده یک رابطه استویکیومتریک" است. ناحیه ناپایدار سازی با ازدیاد غلظت کلوییدها وسعت می‌یابد و امکان پایدار شدن مجدد سیستم محدودتر می گردد. در غلظت بسیار زیاد کلوییدها. ,5 به میزان زیادی عامل انعقاد نیاز خواهد بود. این مقدار ممکن است تا حد میزان لازم برای انعقاد در حالت ,5 رسیده و حتی از آن میزان نیز فراتر رود. اصولاً انعقاد با ون آلومینیوم و آهن سه ظرفیتی به وسیله خنثی سازی و دربرگیری ذرات در رسوبات انجام می‌پذیرد. خنثی‌سازی و یا ناپایدار شدن کلوییدها به سه عامل. غلظت ماده منعقد کننده 0۲1 و غلظت کلوییدها بستگی دارد. بدین ترتیب چهار حالت برای سیستم‌های کلوییدی می‌توان در نظر گرفت: الف- غلظت کلوییدی زیاد با قلیاییت کم این سیستم ساده‌ترین سیستم کلوییدی برای انعفاد است. مناسبترین غلظت عامل انعفاد بستگی به غلظت کلوییدها دارد و ناپایدارسازی به وسیله جذب و خنثی شدن بار الکتریکی کلوییدها به وسیله پولیمرهای هیدرومتال با بار مثبت انجام می‌گردد. ب- غلظت کلوییدی زیاد با قلیاییت زیاد در این سیستم نیز انعقاد به وسیله جذب و خننی‌سازی انجام می‌شود: با این تفاوت که لازم است ماده منعقد کننده زیادتری نسبت به حالت الف به کار گرفته شود تا قلیاییت را خنثی و به ۳11 مناسبی دست یافت و از غلظت پولیمرهای هیدرومتال با بار مثبت متعادل استفاده نمود. در برخی از مواقع می‌توان قلیاییت سیستم را به طرق مختلف نقصان داده و سیستم را به حالت الف تغییر داد. 1۳ ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ج- غلظت کلوییدی کم با قلیاییت زیاد استفاده از ماده منعقد کننده با غلظت زیاد موجب ایجاد رسوب هیدروکسید خواهد گردید که مالاً کلوییدها به وسیله دربرگیری رسوبات از سیستم حذف خواهند شد. در برخی از مواد با اضافه نمودن مواد کمک منعقد کننده مانند: انواع گلها میتوان میزان کلوییدها را افزایش داد. از غلظت عامل انعقاد کاست و سیستم را تحت شرایط جذب و خننی‌سازی کنترل کرد. د- غلظت کلوییدی کم با قلیاییت کم انعقاد در این گونه سیستمها بسیار دشوار خواهد بود. چرا که عامل هیدروکسید (011) و یا قلیاییت کافی برای تشکیل رسوب هیدروکسید فلزات وجود نخواهد داشت به علاوه اضافه کردن ماده منعقّد کننده ]۳۲ را نیز نقصان خواهد داد و این دشواری را تشدید خواهد نمود. ضمناً نظر به کم بودن غلظت کلوییدی برخورد ذرات محدود و استفاده از جذب و خنثی‌سازی با مشکلات زیادی همراه است. بنابراین لازم است به سیستم. قلیاییت اضافه و یا مواد کمک منعقّد کننده اضافه نمود و بدین وسیله سیستم را قبل از اضافه کردن ماده منعقد کننده اصلاح کرد. ۳-۲-۴ ته‌نشینی شیمیایی ته‌نشینی به معنای عام آن به فرآیندی اطلاق می‌شود که مخلوطی از مواد جامد معلق و مایع طی آن فرآیند به مایع زلال و سوسپانسیونی با غلظت زیاد مواد جامد تبدیل می‌گردد. در مهندسی آب و فاضلاب منظور از ته‌نشینی جدا کردن مواد جامد معلق توسط نیروی گرانش از آب و یا فاضلاب است. ته‌نشینی" و تغلیظ" در پاره‌ای از موارد به صورت مترادف ذکر می‌شوند:؛ در حالی که اصولاً در فرآیند ته‌نشینی حذف مواد معلق از آب و در نتیجه تولید آب عاری از این گونه مواد مطرح است: در صورتی که در عملیات تغلیظ منحصراً ازدیاد شناورسازی " به فرآیندی گفته می‌شود که جداسازی مواد جامد معلق از آب با استفاده از نیروی شناوری مواد حامد انجام می‌پذیرد و نیروی گرانش نمشی در این جداسازی ندارد. مواد معلق در آب بر حسب میرزان غلظت مواد معلق و خواص این ذرات به جچهار صورت متفاوت ته‌نشین می‌گردند : این طبقه‌بندی به قرار ذیل است: طبقه ۱- در این طبقه ذرات معلق تمایلی به جسبندگی به یکدیگر ندارند و در صورت اصابت به یکدیگر در هنگام نشست هیچ گونه اتصالی بین آنها انجام نمی پذیرد. 1] 0 2-8 3 - 3 ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- طبقه ۲- این طبقه مربوط به ذرات جامد معلقی است که در هنگام نشست به یکدیگر می‌چسبند و همواره بزرگتر و سنگین‌تر می‌شوند. صورت هر ذُره نسبت به ذره دیگر دارای موقعیت تابتی است و هنگام نشست. مواد معلق به صورت لایه ای از آب جدا می‌شوند. ته نشینی فشرده"- در این حالت ذرات معلق به وسیله غلظت زیاد به میزانی به یکدیگر نزدیک‌اند که در واقع ذرات در تماس مستقیم با یکدیگر قرار دارند و وزن ذرات در هر لایه از مواد جامد در حال نشست. توسط لایه زیر تحمل می‌شود. به عبارت دیگر لایه‌ها پیوسته در حال فشرده شدن هستند. در عملیات تصفیه آب. ته‌نشینی طبقه ۱ در حوضجه‌های دانه‌گیر اتفاق می‌افتد و ته‌نشینی پس از عملیات انعقاد و لخته‌بندی در حوضهای ته‌نشینی. معمولاً به صورت طبقه ۲ رخ می‌دهد. ته نشینی ناحیه‌ای و فشرده منحصراً در هنگام تغلیظ لجن حاصل از عملیات تصفیه دیده می‌شود. راندمان عملیات ته‌نشینی در مورد ته‌نشینی طبقه ۱ به بار سطحی حوض بستگی دارد و عمق حوضچه در این راندمان نقشی ندارد؛ در حالی که در مورد ته‌نشینی طبقه ۲ عمق حوضجه ته‌نشینی توام با بار سطحی عوامل تعیین کننده این راندمان هستند. در ته‌نشینی طبقه ۱ در واقع سرعت نشست ذرات منحصراً در راندمان ته‌نشینی موثر است. در صورتی که در ته‌نشینی طبقه ۲ نه تنها سرعت نشست ذرات مطرح است. بلکه خاصیت چسبندگی بستگی دارد که تو سط روش ویژه‌ای محاسبه می‌گردد. ته نشینم فشرده در حمه حفیفت بخسمٍ از ته‌نشینی در حالت ۱-۳-۲-۴ اصول بسترهای لجن سیال* در تصفیه آب در عملیات تصفیه آب تماس آب و مواد جامد در فرآیندهای متعددی مانند: انواع صافیها (بسترهای ثابت). شستشوی صافیها (بسترهای منبسط) زلال‌سازی (بسترهای لجن) و بالاخره دستگاه تغذیه مواد شیمیایی (انتقال | - 706 8 2-0 3 - 0127111021100 10۷ 4 - 11310018 0110/ 5 - ۳۱۵۱۵۵0 40 ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ذُرات و دانه‌ها) رخ می‌دهد. در این عملیات مواد جامد را ذراتی با قطر کمتر از یک میکرون تا چندین میلیمتر با چگالی کمی بیش از یک تا پنج تشکیل می‌دهند. در غالب عملیات تصفیه آب. انعقاد با استفاده از نمکهای آهن و آلومینیوم انجام می‌شود و در پی آن مراحل لخته‌بندی. ته‌نشینی و صاف کردن و سالم سازی صورت می‌پذیرد. فرآیندهای اصلی در این عملیات. مشتمل بر تغذیه مواد شیمیایی و اختلاط سریع تحت ]ام مناسب. انعقاد و لخته‌بندی. زلال‌سازی و بالاخره صافیهایی‌اند که طی این فرآیندها حذف مواد معلق. باکتریها. تیرگی و رنگ از آب میسر می‌گردد. به منظور ازدیاد راندمان حذف مواد معلق قبل از صافیها. ته‌نشینی به روش بستر لجن استفاده می‌شود. در این روش بستر لجن تشکیل شده در کف مخزن ته‌نشینی برای مساعدت به حذف لخته‌های تازه تشکیل شده به کار گرفته می‌شود. به سبب اینکه در این فرآیند بستر لجن حالت سیال دارد و آب همراه با مواد معلق از لابلای این بستر به طرف بالا حرکت می‌کند و طی این عبور مواد معلق همراه با خود را از دست می‌دهد. لذا این فرایند نیز بخشی از فرآیند بسترهای سیال محسوب می‌گردد. در غالب موارد. عملیات اختلاط سریع. انعقاد و لخته‌بندی نیز در داخل همین مخازن انجام می‌شود و در نتیجه این مجموعه به عنوان یک واحد کامل. قبل از استفاده از صافیها برای حذف مواد معلق به کار گرفته می‌شود. فرآیند بسترهای سیال دارای تکنولوژی ویژه‌ای است که در آن مکانیسم تماس آب با ذرات. کنترل غلظت لجن در ته مخزن و بالاخره توزیع یکنواخت جریان آب قبل از عبور از بستر نقش عمده‌ای را به عهده دارد. این گونه فرآیندها در مخازنی به صورت مکعب مستطیل. مخروطی و استوانه‌ای انجام می‌پذیرد و بر حسب اینکه چه نوع کاربردی مطرح باشد. ضوابط طراحی ویژه‌ای برای آنها در نظر گرفته می‌شود. ۲-۳-۲-۴ فرآیند زلال‌سازی و حوضهای زلال‌ساز به طوری که قبلاً در مبحث ته‌نشینی اشاره شد فرآیند ته نشینی در عملیات تصفیه آب عمدتاً در دو طبقه ۱ و ۲ صورت می‌پذیرد. طبقّه ۱: فرآیندی است که در حوضهای دانه‌گیر واقع شده و شن و ماسه و مواد معلق درشت مستقل از یکدیگر ته‌نشین و حذف می‌گردند. طبقه۲: فرآیندی است که پس از افزایش مواد منعقد کننده و کمک منعقّد کننده در 01۲1 مناسب محیط و در ادامه فرآآیندهای انعقاد و لخته‌سازی واقع می‌شود و مواد کلوییدی و شبه کلوییدی. میکرو ارگانیسم‌ها و بعضی عناصر مانند: آهن و منگنز پس از اکسیداسیون ته‌نشین شده و کیفیت آب زلال شده ارتقاء می‌یابد. ۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- در فرآیند ته‌نشینی طبقه ۲ آب پس از اطی فرآیندهای انعقاد و لخته‌سازی به صورت سوسپانسیونی" حاوی لخته‌های لجن شکل گرفته در فرآیندهای قبل. به حوضهای ته‌نشینی ساده یا بخش ته‌نشینی در حوضهای زلال‌ساز مرکب هدایت می‌گردد. طراحی این حوضها (شکل ۸-۴) به صورتی است که بتوان با بهره‌گیری از سرعت جریان آب یا به وسایل مکانیکی لخته‌های لجن قبلاً تشکیل شده را به صورت معلق و سیال در مسیر آب ورودی نگهداری نمود تا لخته‌های ریزتر و سبکتر لجن در آب ورودی با لخته‌های درشت تر (سوسپانسیون) موجود در حوض برخورد کند و جذب آنها شود و نهایتاً در منطقه ته نشینی در اثر سنگینی ته‌نشین شود که آب زلال شده حاصل این بدیهی است که هر چه درصد حجمی " و یکنواختی غلظت لجن سوسپانسیون موجود در حوض را بتوان بالاتر برد. امکان حذف و ته‌نشین سازی بهتری برای آب منعقد شده ورودی فراهم می‌شود. و فراآیند خواهد بود. راندمان زلال‌سازی افزایش و مواد شیمیایی و انرژی مصرفی و نیاز به تنظیمات مکرر کاهش می‌یابد و شوکهای وارده به حوض بهتر تحمل خواهد شد. روشن است که با تداوم بهره‌برداری از حوض مرتباً لجن و مواد اضافی آب ورودی جذب سوسپانسیون لجن در حوض می‌شود و بر میزان غلظت لجن آن اضافه می‌گردد. نظر به اینکه در طراحی حوضهای زلال‌ساز غلظت لجن برای سوسپانسیون مورد توجه است. باید با بهره‌گیری از سیستمهای مناسب عودت یا تخلیه لجن اضافی. غلظت لجن مطلوب را همواره کنترل و کاهش یا افزایش آن را حبران نمود تا فرآیند ته‌نشینی در حد انتظار صورت پذیرد. نظر به مطالبی که گذشت. حوضهای زلال‌ساز ساده و مرکب را می‌توان در سه گروه زیر تقسیم نمود تا بتوان نکات عمومی ساختمان. بهره‌برداری و نگهداری هر گروه را در یک چهار چوب کلی بیان داشت : الف - حوضهای زلال‌ساز (ته‌نشینی) ساده در طبقه ۱ ته‌نشینی در این زمینه در بند ۳-۱-۴ بخش پیش ته‌نشینی در حد کفایت بحث گردید شکل (۷-۴) ب- حوضهای زلال‌ساز مرکب در طبقه ۲ ته‌نشینی در این گروه د و نمونه حوض مورد بحث قرار می‌گیرد که بیشتر خود یا مشابه آنها در ایران کاربرد داشته‌اند. - حوضهای زلال‌ساز مستقل. شکل (۸-۴) * - حوضهای زلال‌ساز مرکب (اکسیلاتور). شکل (۹-۴) - | ۷۷۵۵ ۵ ۲00۵1۳۵1100 6عل0 |51 - 2 برای تعیین درصدت حجمی لجن سوسپانسیون یا لجن سیال یک نمونه یک لیتری از نقطه مورد نظر سوسپانسیون برداشته و در یک مزور مدرج یک لیتری که در محل تراز و بدون لرزش قرار داده شده است ریخته می‌شود پس از ده دقیقه ته‌نشینی. حاصل تقسیم حجم لجن ته‌نشین شده بر حجم کل (۱۰۰۰۲(۴ نمایشگر درصد حجمی لجن است که در تقسیم‌بندی گروههای چهارگانه مورد نظر است. ۲۴ -------- صفحهٔ بعد -------- چ- حوضهای زلال‌ساز مر کب بهره گیرنده از بستر لجن در این گروه به بحث پیرامون حوض زلال‌ساز از نوع پولساتور پرداخته می‌شود که بیشترین کاربرد را در بین این گروه از حوضهای زلال‌ساز در کشور داشته است. شکلهای (۱۰-۴ و ۱۱-۴) در ادامه پیشرفتهای حاصله در صنعت آب نسل جدیدی از حوضهای زلال‌ساز ابداع گردید که فرایند ته‌نشینی در آنها عملاً جایگزین فرآیند شبیه فرایندهای صاف سازی! و جذب شده است. این حوضهای زلال‌ساز به حوضهای زلال‌ساز با بستر لجن " معروف‌اند که در گروه سه طبقه‌بندی گردیده‌اند شکلهای (۱۰-۴ و ۱۱-۴) در این حوضها آب خام پس از دریافت مواد شیمیایی منعقد کننده. کمک منعقد کننده و مواد ضد عفونی کننده از زیر بستر لجن که با استفاده از سرعت جریان آب یا وسایل مکانیکی بصورت یکنواخت معلق نگهداشته شده است. به طور یکنواخت توزیع می‌شود و به دلیل عبور از میان بستر لجن با غلظت قابل توجه در مقایسه با غلظت سوسپانسیون لجن حوضهای زلال‌ساز مورد اشاره قبل در یک فرآیند شبیه صاف سازی و جذب. آب خام منعفقد شده و تقریباً تمام مواد معلق خود را از دست می‌دهد و آب صاف در سطح حوض زلال‌ساز به صورت یکنواخت جمع‌آوری می‌گردد. یکی از مهمترین نمونه‌های این حوضهای زلال‌ساز پولساتور" است که در ایران نیز مورد استفاده بسیار داشته است. در صفحات آتی به ترتیب به ساختمان و روش کلی بهره‌برداری از نمونه حوضهای زلال‌ساز اشاره شده. پرداخته می‌شود. ۱- لوله ورودی آب خام ۴- جمع کننده دلمه سطحی ۷- پل لجن روب ۵- تخلیه لجن ۳ کانال خروج آب تصفه شده شکل ۷-۴ حوضهای زلال ساز ساده ۲1۵۵1 عول ماد 1۳۵۵ ۲11۳۵110۵ - | ۵ 1۷۵ 1300۲ لاک - 2 5 ۳۵1۵210۳7 -3 ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- سل لش ادا ال ۱ با بل سا 11 ٍ ۳ رس رد و < کت وا ح ۳۴ ۱ ب ۱ ی ۳۹ ۱- لوله ورود آب خام َ 1 ٍ ۲- بهم‌زن سریع (منعقدکننده مکانیکی) :۱5 2 ۱ ۳- بهم‌زن آرام (لخته‌ساز مکانیکی) ۷ ۸ ۶ 91 مس 9۹ ۴- حوض ته‌نشیه ۱ 5 ۶- مخزن نگهداری لجن مازاد ۸- پمپ عودت لجن ۷- تخلیه ۹- لجن روب شکل ۸-۴ حوضهای زلال‌ساز مستقل سا سا بل | اما ۷ ۶ ۰ ۱ : ۹1 ۲۲۱ لته 1 یی / 0 ۱ ۱ !۱ ه ( 7 / ۱ 7 و7 ۱ امک رم مت کی صجج ۱- لوله ورود آب خام ۶- منطقه ثانویه فعل و انفعال ۲- کانال آب ته‌نشین‌شده خروجی ۷- آب ته‌نشین شده خروجی ۳- سیستم محرکه پروانه بهم‌زن دور آرام ۸- برگشت لجن شکل ۹-۴ حوضهای زلال‌ساز مرکب (اکسیلاتور) ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- + ۱ ۵ ان ۲ سک 1 ۳۴| رس سس ٍ هه از ۱- لوله ورود آب خام ۶- پمپ خلاء ۲- کانال آب ته‌نشین‌شده خروجی ۷- سیستم اتوماتیک خلاء‌شکن ٍ ۳- تخلیه لجن اضافی ۸- لوله‌های توزیع یکنواخت آب خام د ۴- صفحات آرام‌ساز ۹- تیفهای تغلیظ لجن ۵- اتاقچه خلاء ۰- ورود مواد شیمیایی شکل ۱۰-۴ حوضهای زلال ساز بهره‌گیرنده از بستر لجن (پولساتور) را 1 ال 1 شکل ۱۱-۴ حوضهای زلال‌ساز بهره‌گیرنده از بستر لجن ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۳-۲-۴ ساختمان و روش کلی بهره‌برداری از حوضهای ته‌نشینی و زلال‌ساز مستقل برای بهره‌برداری از این حوضها (شکل شماتیک ۸-۴) پس از تعیین میزان مواد شیمیایی منعقد کننده و کمک منعققد کننده در آزمایش جارتست که باید مناسب برای ایجاد لخته‌های سنگین و درشت باشد. این مواد به طور معمول در ورودی حوضچه (اولیه) انعقاد تزریق و پس از کنترلها و تنظیمات ضروری سیستم براساس توصیه‌های طراح. آب به حوضچه لخته‌زنی وارد و پس از رسیدن به شرایط مطلوب و لخته‌ها. آب لخته شده سرانجام به صورت کاملاً یکنواخت به حوض ته‌نشینی هدایت می‌شود و در صورتی که سیستم به طور موفق در بهره‌برداری باشد پس از گذشت زمان از پیش تعیین شده. لخته‌ها در طول مسیر خود به تدریج ته‌نشین شده و آب زلال. بسته به طرح حوض از طرف مقابل یا اطراف به طور کاملاً یکنواخت و آرام جمع آوری می‌گردد. در این نوع حوض ته‌نشینی به دلیل غلظت کم سوسپانسیون لجن از برخورد دادن لخته‌ها در حوض ته‌نشینی سود چندانی برده نمی‌شود و تنها در صورت نیاز به تقویت انعقاد و لخته‌زنی در بعضی از طراحیها که سیستم به لحاظ بیولوژیکی با مشکلی روبه‌رو نباشد. می‌توان مقّداری از لجن ته‌نشین شده را به حوضچجه لخته‌زنی عودت داد و سیستم جمع‌آوری و تخلیه لجن می‌یابد به صورتی تنظیم گردد که تجمع و یا تخلیه بیش از حد لجن. اختلالی در سیستم ایجاد ننماید. از نکات مهم عمومی و مشکلاتی که ممکن است در حین بهره برداری روی دهد. می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: - نظر به اینکه کیفیت آب زلال شده خروجی از حوض ته‌نشینی در ارتباط مستقیم با کار مطلوب حوضچه‌های منعمد سازی به ویژه حوضجه لخته‌زنی است. در صورتی که کار این حوضچجه‌ها رضایتبخش باشد و از تغییرات ناگهانی و نامطلوب کمی و کیفی آب. تخلیه و عودت لجن بی‌مورد و ایجاد اختلال در سیستم توزیع و جمع‌آوری آب در حوضچه ته‌نشینی جلوگیری گردد. بازده سیستم در حد انتظار است و مشکل ۰ آب خروجی از حوض ته‌نشینی کدر و دارای لخته‌های ریز است: 0 کمبود مواد شیمیایی ۵ افزایش ناگهانی دبی آب 0 ابا ۷۵۲۶ - | ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵ افزایش ناگهانی آلودگی‌ها به ویژه مواد معلق آلی ۵ اشکال در حوضچه انعقاد به لحاظ عدم اختلاط سریع مطلوب" ۵ اشکال در حوضچه لخته‌زنی به لحاظ عدم اختلاط آرام مطلوب " و تشکیل لخته‌های سنگین و درشت ۰ "اغلظت حجمی نامناسب لجن در حوضچه لخته‌زنی که ممکن است به لحاظ عدم عودت لجن از حوضچه ته‌نشینی باشد (در صورتی که در طراحی پیش‌بین شده باشد) ۵" تخلیه بی مورد لجن از حوضچه لخته‌زنی ۵ کاهش شدید درجه حرارت محیط ۵ تغییرات ]۲۲ یا درجه حرارت در نقاط مختلف حوض ته‌نشینی ۵ "عدم توزیع و جمع‌آوری یکنواخت آب در حوض ته‌نشینی ۵ عدم انجام کلرزنی آب و خاک ۰ اختلال در سیستم لجن روب در این زمینه نظر به شرایط کلی مانند: ویژگیهای آب خام. مواد شیمیایی مورد استفاده . شرایط جوی و نوع بهره‌برداری لازم است که سیستم زلال‌ساز در فواصل مناسبی که از سوی طراحان توصیه می‌شود و در هر حال از یکسال بیشتر نخواهد بود. کاملاً تخلیه شود و با دقت کافی کلیه تاسیسات الکترو مکانیکی آن مانند: به همزنهای دور تند و دور آرام. لجن روب. دریچه‌ها. شیراآلات. لوله و متعلقات مربوط به دقت بازدید شود و مرمت و سرویسهای ضروری بر حسب مورد و با توجه به دفترچه‌های نگهداری هر یک از آنها صورت پذیرد در پرونده‌های فنی آنها ثبت گردد. ۴-۳-۲-۴ ساختمان و روش کلی بهره‌برداری از حوضهای زلال‌ساز مرکب با بهم زن آرام مکانیکی با هیدرولیکی مرکزی در سیر تکامل طراحی حوضهای زلال‌ساز گونه‌های متنوع دیگری از این حوضها ابداع می‌شود که تمام به نحو مناسبی در مسیر عبور آبی که مرحله انعقاد را پشت سر گذارد و ذرات نسبتاً ریز لجن در آن تشکیل شده |- ]|۵5[3 8 2- 5[0۷/ 8 ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ثقلی ذرات درشت و سنگین شده لجن فراهم آمده و آبی زلال با کیفیت خوب بدست آید. مدلهای بسیار متنوع و معروفی از این حوضها تحت نامهای مختلفی از قبیل: - ۸0001810۳۲ 5 - ۲۵۳۳۲10۵ 5 - 021۲0۱۵۵ 5 طراحی و به کار گرفته شده‌اند و گونه‌هایی از آنها در ایران احداث و نیز در دست بهره‌برداری است. بهره‌برداری از این حوضهای زلال‌ساز (شکل شماتیک 4-۴) به دلیل غلظت نسبتاً کم لجن (حدود ۱۰/) عموماً با دشواریهای همراه است و به توجهات و تنظیمات زیادی نیازمند است. لیکن در صورت رعایت دقیق دستورالعملهای بهره‌برداری خصوصاً حفظ غلظت لجن در حد توصیه شده طراح می‌توان آب زلال با کیفیت خوبی از آنها دریافت نمود. در این حالت آب در سطح فوقانی منطقه ته‌نشینی صاف و سطح لجن در زیر آن تا ارتفاع مطلوبی به خوبی مشاهده می‌شود. مشکلات مهم در بهره‌برداری از این حوضهای زلال‌ساز و روشهای برطرف نمودن آنها به طور خلاصه به شرح زیر است: (هر جند هر نوعی از حوضهای زلال‌ساز مرکب ویژگیهای خاص خود را داراست. مراجعه به دستورالعمل بهره‌برداری اصلی توصیه می‌گردد.) * ذرات ریز لجن به سطح آب در منطقه ته‌نشینی آمده‌اند: در این حالت سطح منطقه لجن در بخش ته‌نشینی قابل مشاهده نیست و ذرات ریز لجن به سطح آب منطقه ته‌نشینی آمده و آب خروجی از حوض کدر است. - مقدار مواد شیمیایی کم است. "باید با توجه به نتایج جارتست و ضریب چسبندگی لجن مجدداً تنظیم گردد. "011 تنظیم نیست "باید با توجه به نتایج جارتست تنظیم گردد." - در صورت مجهز بودن حوض به. به همزن قابل تنظیم دور رام دور به همزن بیش از حد است. "دور به تدریج و هر بار حداکثر دور در دقیقه کاهش داده شود و سپس باید حدود یک ساعت تامل گردد تا غلظت لجن در منطقه لخته‌زنی کمتر از حد لازم است. "این امر بیشتر به دلیل تخلیه بی‌مورد لجن. کمبود مواد شیمیایی و در بعضی از طرحها عدم عودت لجن اضافی است که به همراه کنترل عوامل مختلف باید مورد توجه قرار گیرد." (برای تعیین غلظت حجمی لجن از محلهای توصیه شده در طراحی. نمونه‌هایی یک لیتری بر می‌دارند و آنها را در مزور پایه بلند مدرج یک لیتری که در محل صاف و بدون لرزشی قرار دارد می‌ریزند و پس از ۱۰ دقیقه می‌توان از حجم لجن ته‌نشین شده نسبت به حجم کل. درصد حجمی لجن را محاسبه کرد.) ۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- -‏ تخلیه لجن بیش از حد و بی‌مورد به عمل آمده "باید برای مدتی از تخلیه لجن خودداری و میزان مواد شیمیایی را در حد مناسبی افزایش داد و کل لجن حاصل شده به قسمت بهم زنی آرام عودت گردد. در صورت لزوم موقتاً دبی آب خام را تا حد مناسبی کاهش داد."" - درجه حرارت محیط به شدت کاهش می‌یابد. "در این حالت به لحاظ افزایش ویسکوزیته آب ته نشینی ذرات لجن دشوار می‌شود و لازم است با استفاده از مواد شیمیایی مناسب به وزن ذرات لحن افزوده گردد و مقدار آب خام در حد مناسب کاهش داده شود."" - درجه حرارت و |ام در نقاط مختلف حوض متفاوت است و بدین لحاظ جریانهای گردابی ایجاد شده و ذرات لجن به سطح می‌آیند. "در این حالت باید عوامل مزاحم را برطرف نمود." دبی آب خام افزایش ناگهانی و یا بیش از حد یافته است " در این حالت باید دبی تنظیم شود و در صورت نیاز به افزایش مجدد دبی. این امر به تدریج و همراه با تنظیمات ضروری صورت پذیرد." - کلرزنی آب خام قطع. مواد آلی اکسید شده است و با اختلال در امر انعقاد و لخته‌زنی مشکل را سبب شده‌اند. "در این حالت باید از سیستم کلرزنی رفع نقص و مجدداً در بهره‌برداری قرار گیرد. "" - مشکلات بیوشیمیایی حادث گردیده است. نظر به شرایط اقلیمی کشور در مواردی به لحاظ رشد و تکثیر گونه‌هایی از میکرو ارگانیسم‌ها در حوض زلال‌ساز و به خاطر آنزیمهای مترشحه آنها انعقاد و لخته‌زنی مختل "در این حالت توصیه می‌شود حوض تخلیه و پس از شستن مجدداً در بهره‌پرداری قرار گیرد. " * سطح لجن در منطقه ته‌نشینی پایین‌تر از حد طراحی است و لجن سنگین و غلیظتر از حد عادی به نظر می‌رسد. هر چند در این حالت آب خروجی از حوض معمولاً زلال است. لیکن بهره‌برداری بهینه نیست و برای رفع این مشکل توجه به نکات مشروحه زیر ضروری است: ۵ ممقّدار مواد شیمیایی مصرفی بیشتر از حد نیاز است و بهره‌برداری اقتصادی نیست. ""تزریق مواد شیمیایی با توجه به نتایج جارتست و ضریب چسبندگی لجن تنظیم شود. " ۵ غلظت لجن بیشتر از حد است. "با نمونه‌برداری و آزمایشهای لازم موضوع بررسی و غلظت آن در حد مناسب تنظیم گردد. "! ۵ در صورت محهز بودن حوض بهم زد دور آرام قابل تنظیم دور آن کمتر از حد لازم است. "دور به تدریج و هر بار حداکثر دور در دقیقه افزایش داده شود و سپس حدود یک ساعت تأمل کرده تا نتیجه مشخص شود. "! ۵ دبی آب ورودی کاهش زیادی یافته لیکن در تنظیمات حوض بطور مناسب تغییری داده نشده است تنظیمات جدید و متناسب به عمل آید. 0 تخلیه لحن بیشتر از حد به عمل آمده و لحن باقیمانده درحوض به طور مناسب معلق نگردیده است. ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- "تنظیمات ضروری بر حسب ساختمان و طراحی حوض مانند: افزایش دور بهم زدن دور آرام و یا افزایش مقّدار اب ورودی به عمل اید و در صورت نیاز تخلیه لجن برای مدتی مناسب قطع گردد و ضریب چسبندگی لجن و میزان مواد شیمیایی تزریقی مورد توجه و رسیدگی قرار گیرد. " * حوض ته‌نشینی در وضعیت نسبتا خوبی است و آب خروجی دارای کیفیت مطلوب است؛ لیکن سطح لجن در منطقه ته‌نشینی بالاتر از حد پیش‌بینی شده است و ذرات درشت لجن در منطقه آب صاف مشاهده می گردد. - تخلیه لجن در حد لازم صورت نگرفته و لجن حاصله در حوض انباشته شده است و قیفهای تغلیظ لجن پر شده‌اند (باید لجن اضافی را تا حد لازم و با توجه به غلظت حجمی لجن حوض تخلیه نمود و در حوضهایی که می‌توان لجن را از منطقه ته‌نشینی به منطقفه لخته‌زنی عودت داد. به طور موقت و تا برقراری شرایط عادی از این کار خودداری کرد.) - مقدار غلظت و ضریب جسبندگی لحن کنترل گردد (در صورت نیاز به تنظیمات لازم در این زمینه اقدام شود). - در حوضهای مجهز به بهم‌زن آرام با دور قابل تنظیم. دور بهم زن کمی بیشتر از حد مطلوب است (تنظیم مجدد صورت پذیرد.) پذیرد.) ضمناً در این گونه حوضهای زلال‌ساز استفاده از شیر تخلیه اصلی و مرکزی حوض برای تخلیه لجن اضافه مجاز نیست و جنانجه تنظیمات حوض در حد مطلوب باشد. لجن به طور مناسب معلق شده و اضافه آن به قیفهای جمع‌آوری تغلیظ کننده لجن سرازیر می‌شود و تنها از این تغلیظ کننده باید لجن اضافی روش توصیه شده برای تخلیه لجن از قیفهای تغلیظ کننده آن است که وقتی قیف کاملاً پر شد. شیر تخلیه باز شود و لجن در حدی تخلیه شود که سطح لجن داخل قیف از لبه فوقانی آن در حد ۳۰ تا ۵۰ سانتیمتر پایین جلوگیری می‌نماید. ۱-۴-۳-۲-۴‏ توقف کوتاه مدت و راه‌اندازی مجدد حوض (پس از ۲۴ تا حداکتر ۴۸ ساعت) اساسا چون حوضهای زلال‌ساز در مقابل توقف کوتاه مدت و راه‌اندازی مجدد چندان مطلوب عمل نمی‌کنند و این کار خالی از زحمت نیست و به توجه و تنظیمات دقیق نیازمند است و نظر به ظرافت این امر و آنکه برنامه‌ریزی حزء به حزء عملیات در ارتباط مستفیم با مسائل طراحی حوض است. روش عمومی دقیمّی را ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- نمی‌توان ارائه نمود و توصیه می‌شود که براساس دستورالعمل کارخانه سازنده رفتار شود. لیکن رعایت مواد زیر می‌تواند مفید واقع گردد. - شیر آب ورودی بسته شود. - شیرهای تخلیه بسته شوند. - در صورت وجود راه ارتباطی بین قسمت ته‌نشینی و قسمت لخته‌زنی حوض این راه باز شود. - در صورت وجود سیستم بهم زدد دور آرام با دور قابل تنظیم. دور بهم زن به تدریج به حداکثر خود رسانده شود و پس از حدود ۱۰ دقیقه به حداقل دور کاهش داده شده و سپس خاموش شود. در صورت عدم رعایت دستورات دقیق توقف کوتاه مدت. راه‌اندازی مجدد حوض با دشواری‌هایی روبه‌رو ۲-۴-۳-۲-۴ راه‌اندازی مجدد پس از توقف کوتاه مدت (۲۴ تا ۴۸ ساعت) - در حوضهای مجهز به سیستم بهمزن دور آرام قابل تنظیم. سیستم راه‌اندازی و دور آن به آرامی به حداکثر ممکن افزایش داده شود. پس از گذشت حدود ۱۰ دقیقه دور به تدریج و هر بار حداکثر در حدود دور در دقیقه (۲.0. 1) کاهش داده شود تا دور مطلوب حاصل شود و ذرات لجن مجدداً شکل گیرد و لجن معلق با وضعیت مناسب برای مشاهده نتایج تنظیمات جدید هر بار حداقل به یک ساعت وقت نیاز است. - برای اطمینان از تشکیل یکنواخت لجن با غلظت ححمی مناسب در منطقه لخته‌زنی. نمونه‌گیری و آزمایش های لحن مورد نیاز همان طوری که در مباحث قبلی توضیح داده شد. صورت گیرد و تنظیمات ضروری براساس نتایج حاصله به عمل آید. - پس از رضایتبخش شدن کامل وضعیت حوض. کار برای ده دقیفه به همان صورت ادامه یاید. - شیر آب خام به آرامی و حداکثر ظرفیت کامل باز و همزمان تزریق مواد شیمیایی براساس میزان مورد نیاز (برای تشکیل لخته‌های عالی در جارتست) از سر گرفته شود. - در طول ساعتهای بعد و رضایت از کار حوض می‌توان مقدار آب ورودی را به تدریج و آرامی افزایش داد. - پس از رسیدن به ظرفیت کامل و رضایت از کار حوض می‌توان مقدار مواد شیمیایی تزریقی را به تدریج به حد مورد نیاز تا تشکیل لخته‌های خوب در جارتست کاهش داد. - در ادامه بهره‌برداری و افزایش خم لجن در حوض باید راههای ارتباطی برگشت لجن اضافی از منطقه ته‌نشینی به منطقه لخته‌زنی را بست و برای تخلیه لجن اضافی اقدام کرد. در این حالت حوض در شرایط عادی کار قراردارد و باید برابر دستورالعملهای مربوط به بهره‌برداری اقدام -------- صفحهٔ بعد -------- یادآوری : همان طوری که اشاره شد. نظر به طراحی خاص این گونه حوضها و غلظت نسبتاً کم لجن در آنها هر چند که در مقایسه با حوضهای ته نشینی مستقل از بازده بهتری برخوردارند. لیکن در مفایسه به حوضهای زلال‌ساز مدرنتر از ۰ اس ه اس ۱ اس .۰ ۰ ۰ 9 ۰ ۰.۰ 7 نوع بستر لجن (فیلتر لجن) امتیاز زیادی ندارند و به ویژه موارد زیر باید مورد نظر باشد: بهره‌برداری پر زحمت و ناپایدار حساسیت در مقابل شوکهای وارد شده و تغییرات شرایط بهره‌برداری - مصرف نسبتاً زیاد مواد شیمیایی و در مواردی نیاز به کمک منعقّد کننده - سرعت زلال‌سازی نسبتاً کمتر در مقایسه با حوضهای زلال‌ساز از نوع لایه لجن گونه‌هایی از حوضهای مورد بحث احتمال دارد برای سبک‌سازی آب به وسیله آهک نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ مانند: اکسیلاتورها ۳-۴-۳-۲-۴‏ نگهداری, سرویس و تعمیرات نظر به طراحی و ویژگیهای خاص هر یک از این حوضها. ارایه دستورالعمل واحدی برای نگهداری و تعمیرات همه آنها میسر نیست و توصیه می‌گردد که براساس دستورالعملهای شرکت سازنده و طراح عمل گردد. با این حال رعایت موارد عمومی و کلی زیر ممکن است مفید باشد: - بهتر است که این حوضها با توجه به شرایط اقلیمی و کیفیت آب خام در فواصل زمانی مناسب ترجیحاً (فصلی با شش ماهه) تخلیه شده و به طور کامل شسته شوند. - مرمت‌های ساختمانی مورد نیاز صورت پذیرد. - سیستمهای برقی و مکانیکی حوض مانند: شیر آب خام. شیرهای تخلیه لجن. سیستم بهم‌زن دور آرام. دریچه‌ها. لوله‌ها و متعلقات مربوط به طور دقیق مورد بازدید قرار گیرد و سرویس و تعمیرات لازم براساس دستو رالعملهای نگهداری و تعمیرات مربوط صورت گیرد و نتایج در پرونده فنی تاسیسات ثبت گردد. - در حوضهای ته‌نشینی مجهز به لجن روب با تیغه لاستیکی فشرده توجه خاص به سلامت این تیغه ها که در 1۵۵) 1۷00 امد[ ععلا5 - | ۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۳-۲-۴ ساختمان و روش کلی بهره‌برداری از حوضهای زلال‌ساز از نوع بستر لجن ۱ (فیلتر لجن) این حوضهای زلال‌ساز (شکلهای شماتیک ۱۰-۴ و ۱۱-۴) که در ادامه پیشرفتهای تکنولوژی تصفیه آب طراحی گردیده‌اند. دارای گونه‌های متنوعی به لحاظ طرح و مکانیسم هستند و می‌توانند با غلظتهای بیشتر لحن در مقایسه با دیگر حوضهای زلال‌ساز مورد بهره‌برداری قرار گیرند و بسته به غلظت بستر لجن و یکنواختی آن از راندمانهای بیشتری در حذف مواد معلق در مقایسه با دیگر حوضهای زلال‌ساز برخور دارند. این حوضها در مقابل شوکهای وارد شده بسیار پایدارند و نیازمند تنظیمات و مراقبتهای زیادی نیستند و مصارف مواد شیمیایی مورد نیاز آنها می‌تواند در حد تشکیل لخته‌های متوسط در آزمایش جارتست انتخاب گردد و در صورت بهره‌برداری صحیح آب خروجی از آنها دارای کیفیت بسیار خوبی برای مرحله صاف‌سازی است و بدین لحاظ صافیها در شرایط مطلوب و مناسبی قرار می‌گیرند و از فرسایش زودرس تاسیسات شستشو صافی و مصارف انرژی بی‌مورد جلوگیری می‌شود. از این حوضهای زلال‌ساز انواع متنوعی طراحی گردیده که هم اکنون در بسیاری از نقاط دنیا در دست از این گروه می‌توان برای مثال به این انواع زیر اشاره نمود: 5 ۳1۹۵10۲ - 5 ۳1۹۵10۲ 5067 - 5 ۳1۹۵10۲ 106 ۳1۵160 - ۶5 0110 ۳1۵1 - نظر به اینکه این نشریه جنبه تبلیغاتی ندارد. لذا از بحث پیرامون نوع خاصی از حوضهای زلال‌ساز یاد شده خودداری می‌کند. توصیه می‌گردد که برای آشنایی با نکات و ویژگیهای اختصاصی هر یک از حوضهای زلال‌ساز به دفترچه راهنمای بهره‌برداری و نگهداری آنها مراجعه و دستورهای پیشنهادی به کار بسته شود. لیکن توضیحات کلی در مورد مکانیسم و روشهای کلی بهره‌برداری و نگهداری آنها ذیلا شرح داده می‌شود: 5 ۷06 1۵0۵1 ععلما5 - | ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- * ساختمان و روش کلی بهره‌برداری از حوضهای ته‌نشینی و زلال‌ساز مر کب بهره گیرنده از بستر لجن ساختمان این حوضها عموماً با مقطع مربع - مستطیل است و در طراحی سعی گردیده که آب خام پس از افزودن مواد شیمیایی لازم و طی مرحله انعفاد (بهم‌زنی سریع) به حوض هدایت شود و به صورت یکنواخت در کف منطقه ته‌نشینی حوض . توزیع و در امتداد قائم به طرف سطح آب در حوض هدایت شود. در این مرحله بسته به نوع طراحی ضربات هیدرولیکی متناوب وارد شده بر آب و یا سرعت عبور آب از دهانه‌های پیش‌بینی شده. سبب می‌گردد که ذرات ریز لجن اولیه تشکیل شده در عمق حوض به یکدیگر برخورد داده شود و در کف حوض رفته رفته لجن نسبتاً متراکمی با غلظت قابل توجه فراهم آید که برای توفیق در بهره‌برداری مطلوب باید با مکانیسمهای یاد شده این لجن در تمام سطح منطقه ته‌نشینی و در مقابل جریان رو به بالای آب به صورت لایه یکنواخت و با غلظت حجمی مطلوب گسترده شود و سعی بر آن باشد که لایه‌ای از لجن با ارتفاعی حدود ۳ متر (که در واقع فیلتری از لجن است) در مسیر آب خام منعقد شده قرار گیرد تا ذرات ریز لجن جذب این فیلتر شود و آب عبور کرده از آن که زلال شده است در سطح حوض به طور یکنواخت جمع‌آوری گردد. در این حوضها برای جمع‌آوری و دفن لجن اضافی و کنترل ارتفاع بستر لجن. معمولاً از قیفهای تغلیظ لجن بهره‌گیری می‌شود که لبه فوقانی این قیفها در ارتفاعی قرار دارد که حداکثر ارتفاع بستر لجن هم است. بنابراین در صورت افزایش حجم لجن بستر و انبساط بستر لجن. مقدار لجن اضافی به داخل قیفهای جمع‌آوری و تغلیظ لجن سرازیر می‌شود و بعد از پر شدن قیف به طول معمول تا ۵۰ سانتیمتر از لجن متراکم تخلیه می‌شود تا لجن مجدداً فرصت تغلیظ را تا حد مطلوب داشته باشد و نتیجتاً حتی‌المقدور از اتلاف آب جلوگیری شود. به طوری که یادآور شد. رمز موفقیت در بهره‌برداری از این حوضها ایجاد بستر لجن کاملاً یکنواخت و با غلظت پیشنهادی طراح در کف آن است و همچنانکه اشاره شد. برای دستیابی به این منظور امکاناتی فراهم گردیده که با بهره‌گیری از وسایل مکانیکی. تغییر سرعت جریان و یا ایجاد ضربه‌های هیدرولیکی به بستر لجن این امر میسر گردد. به طور کلی برای اطمینان از یکنواختی بستر لجن در تمام سطح و ارتفاع لایه لجن باید با نمونه‌برداری یک لیتر لجن از ارتفاع و نقاط مختلف بستر که از پیش تعیین شده است و ریختن آن در یک استوانه مدرج پایه بلند. غلظت نمونه‌های لجن را بعد از ده دقیقه ته‌نشینی اندازه‌گیری و با یکدیگر مقایسه نمود. ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- * اختلالات و مشکلات بهره‌برداری تغییرات غلظت در نقاط مختلف سطح بستر نمایشگر عدم توزیع صحیح آب خام ورودی است که منجر به کدر شدن آب در نقاطی از سطح حوض می‌گردد که سرعت جریان بالاتر است و غالباً براثر ورود مواد اضافی و بسته شدن قسمتی از سیستم توزیع آب خام در کف حوض پیش می‌آید و باید با سرویسهای لازم برطرف گردد. مشاهده غلظتهای بسیار متفاوت در نمونه‌های لجن برداشتی از ارتفاعات مختلف بستر لجن که معمولاً از نقاط زیر پرداشت می‌شود. بیانگر آن است که سیستم یکنواخت کننده بستر لجن به خوبی تنظیم نگردیده است. - حدود یک متری کف حوض روی سیستم توزیع آب خام - حدود دو متری کف حوض به طور کلی غلظت لجن زیاد در کف حوض دال بر ضعیف بودن جریان رو به بالا و ضربات هیدرولیکی وارد شده بر بستر لجن است و سبب انقباض بستر لجن و کاهش ارتفاع آن می‌گردد و نهایتاً نزول کیفیت آب خروجی را در پی دارد در حالت عکس نیز قدرت بیش از حد ضربات هیدرولیکی وارد شده بر بستر لحن و با سرعت بیش از حد جریان آب توزیعی در کف سبب پارگی بستر لجن و انبساط زیاده از حد آن می‌گردد که در پی آن ذرات ریز لجن از بستر فرار می‌کند و در منطقه صاف ظاهر می‌شوند. این امر کدر شدن آب خروجی را سیب می‌شود و فشار بی‌موردی به سیستم صافیها وارد می‌نماید. به طوری که اشاره شد. این حوضهای زلال‌ساز چنانچه به طول صحیح در بهره‌برداری قرار گیرند. در مقابل تغییرات نامطلوب شرایط بهره‌برداری زیر بسیار مفاوم‌اند: - افزایش ناگهانی دبی - قطع کوتاه مدت برق - قطع کوتاه مدت مواد شیمیایی - تغییرات درجه حرارت آب تغییرات 011 آب - تغییرات کیفی آب به ویژه افزایش بار مواد معلق در حدود پیش‌بینی شده در طراحی - اشتباه در تخلیه لجن - کوتاهی در تنظیمات به موقع و معمولی بستر لجن ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵-۳-۴ روش کلی راه‌اندازی ضمن آنکه برای راه‌اندازی این حوضها مطالعه و به کاربندی دستورالعمل طراح ضروری است. لیکن رعایت موارد عمومی زیر توصیه می گردد: - بازدید کامل از حوض و تاسیسات آن و کسب اطمینان از سلامت سیستم - بستن شیرهای تخلیه - باز کردن شیر آب خام حداکثر برای َ ظرفیت اسمی حوض -‏ تزریق مواد شیمیایی مورد نیاز در حد تشکیل ذرات بسیار خوب لجن در آزمایش جارتست به طور همزمان با باز کردن شیر آب خام - به حداقل رساندن ضربات هیدرولیکی وارد شده بر لجنی که در حال شکل گرفتن در حوض است. - باز کردن راههای خروج آب زلال شده پس از رسیدن سطح آب حوض به کانالهای جمع آوری‌سطحی 5 نمونه‌برداری از لجن تشکیل شده در کف و تنظیمات به موقع و مورد نیاز به صورتی که به شکل‌گیری هر چه سریعتر و مطلوبتر بستر لجن کمک نماید. - افزایش میزان آب خام ورودی متناسب با روند شکل‌گیری بستر لجن و تنظیمات بعدی سیستم به طور - بهره‌برداری کامل پس از ایجاد بستر لجن با کمیت و کیفیت مطلوب و انجام دادن تنظیمات نهایی سیستم یکنواخت‌ساز بستر لجن - کاهش مواد شیمیایی مصرفی با توجه به مسائل فنی - اقتصادی و بهداشتی - راه‌اندازی سیستم تخلیه لجن اضافی - کنترل کیفی آب زلال شده ۲-۵-۲-۲-۴ متوقف ساختن حوض زلال‌ساز در کوتاه مدت نظر به اینکه در طرحهای مختلف روشهای یکنواختی در این مورد قابل اعمال نیست. بهتر است به توصیه‌های طراح عمل گردد؛ لیکن به صورت عمومی توجه به موارد زیر ضروری است: - شیر آب خام بسته شود. - دریچه‌های خروجی آب زلال بسته شود. - تزریق مواد شیمیایی قطع گردد. - شیرهای تخلیه لجن بسته شود (چنانچه سیستم الکتریکی است خاموش گردد). - در حوضهایی که مجهز به توربین و یا سیستم ضربانگر هستند. بهتر است که این سیستمها با تنظیم مناسب به کار ادامه دهند تا لجن نسبتاً غلیظ در حوض ته‌نشین نشود و سبب گرفتگی مجاری عبور آب در کف حوض نگردد. ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۵-۳-۲-۴ راه‌اندازی پس از توقف کوتاه مدت در این مورد نیز توصیه‌های عمومی زیر می‌تواند مفید وافع شود: - باز کردن دریچه‌های خروجی آب زلال - باز کردن تدریجی شیر آب خام و همزمان از سرگیری تزریق مواد شیمیایی در حد تولید لجن بسیار خوب در جارتست - افزایش دبی آب خام ورودی متناسب با بهبود کیفیت بستر لجن - تنظیمات جدید سیستم متناسب با پیشرفت کار بهره‌برداری و کاهش مواد شیمیایی در حد لازم - راه‌اندازی سیستم تخلیه پس از برقراری وضعیت عادی ۴-۵-۳-۴ متوقف ساختن حوض زلال‌ساز برای شستن و سرویس و تعمیرات توصیه‌های کلی: - بستن شیر آب خام و قطع همزمان تزریق مواد شیمیایی - بستن دریچه‌های خروجی آب زلال شده - متوقف کردن سیستم ضربانگر - باز کردن شیرهای تخلیه قیفهای تغلیظ لجن - باز کردن شیرهای تخلیه اصلی در کف حوض - بعد از پایین رفتن سطح آب داخل حوض تا سطح بستر لجن و به دلیل آنکه مقدار لجن حوض بسیار زیاد و سنگین است. برای جلوگیری از ایجاد خساراتی به صفحات آرام کننده در کف حوض. لازم است که شیرهای اصلی تخلیه در حدی باز شوند که همواره لجن به صورت شناور باشد و به تدریج که سطح آب ورودی صفحات مذکور پایین می‌رود. لجن نشسته روی این صفحات شسته شود. - بازدید کامل از تاسیسات برق و مکانیک داخلی حوض و مجاری عبور آب و سرویس تاسیسات به منظور آماده‌سازی حوض برای بهره‌برداری مجدد و در صورت نیاز پاکسازی خزه‌های جایگزین شده بر روی قسمتهای فوقانی دیواره‌های حوض. ۶-۳-۲-۴ کلیات در مورد مکانیزم و بهره‌برداری از حوضهای ته نشینی زلال‌ساز مجهز به صفحات مورب اگر وضعیت سقوط و ته‌نشینی یک لخته لجن را در دو لوله آزمایش متشابه که یکی عمودی و دیگر تحت زاویه ۰ درجه به طول مایل قرار داده شده است بررسی کنیم. ملاحظه می‌گردد که ته‌نشین لخته لجن در لوله آزمایشی که به طور مورب و تحت زاویه ۶۰ درجه قرار گرفته سریعتر است این عمدتاً به لحاظ آن است که در ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- مسیر طولانی سقوط لخته در لوله قائم. لخته با نیروهای مخالفی که از آب در هنگام جابه‌جایی بر آن وارد می‌شود روبه‌روست: لیکن ذره‌ای که در لوله مورب ته‌نشین می‌شود. مسیر کوتاهی را طی می‌کند و بعد از زمان کمی به دیواره شیبدار می‌رسد و نیروهای باز دارنده وارد شده بر آن در مقایسه بسیار محدودتر است. در عمل از این خاصیت در حوضهای ته‌نشینی مستقل یا مرکب بهره‌گیری شده است و حوضهای ته‌نشینی نسبتاً جدیدتری طراحی گردیده‌اند (شکل شماتیک ۱۱-۴) که روی منطقه ته‌نشینی آنها صفحات مورب تحت زاویه ۶۰ درجه تعبیه گردیده و بدین تدبیر حوضهای ته‌نشینی مذکور بار سطحی بسیار بیشتری را به خوبی تحمل می‌کند و به لحاظ نگهداری لجن غلیظتر بازده بهتری را ایجاد می‌نماید. به دلیل آنکه این صفحات را تقریباً روی اغلب حوضهای ته‌نشینی بخصوص حوضهایی با مقطع مربع و مستطیل می‌توان نصب کرد. اصول کلی بهره‌برداری و نگهداری این حوضها نیز مشابه انچه که گذشت خواهد بود. لیکن ضمن تاکید به توجه بر دستورالعملهای اختصاصی طراح و سازنده باید یادآور شد که به دلیل وجود این صفحات کنترل چشمی عمق حوض ته‌نشینی میسر نیست و باید نمونه‌گیری از سوسپانسیون یا بستر لجن زیر صفحات مورب و تنظیم غلظت و یکنواختی لجن مورد توجه زیادی باشد؛ در غیر این صورت بی‌توجهی به این مهم می‌تواند منجر به افزایش غلظت لجن به صورتی گردد که حوض غیر قابل بهره‌برداری و نیازمند تخلیه و شستشوی کامل گردد که باز هم به لحاظ وجود صفحات مورب با دشواری بیشتری. نسبت به حوضهای زلال‌ساز معمولی روبه‌روست . ۴-۲-۴ صاف سازی همانطور که در بخش زلال‌سازی ذکر شد. آبهای سطحی. به ویژه آبهای رودخانه در مواقع سیلابی دارای مقادیر متغیری از املاح محلول و مواد معلق نظیر گل و لای و مواد کلوییدی است. میزان مواد مزبور و کیفیت و درشتی ذرات و نیز سرعت ته‌نشینی طبیعی و جدا شدن آنها از آب. ایجاد می‌نماید که عملیات پیش تصفیه و زلال‌سازی در مورد آب دریافتی از منابع مزبور به مورد اجرا گذارده شود که مراتب طی مطالعات فاز اول و فاز دوم طراحی تاسیسات تصفیه‌خانه مشخص شده است. در هر حال بعد از اقدام به زلال‌سازی به کار گرفتن صافی به منظور حذف آخرین بقایای مواد معلق همراه آب ضرورت پیدا می‌کند. نوع و تعداد صافیهای مورد نیاز که برای به دست آوردن آب با کیفیت مطلوب در طرح پیش بینی شده. در مطالعات فاز اول و دوم بررسی می‌شود تا منطبق بر مشخصات استاندارد طراحی شده باشد. انواع صافیهای مورد استفاده در صاف‌سازی آب آشامیدنی به شرح زیر است: الف - صافیهای تند با جریان ثقلی ج- صافیهای کند د- صافیهای ویژه (میکروفیلترها "- اولترافیلترها "- فیلترهای سرامیکی - فیلترهای دیاتوم) 5 ۹/1100 - | 0 7[۱۲۸] - 2 ۴ -------- صفحهٔ بعد -------- در طراحی صافیهای یک تصفیه خانه. همواره تعداد یک یا دو واحد صافی زیاده بر آنچه که ظرفیت تصفیه‌خانه ایجاد می‌نماید در نظر می‌گیرند تا در مواردی که یک واحد صافی در حال شستشو است. یا به عللی خارج از سرویس است. صاف‌سازی با مشکلی روبه‌رو نگردد و ظرفیت تصفیه خانه کاهش نیابد. ۱-۴-۲-۴ بهره‌برداری و نگهداری صافیهای تند با جریان نقلی" در صافیهای تند باز (ثقلی). آب از االایه صاف کننده" تحت تاثیر نیروی گرانش عبور می‌کند. آبی که در صافی وارد می‌شود "آب ورودی" و آبی که بعد از "صاف‌سازی" از صافی خارج می‌شود «آب صاف» و عمل اجرا شده برای تبدیل آب ورودی به آب صاف را "صاف‌سازی" می‌نامند و در هر مورد که «آب تصفیه شده» ذکر شود. منظور آب صاف سازی شده است که عملیات سالم سازی نیز در آن اجرا شده باشد. لایه صاف کننده در این نوع صافیها باید ماسه مقاوم در مقابل اسید و فرسایش باشد و دارای دانه‌بندی و با اندازه موثر" و ضریب یکنواختی مناسبی " باشد. لایه صاف کننده ممکن است یک لایه با دانه‌بندی یکنواخت و یا متشکل از چند لایه با دانه‌بندیهای متفاوت باشد. در هر حال یک لایه شن با دانه‌بندی و ارتفاع متناسب با لایه صاف کننده در کف صافی و روی سطح نازلها ریخته می‌شود تا حتی‌المقدور از فرار ماسه همراه آب به زیر صافی جلوگیری شود. ۱-۱۴-۲۴ ساختمان صافیهای تند و متعلقات آن صافی تند. حوضچه‌ای است با کف کاذب که روی این کف نازلها نصب می‌شود و لایه ماسه را نگهداری می‌کند. صافیهای تند به صورت تک واحدی یا زوج طراحی می‌گردند. این صافیها معمولاً دارای شیرهای خروج آب صاف. ورود آب شستشو. ورود هوای فشرده و شیر تخلیه صافی و شیر یا دریچه‌های آب ورودی به صافی اند تا در شرایط بهره‌برداری صافی بتوانند سطح آب را در تراز نسبتاً ثابتی نگهداری و در نتیجه بده ثابتی را نیز فراهم آورند (شکل ۱۲-۴) در صافیهایی که سطح آزاد آب بالای لایه صاف کننده نزدیک به دو مترایا بیشتر از دو متر باشد. صافی به نحوی طراحی می‌شود که از اتلاف آب موجود در صافی. قبل از عمل شستشو. جلوگیری شود. در صافیهای طرح قدیمی دیوارهای دو طرف در طول صافی با استفاده از یک مکانیسم ساده تا حدی که موقع شستشوی صافی فقط ۴۰ تا ۵۰ سانتیمتر آب روی لایه ماسه باقی بماند. کنار می‌رفت که ممّدار قابل توجهی از آب صاف شدنی تلف می‌شد. در طرحهای جدید شیر آب صاف بعد از بسته شدن شیر ورودی آب به صافی باز نگهداشته می‌شود تا سطح آزاد آب تا تراز نزدیک به ۴۰ تا ۵۰ سانتیمتر بالای لایه صاف کننده فروکش کند و در این تراز کانالی ۵ 5۵۵ 1۵1۵ 0000 - | (5) 5170 ۸10۷۵ - 2 (ل1)) 11110111۷ 0۲ 001110101 - 3 ۴۱ -------- صفحهٔ بعد -------- در طول صافی وجود دارد که آب شستشوی صافی را به خارج هدایت می‌کند. در طرح صافیهای تند با نیروی ثقلی علاوه بر تجهیزات فوق دستگاههایی نظیر: "انشاندهنده بده خروجی آب صاف" که ممکن است دارای دستگاه ثبات نیز باشد و نمایشگر میزان ""اتلاف فشار"" که در اثر نفوذ و به دام افتادن مواد معلق در لایه صافی و مسدود شدن تدریجی منافذ بین دانه‌ها پیش می‌آید. منظور گردیده است. امکان طراحی اتومکانیک به تبعیت از فرمان الکتریکی و الکترونیکی نیز وجود دارد مجموعه کلیدهای فرمان صافی نیز ممکن است در یک "امیز فرمان"" و یا در یک تابلو برای گروه صافیها نصب شده باشد. ۱- دریچه یکطرفه ورود آب خام ۲- سیستم کنترل برای نگهداری حداقل ارتفاع لازم آب روی بستر ۳- نمایشگر افت فشار ۴- سیفون کنترل ۵- حوضچه آب فیلتر شده خروجی ۶- محفظه فلوتور شیر کنترل هوا ۷- دهانه خروجی آب فیلتر شده ۸- کانال آب صاف شده ۹ کانال آب زلال شده ورودی صافی ۴۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۱-۴-۴ تنظیم صافیها از نظر روش تنظیم. صافیهای ثملی به سه گروه تقسیم می‌شوند: الف - صافیهای با بده ثابت و ارتفاع آب متغیر ب - صافیهای با بده و ارتفاع ثابت ج- صافیهای با بده و ارتفاع متغیر الف - صافی با بده ثابت و ارتفاع متغیر ارتفاع سطح آب در این نوع صافی متغیر و بده آن تقریباً ثابت است (شکل ۱۳-۴) وقتی که صافی تمیز است. سطح آب داخل صافی درست روی سطح ماسه را می‌پوشاند و هم سطح شترگلوی (سیفون) آب تصفیه شده است. به تدریج که لایه صافی گرفته می‌شود. سطح آب داخل صافی بالا می‌آید (فشار لازم برای تامین بده ثابت خواهد گردید. به طور کلی حدود تغییرات سطح آب بین ۵ تا ۲ متر که بستگی به دانه‌بندی ماسه دارد در نظر گرفته می‌شود. امروزه به ندرت از این نوع صافیها استفاده می‌شود. ۸ 8- کانال تخلیه لحن | سک کت (آب لجن حاصل از شستشوی صافی) چگ اس هه آب در داخل این لوله و سطح صافی سافی) بقل ۲ ۳ نمایشگر افت فشار در داخل صافی است. روا 9 - سطح آب روی صافی (به تدریج که صافی کثیف می‌شود. بالا می‌آید.) 1- حداکثر محاز افت فشار ۴۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ب- صافیهای با بده و ارتفاع ثابت دارای بده تقریباً ثابتی است که بستگی به بده کلی تصفیه خانه دارد و به تعداد صافیهای در حال کار تقسیم می‌شود آب تصفیه شده خروجی در حدود ۲ تا ۳ متر پایین‌تر از سطح صافی جمع‌آوری می‌شود. به منظور ثابت نگهداشتن ارتفاع آب در روی صافی (خالی نشدن یا زیاد پر نشدن صافی) هر صافی مجهز به یک سیستم تنظیم کننده است که می‌تواند در زمانی که صافی تمیز است. افت فشار مصنوعی نسبتاً زیاد ایحاد نماید و به تدریج که صافی کثیف می‌شود. این فشار (که توسط سیستم تنظیم کننده به وجود آمده) تقلیل می‌کند. سیستمهای تنظیم کننده: به طور کلی در این نوع صافیها بیشتر دو روش تنظیم کننده به کار برده می‌شود که عبارتند از: - تنظیم کننده هیدرولیکی (سیفون هم مرکز یا جعبه شناور) شکل ۱۳-۴ این نوع صافیها به لحاظ ثابت بودن تقریبی ارتفاع آب و بده از ایمنی بیشتری برخوردار است و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند: شکا ۱۴-۴ شمای تنظیم کننده به روش سیفون و حعبه شناور ۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱- شیر پروانه‌ای ۳7| ۱ ۱ پا ۳۷ هْ ۰ ۰ ۴ ۲- شیر برقی فرمان دهنده 1 ۱ دا ۳- پتانسیومتر عکس العمل ۱ ۱ بسک السسسکوسسا تس ارس ۵- جعبه تنظیم کننده ! ۱ ۱ اب ۶ ورودی سیال فرمان دهنده : ۲ ۱ .۳ را ۱ ۰ ۰ .۰ ۱ تا شکل ۱۵-۴ شمای تنظیم کننده صافی به روش الکترونیک چ- صافیها با بده و ارتفاع متغیر این نوع صافیها فاقد هرگونه سیستم تنظیم کننده‌اند. بهمین جهت به تدریج که صافی کثیف می‌شود. بده آن تقلیل می‌یاید. ۲-۱-۴۳۲۴ عت صاف سازی (با سر ری [بار سرعت صاف‌سازی عبارت است از مقدار آبی که هر متر مربع از صافی در مدت یک ساعت می‌تواند تصفیه کند. 3و 5 (ر 2 ) سرعت صاف‌سازی با توجه به کیفیت آب زلال سازی شده پس از آزمایشهای لازم پایلوت. در 111/1 طراحی تعیین می‌گردد؛ زیرا کیفیت آب تصفیه شده تابعی از سرعت تصفیه نیز است. آزمایشهای انجام شده نشان می‌دهد که بار سطحی صافیهای ثقلی می‌تواند از۵ تا ,/ ۱۰ انتخاب گردد به شرطی که آب قبلاً در حوضهای زلال‌ساز خوب ته‌نشین شده باشد. سرعتهای کمتر. از نظر کیفیت آب تصفیه شده اطمینان بیشتری دارد. ولی در عوض سبب می‌شود که ابعاد صافیها بزررگ شود. لذا در مورد سرعتهای صاف‌سازی (بار سطحی) و فاکتورهای موثر بر آن که بعداً به آنها اشاره خواهد شد. باید با تحقیق و آزمایش به طور کلی صافیها باید طوری طراحی شوند که تقریباً تمام میکرو ارگانیسمها و لخته‌های بسیار ریزی که از حوضهای ته‌نشینی فرار کرده‌اند به وسیله لایه صافی حذف گردند. ۴۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- کیفیت آب بستگی به دانه‌بندی. سرعت عبور آب و عمق مناسب بستر صافی دارد. بنابراین انتخاب دانه‌بندی ریزتر. سرعت عبور کمتر و عمق مناسب بستر صافی کیفیت بهتری را برای آب صاف شده تامین می‌نماید. متقابلا در این حالت ابعاد بزرگتر و تحهیزات بیشتری برای صافی مورد نیاز خواهد بود. ۴-۱۴-۲۴ زمان کار کرد صافی زمان کارکرد صافیهای تند با نیروی ثقل بسته به کیفیت آب ورودی متغیر است و هر چه دقت عمل و امکانات در زلال‌سازی آب بیشتر باشد. مدت زمان کارکرد صافی طولانیتر خواهد بود. در شرایطی که زلال‌سازی به خوبی انجام نگیرد. مواد معلق که همراه آب وارد صافی می‌شود منافذ موجود بین دانه‌های ماسه در لاه صافی را به تدریج مسدود می‌کند و بداین ترتیب مقداری از فشار که قشر آب موجود در زیرالایه صاف کنند ه وارد می‌کند. بر اثر مماومت در مقابل عبور حریان که مسدود شدن مجاری پیش آورده است. خنثی خواهد شد و این پدیده تحت عنوان *افت فشار" بیان می‌شود که در بهره‌برداری از یک واحد صافی نباید از حدی که در طراحی تعیین شده است. تجاوز نماید. از طرف دیگر در شرایط آب و هوای کشورمان و تابش آفتاب در طول روز که رشد و ازدیاد سریع ارگانیسم‌های آپزی را فراهم می‌سازد و محیط داخل صافی برای تکثیر باکتریها مناسب می‌گردد. بهره‌برداری در یک واحد صافی برای مدت طولانی توصیه نمی شود. از طرفی یک واحد صافی تند را هر زمان که افت فشار آن ایجاب نماید. از سرویس خارج کرده و خواهند شست. ۵-۱-۴-۲-۴ تجهیزات سشستشسوی صافیهای تند با نیروی تغل شستشوی این نوع صافیها با استفاده از آب تصفیه شده انجام می‌شود و جریان آب شستشو در عکس جهت جریان آب در موقع صاف‌سازی خواهد بود تا انبساط لایه ماسه را برای رها ساختن ذرات جمع‌آوری شده در منافذ فراهم سازد. تجهیزات شستشوی صافی به شرح زیر است: - تلمبه آب شستشو که معمولاً ۲ یا ۳ واحد پیش‌بینی می‌شود که یک واحد آماده کار و یک یا ۲ واحد برای شستشو راه‌اندازی می‌شود. - دمنده! هوا که اقدام به شستشوی صافی برای به هم ریختن لایه‌های ماسه و متفرق کردن دانه‌های آنها در آب پیش‌بینی شده است. تابلو فرمان صافی که فرمانهای راه‌اندازی و توقف تلمبه‌ها و دمنده‌ها و مانور شیرهای آب شستشو و هوادمی و تخلیه صافی و سایر شیرها و سایر تجهیزات روی آن نصب شده است. 7 - 1[ ۴۶ -------- صفحهٔ بعد -------- در مورد صافیهایی که سطح آزاد آب روی ماسه صافی کمتر از یک متر ارتفاع دارد. بعد از بستن شیر خروج آب و شیر ورودی آب. صافی برای شستشو آماده است. در صورتی که سطح آزاد آب بالاتر از یک متر روی لایه ماسه باشد. قبلاً شیر ورود آب بسته می‌شود و باید منتظر بود تا سطح آب در صافی به تراز لبه جدایی مخزن ماسه و مجرای شستشو برسد. عملیات شستشوی صافی به شرحی خواهد بود که در دستورالعمل بهره‌برداری تصفیه خانه از طرف سازنده ارائه شده است. ۲-۴-۲-۴ صافیهای تند تحت فشار این صافیها از یک استوانه فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود و به ابعاد مناسب با آبدهی ساخته می‌شود و ممکن است ایستاده و یا خوابیده (روی محور افقی) با پایه‌ای بلندتر از کف زمین ساخته شود. این گونه صافیها غالباً در تاسیسات کوچک و کارخانجات مورد استفاده قرار می‌گیرند. جریان آب ورودی به صافی ممکن است با تبعیت از اختلاف سطح منبع آب و محل استقرار صافی و یا با استفاده از فشار مناسبی که از طریق خطوط لوله انتقال آب و یا تلمبه تامین گردد. آب ورودی به صافی از لایه صاف کننده و در جهت از بالا به پایین جاری خواهد شد و لایه صاف کننده ممکن است با دانه‌بندی یکنواخت و یا جند لایه با دانه‌بندیهای متفاوت طرح شود. صافیهای تحت فشار دارای دریچه مناسب برای داخل کردن شن و ماسه و بازدید و یا خارج کردن شن و ماسه در مواقع لزوم‌اند و نیز دارای شیر ورود آب. شیر خروج آب صاف. شیر ورود آب شستشو. شیر تخلیه و خروج آب شستشو هستند. در بالاترین نقطه صافی یک شیر تخلیه هوا که ممکن است به طور خودکار عمل نماید . نصب می‌شود. علاوه بر وسایل فوق صافی ممکن است دارای فشار سنج و کنتور آب و دستگاه سنحش افت ۱-۲-۴-۲-۴ راه‌اندازی و بهره برداری صافیهای تحت فشار صافیهای تحت فشار را نباید یکباره با تمام ظرفیت راه‌اندازی نمود. بلکه به آرامی و مراقبت شیر ورود آب طوری باز می‌شود که ظرف مدت ۱۵ تا ۲۰ دقیقه شیر کاملاً باز داشته باشیم و در هر حال رعایت کامل دستورالعملهای بهره‌برداری شرکت سازنده ضرورت دارد. قبل از راه‌اندازی صافیها چه در شروع کار و یا پس از هر سرویس باید سطح ماسه صاف باشد و کلیه لوله‌های ارتباطی آب و یا هوا سالم و صحیح باشند. بهتر است قبل از راه‌اندازی اولیه و بعد از هر سرویس دریچه بازدید باز باشد و صافی را تا سطح ماسه از آب پر نمود (در صورتی که پر نمودن صافی از مسیر شستشو با جریان معکوس انجام پذیرد مناسب‌تر است؛ زیرا ماسه‌های موجود در سطح. به هم خوردگی پیدا نمی‌کنند) و آنگاه شیر هوا و شستشو با جریان معکوس را به آرامی باز نمود تا از توزیع یکنواخت بار هیدرولیکی در سطح صافی در حین شستن آن اطمینان حاصل شود. در صورتی 1- ۲8010 ۱۷۷۵53 ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- که بار هیدرولیکی یکنواخت توزیع نگردد. صافی در بهره‌پرداری دچار اشکال خواهد شد و کیفیت آب حاصله نامناسب می‌گردد. لازم به ذکر است که علل اصلی عدم توزیع یکنواخت آب و هوا مربوط به طرح نامناسب کف صافی. شکستگی و گرفتگی نازلها و همچنین لوله توزیع هوا است. نظر به طرحهای متفاوت که در ساختمان این گونه صافیها اجرا می‌شود. بهره‌برداری معمولاً براسماس توصیه سازنده خواهد بود. ولی معمولاً بهره‌برداری با باز کردن شیرهای تخلیه هوا که در بالای صافی نصب می‌شود و شیر خروجی و سپس شیر ورودی که به آرامی انجام می‌گیرد. شروع خواهد شد. در صورتی که ماسه‌های درون صافی کثیف باشند. قبل از باز نمودن شیر خروجی شیر تخلیه را باز می‌کنیم و آنقدر آب عبور می‌دهیم تا صافی تمیز گردد. با پر شدن صافی از آب. شیر تخلیه هوا را در صورتی که خودکار نباشد. به نحوی می‌بندیم که دائماً مقداری آب از آن خارج گردد:؛ در غیر این صورت هوا در بالای صافی متراکم می‌شود و مشکل ایجاد خواهد کرد. در خاتمه کار صافی. که زمان آن بستگی به کیفیت و میزان آب تصفیه شده دارد. لایه ماسه صافی نسبتاً گرفته شده و خوب عمل نمی‌کند. در این حالت که معمولاً براساس تجربه و یا افت فشار داخل صافی مشخص می‌گردد. صافی نیاز به شستشو پیدا می‌کند که با جریان دادن آب در عکس جهت صاف‌سازی به ترتیب عملیات زیر انجام می‌پذیرد. - شیر آب خام ورودی به صافی بسته شود. - شیر خروج آب صاف نیز بسته شود. - شیر تخلیه هوا باز شود. - شیر خروجی آب شستشو باز شود. - شیر ورودی آب شستشو باز شود. باید دقت نمود که در ابتدا و برای چند دقیقه به آرامی و مطابق دستورالعمل شیر هوا باز شود و سپس شیر آب شستشو نیز باز گردد. در صورتی که در این مرحله دقت کافی به عمل نیاید. علاوه بر مخلوط شدن ماسه‌های درون صافی سطح آن هم به هم می‌خورد که در عملکرد صافی بسیار موثر است. لذا توصیه می‌شود در ابتدا بهره‌برداری ضمن رعایت دستورالعمل شرکت سازنده با احتیاط کامل عمل نمود تا تجربه لازم حاصل گردد. پایان عملیات شستشو را می‌توان با مشاهده آب زلال در خروجی تشخیص داد. مراحلی که توضیح داده شد. مربوط به صافیهایی هستند که به طور دستی عمل می‌کنند. ممکن است این عملیات به صورت خودکار یا نیمه خودکار انجام پذیرد. ولی در هر حال بواسطه اینکه عملیات صاف‌سازی و شستشو را نمی‌توان مشاهده نمود. کنترل آنها آسان نیست و احتمال افزایش بار هیدرولیکی در موقع کار و یا خروج بخشی از ماسه‌های ریز دانه در حین شستشو وجود دارد و به همین دلیل باید طی یک برنامه زمانبندی شده سطح و ارتفاع ماسه را کنترل نمود و کاهش ماسه را جایگزین کرد. ۴۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۲-۴-۴ نگهداری صافیهای تحت فشار سرویس سالیانه این صافیها ضروری است و در این صورت باید صافی را کاملاً تخلیه نمود. کف صافی و نازلهای تعبیه شده را دقیقاً کنترل کرد و در صورت لزوم نازلهای معیوب را تعویض کرد. کنترل لوله هوا موجود در کف صافی و یکنواختی توزیع هوا هم باید انجام پذیرد؛ زیرا در صورتی که این لوله پوسیده و شکسته باشد. توزیع هوا یکنواخت نخواهد بود که نتیجتاً عملیات شستشو به خوبی انجام نمی‌گیرد. در سرویس سالیانه. جداره داخلی فیلتر باید تمیز و مجدداً با رنگ مناسب پوشش داده شود. کلیه شیرها باید باز و تمیز و در صورت لزوم سرویس گردند. شن و ماسه‌ای که از صافی خارج می‌گردند. ممکن است مقداری با هم مخلوط شده باشند که در این صورت ابتدا آنها را با آب می‌شویند تا کاملاً تمیز گردند؛ سپس با سرند مناسب جدا می‌کنیم و پس از آماده شدن فیلتر درون آن ریخته می‌شود. صفحه نگاهدارنده در کف صافی که نازلها روی آن تعبیه شده‌اند. معمولاً به بدنه صافی به طور کامل نمی‌چسبد و لذا موقع شستن صافی آب و هوا می‌تواند بیشتر از اطراف صافی وارد شود که تاثیر منفی در عملکرد صافی دارد . لذا باید در موقع سرویس صافیها با مواد و مصالح مناسب این فاصله را پر نمود. ۵-۳-۴ روشهای سالم‌سازی پس از تصفیه فیزیکی و شیمیایی آب میکرو ارگانیسمها به ویژه باکتریها به طور کامل از آب حذف نمی‌شوند؛ در حالی که آب شرب. باید عاری از هرگونه میکرو ارگانیسم باشد. بدین منظور از روشهای سالم‌سازی برای حذف کامل میکرو ار گانیسم‌ها استفاده می‌گردد. این روشها در بخشهای ذیل در پی آمده است: ۱-۵-۲۴ کلر کلر در سال ۱۷۷۴ کشف شد و تا سال ۱۸۸۸ که امکان انبار کردن کلر خشک در ظروف آهنی و فولادی ابداع شد. مصارف کلر محدود و به صورت آب ژاول به عنوان ضدعفونی کننده. محلولهای کلر و پودرهای سفید کننده و اسید کلریدریک بود و از آن به بعد در صنایع کاغذسازی. صنایع نساجی و... مورد مصرف پیدا کرد. در سال ۶ برای اولین بار کلرزنی برای ضدعفونی کردن مستقیم آب در رابطه با مطالعات فیلتراسیون به صورت آزمایشی در لویزویل انجام شد. در سال ۱۸۹۷ نیز در انگلستان به منظور ضد عفونی کردن آب شبکه توزیع پس از بروز یک اپیدمی تیفوئید (حصبه) به صورت آزمایشی برای مدت کوتاهی اعمال شد. ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- در سال ۱۹۰۲ در بلزیک برای اولین بار کلرزنی به صورت مداوم و با هدفهای کمک به ضدعفونی کردن آب و فرایند انعفاد انجام گردید. در زیر ویژگیهای کلر به صورت اختصار توضیح داده شده است: الف- ویژگیهای فیزیکی علامت اختصاری 0 وزن مخصوص 5 ۱/۳۷ درجه حرارت میعان در فشار آتسمفر ۳ ۳۴/۰۵- درجه حرارت بحرانی ۴۴ فشار بحرانی ۷۶ اتمسفر چگالی نسبت به آب ۱/۳۱ درجه حرارت نقطه جوش ۳/۵ درجه حرارت نقطه انحماد ها از یک حجم مایع در صفر درجه سانتیگراد در یک آتمسفر ۴۵۷ حجم گاز تولید می‌شود انحلال در آب - انحلال در کلر در آب به درجه حرارت بستگی دارد؛ به طوری که در فشار معمولی در ۲۰7۵ ۳ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود. در ۱۰۰۱۰7۵ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود. در ۵۲۵ ۶/۴ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود. در 2 ۰. ۴/۶گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود. ب - ویژ گیهای شیمیایی اهم ویژگیهای شیمیایی کلر به شرح زیر است: - کلر در درجه حرارت معمولی با اکثر فلزات میل ترکیبی دارد. - برای نگهداری کلر. از ظروف فولادی. چدنی. مس. برنز. نیکل و سرب می‌توان استفاده کرد. - معمولاً به علت ویژگیهای خاص کلر. در دستگاه های کلرزنی (کلریناتورها) لوله‌ها از جنس فلزات مخصوص مانند: نقره. پلاتین با روکش طلا هستند: در حالی که برای خط انتقال و تزریق آب کلر به آب از لوله‌های پی‌وی‌سی و پلاستیکی استفاده می‌شود. - ترکیب با آب کلر با آب تولید اسید هیپو کلرو و اسید کلریدریک می‌نماید که این دو اسید خاصیت خورندگی شدید دارند. +1101 + 110 + و0 ۵۰ -------- صفحهٔ بعد -------- 1 اسید هیپوکلرو نامیده می‌شود و این اسید عامل ضد عفونی کردن و میکروب کشی است. این اسید در شرایطی به صورت زیر تفکیک می‌شود. + 001 ج |1000 - (0۳ هیپو کلریت نامیده می‌شود که خاصیت ضد عفونی کردن آن کمتر از اسید هیپو کلرو (۲10)1) است. - کلر با سایر مواد موجود در آب مانند: آمونیاک. نیتریت. آهن. سولفید هیدروژن. مواد ارگانیک ترکیب می‌شود. به همین دلیل این مواد موجود در آب سبب ازدیاد مصرف کلر می‌گردد. - ترکیب با آمونیاک کلر با آمونیاک و مواد ازته موجود در آب ترکیب شده منوکلرآمین (۱[11221) و در صورت ازدیاد کلر نسبت به مواد ازته بیشتر به ترتیب دی کلر آمین (8/1]0[2) و بالاخره تری کلرآمین ( و ۱)۱) تولید می‌شود. منو کلر امین در ]ام بیشتر از ۷/۵ و دی کلر امین در |ام بین ۵/۵ تا ۶ وتری کلر آمین در ام ۶/۵ حاصل می‌شود. اثر میکروبکشی منو کلرآمین از دیکلرآمین و تری کلرآمین بیشتر است. - ترکیب با سولفید هیدروژن کلر با سولفید هیدروژن مطابق فرمول زیر ترکیب می‌شود. |81 + 1150 + 10 ]4+ و4۳0 + گرا ] ۱-۱-۵-۴ کاربرد کلر کلر دارای مصارف متنوع در صنایع و تولید: مواد شیمیایی. کاغذ سازی. دارویی. ضد عفونی کننده‌ها. مواد پلاستیکی. ... است که با توسعه و پیشرفت صنایع مصرف آن روز افزودن است. به عنوان مثال در سال ۱۹۷۰ مقدار کلر تولیدی جهان در حدود ۱۵ میلیون تن است و نسبت مصرف آن در همان سال در صنایع مختلف حدوداً به شرح زیر بوده است: صنایع شیمیایی ۸ صنایع کاغذ سازی ض ۱۶ صنایع بهداشتی و خانگی ۳/ سار موارد / ۵۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۱-۵-۳۲-۴ دستگاههای کلرزنی امروزه کلر به دو صورت زیر برای سالم‌سازی آب مورد مصرف قرار می‌گیرد: - گاز کلر. که تحت فشار به صورت مایع در کپسول عرضه می‌شود -‏ هیپوکلریتها دستگاههایی که برای کلرزنی آب ساخته شده است. به دو گروه زیر تقسیم می‌شوند: کلریناتورها: "دستگاههایی که برای تزریق گاز کلر به آب مورد استفاده قرار می‌ گیرند."" هیپو کلریناتورها: ""دستگاههایی که برای تزریق محلولهای کلردار به کار برده می‌شوند." براساس آماری که در سال ۱۳۶۶ از شهرهای ایران که در آنها کلرزنی انجام می‌شود. از نظر روش کلرزنی نتایج زیر استخراج شده است: استفاده از کلریناتورها ۲۱ درصد شهرها استفاده از هیپو کلریناتورها ۵۶ درصد شهرها استفاده از هر دو سستم کلریناتورها و هیپو کلریناتورها ۲۳ درصد شهرها کلر به صورت گاز مایع ارزانترین نوع کلر است. در تصفیه خانه‌های بزرگ که مصرف کلر زیاد است. باید از این نوع کلر استفاده شود. ولی در تصفیه خانه‌های کوچک و مصارف اضطراری و مقطعی از نظر اقتصادی و فنی. استفاده از هیپو کلریناتورها ارجحیت دارد. در هر صورت انتخاب روش ضد عفونی کردن و سالم‌سازی باید با توجه به کمیت آن و امکانات محلی و نوع آلودگیها و امکانات فنی انجام گیرد. الف - کلر یناتورها کلریناتورها دستگاههایی هستند که جریان کلر را کنترل و اندازه‌گیری می‌کنند و از طریق سیستمی که پیش بینی شده به آب وارد می‌کنند. با توجه به کیفیت گاز کلر هر دستگاه کلرزنی باید مجهز به تجهیزاتی باشد که بتواند با دقت هر جه بیشتر و بالاترین درجه ایمنی و حفاظت کار کند. در شکل (۱۶-۴) اصول کار و تکامل دستگاه کلرزنی گازی (کلریناتور) از ساده‌ترین تا آنچه که کلریناتور کامل نامیده می‌شود. ارائه شده است. در ردیف ۱ از شکل ۱۶-۳ ساده‌ترین نوع کلریناتور نشان داده شده است: این مجموعه شامل یک قطعه لوله باریک نقره ای متصل به کپسول کلر است؛ در این مورد از شیر مخزن برای تنظیم گاز کلر استفاده می‌گردد: توجه: ردیفهای شماره یک و دو و سه در شکل ۱۶-۴ فقط برای نشان دادن مسیر تکامل کلریناتور و نباید از آنها بجز مواقع خیلی اضطراری در ساختن دستگاههای کلریناتور استفاده کرد. مسیر تکامل کلریناتور شامل مراحل زیر است: ۵5۲ -------- صفحهٔ بعد -------- * شیر یکطرفه برای حفاظت از مجموعه نشان داده شده در ردیف ۱ شیر یکطرفه به آن افزوده شده که در ردیف دوم شکل ۱۶-۴ نشان داده شده است. این شیر یکطرفه از برگشت آب به سمت کپسول کلر ممانعت می‌کند؛ این تکامل اولین گام اصلاحی در جهت حفاظت دستگاه و اشخاص و تامین بهره‌برداری مطلوب است. دستگاه اندازه گیری به منظور اطلاع و کنترل مقدار گاز کلر نصب یک دستگاه اندازه‌گیری یا دبی سنج کلر به سیستم کلریناتور ضرورت دارد تا بدین وسیله هم از مقدار مصرف کلر اطلاع حاصل شود و هم بتوان مقدار تزریق کلر و در نتیجه کلر باقیمانده را کنترل کرد. در ردیف سوم شکل ۱۶-۴ این دبی سنج نشان داده شده است اگر گاز کلر افزوده نشود. دبی سنج مقدار صفر را نشان می‌دهد و هرگونه تغییری در میزان تغذیه گاز کلر دقیقاً توسط دبی سنج نشان داده می‌شود. تغییر دبی جریان توسط تنظیم روزنه قابل تغییر ( واقع در پایین دست هه شیرهای متعادل کننده برای جلوگیری از آثار شرایط متغیر بالادست و پایین دست در امر کنترل. شیرهای تنظیم کننده‌ای در طرفین روزنه اضافه شده است. در ردیف چهارم شکل ۱۶-۴ این شیرها نشان داده شده است که به کمک آنها می‌توان شرایط بالادست و پایین‌دست روزنه قابل تغییر را برای کنترل دبی جریان. ثابت نگاه داشت. شیر تنظیم کننده خروجی برای تثبیت شرایط پایین دست روزنه (() و شیر تنظیم کننده ورودی نیز برای تثبیت شرایط بالادست روزنه مزبور منظور شده است: در صورتی که شرایط پایین دست و بالا دست روزنه اندازه‌گیری ثابت باشد. توجه مهم: دستگاه کلریناتور مورد بحث. از نوع فشاری است و به دقت میزان تزریق گاز کلر را به داخل کانال با لوله حامل جریانی که باید ضد عفونی شود. کنترل می‌کند. این دستگاهها به لحاظ ایمنی قابل اطمینان نیستند: زیرا گاز کلر در سراسر سیستم تحت فشار است و هر گونه نشتی در لوله کشی موجب رها شدن گاز کلر می‌شود. این نوع کلر پناتو رها کاربردهای خاصی دارند و به طور محدود مورد استماده قرار می‌گیرند. 5۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ انز کتور برای غلبه بر مشکلات ناشی از کلریناتورهایی که تحت فشار کار می‌کنند. دستگاه کلریناتور دیگری ساخته شده است که در آن محلول کلر تولید می‌شود. غلظت این محلول بالا و نسبتاً پایدار است و به سهولت و بدون خطر می‌توان این محلول را در کانال روباز و یا خط لوله تحت فشار و یا لوله‌مکش یک پمپ تزریق نمود. با افزودن دستگاه انژکتور (درونپاش) که گاهی به آن آسپراتور (مکنده) و یا ادوکتور (برونکش) نیز می‌گویند به سیستم کلرزنی مذکور. کلریناتور از حالت تحت فشار به کلریناتوری تحت خلاء تبدیل می‌شود (ردیف ۵ شکل ۱۶-۴). عمل انژکتور در سراسر سیستم لوله‌کشی کلریناتور ایجاد خلاء نسبی می‌کند و با این عمل حتی اگر در سیستم کلریناتور و لوله‌کشی آن نشتهای خفیفی ایجاد شود. از رها شدن گاز کلر در فضای آزاد جلوگیری می‌کند. * شیر اطمینان شیر اطمینان در بالادست روزنه اندازه‌گیری نصب می‌گردد و در حین کار تحت تاثیر خلاء ایحاد شده بسته می‌شود. اگر به دلیلی خلاء ایجاد شده از بین برود و گاز کلر تحت فشار قرار گیرد. شیر اطمینان باز شده و گاز کلر به خارج ساختمان فرستاده می‌شود. این شیر در ردیف ۶ شکل ۱۶-۴ نشان داده شده است. نتیجه انکه با تکمیل دستگاه کلریناتور مطابق تصویر ردیف ۶ شکل ۱۶-۴ نکات زیر در آن رعایت شده است. - دارا بودن لوازم مورد نیاز برای ایجاد و کنترل شرایط تغذیه دقیق مقدار کلر - وجود سیستم تحت کنترل خلاء. مانع نشت گاز کلر به خارج می‌شود و در صورت بروز هر نوع نقصی در سیستم به طور خودکار جریان گاز کلر را قطع می‌کند. - برای ایجاد خلاء و تهیه محلول کلر حین تغذیه و تزریق کلر. از سیستم انژکتور استفاده می‌شود. - مقدار کلر تغذیه شده توسط دبی سنج اندازه‌گیری می‌شود. - برای تنظیم و کنترل دبی جریان تغذیه از وسایل ساده استفاده می‌شود. - در صورت نشست گاز از شیر قطع و وصل ورودی در هنگام توقف دستگاه شیر اطمینان عمل می‌کند و گاز کلر را به خارج از تاسیسات کلرزنی و فضای آزاد منتقل می‌کند. - برای جلوگیری از جریان برگشتی به هنگام توقف دستگاه از شیر یکطرفه استفاده می‌شود. - دستگاه کلرزنی مجهز به متعلقات فرعی نظیر: فشار سنجها و خلاء سنجهای گاز است. تجهیزات فوق موجب تکامل سیستم کلریناتور می‌شود و می‌تواند میزان تغذیه کلر را تحت مراقبت داشته باشد و حفاظت افراد. دستگاهها و تاسیسات را تامین کند و نیز گاز کلر را به طور مطمئن به نقطه کاربرد تزریق نماید. ۵۴ -------- صفحهٔ بعد -------- سشت تچ شمشک شیر ,0 ۳ مریم مد سر 1 8 ٍ ٍ ٍ : یی شکل ۱۶-۴ سیر تکاملی کلریناتور ۹۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۱-۵-۲-۴ انواع کلریناتورها دستگاههای کلرزنی در اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند و انتخاب اندازه آنها با توجه به حداکثر تزریق کلر مورد نیاز به آب است که بر حسب گرم یا کیلوگرم در ساعت و یا در سیستم انگلیسی پانددر روز است. الف - انواع کلریناتورها به لحاظ ظرفیت کلریناتورها را معمولاً با توجه به نوع ساخت. ظرفیت و شرایط محل به سه صورت نصب می‌کنند: - کلریناتورهایی که روی سر کپسولها یا سیلندرها نصب می‌شوند و به صورت یک سیستم یا یک مجموعه کامل به بازار عرضه می‌شوند (معمولاً این کلریناتورها دارای ظرفیت نسبتاً کمی هستند). - کلریناتورهایی که روی دیوار نصب می‌شوند (با ظرفیت متوسط). - کلریناتورهایی که داخل کابینت قرار دارند (با ظرفیت زیاد) کلریناتورهایی که مستقیماً روی کپسول یا تانک کلرو یا روی دیوار نصب می‌شوند. در شکل ۱۷-۴ این نوع کلریناتور نشان داده شده است. برای احتراز از انشت گاز کلر سعی می‌شود. تعداد اتصالات به حداقل ممکن کاهش داده شود. همه این سیستم تحت فشار منفی (خلاء نسبی) کار می‌کند و سوپاپ اطمینان که داخل دستگاه کلریناتور قرار دارد. مانع از آن می‌شود که سیستم تحت فشار قرار گیرد. چنانچه آب دستگاه انژ کتور قطع شود. دستگاه کلریناتور به طور خودکار متوقف خواهد شد. کلریناتور با ظرفیت زیاد در شکل ۱۸-۴ فشار منفی که توسط هیدروانژزکتور ۱ ایجاد می‌شود. توسط شیر کنترل ۲ که می‌تواند فشار مکش ثابتی را ایجاد کند. تنظیم می‌شود. گاز کلر از طریق شیر انبساط ۳ (فشار شکن) و شیشه اندازه‌گیری و شیر کنترل ۴ مکیده می‌شود. در این نوع کلریناتورها مقدار جریان گاز با شیر تنظیم کننده ۵ که با سیستم الکتریکی با پنوماتیکی به آن فرمان داده می‌شود. تنظیم می گردد. ۵۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱- کپسول کلر ۲- صافی ۳- شیر خروج کلر از کپسول ۴- دیافراگم تنظیم کننده ۵- دکمه کنترل بده جریان کلر ۶- دستگاه اندازه گیر ۷- هیدرواز کتور تا مه سط شکل ۱۷-۴ کلریناتور با ظرفیت متو ۹۵۷ -------- صفحهٔ بعد -------- 8 1 ِ جر 1 : الم و ۱ ۱ 53 7 092 ۱ 1 ل ز شا 1 گم ۸ ۱۱ | !۱ 3 1 ات ؛ ۳ : | ۱ ۱ ر-۳---ا را 2 ه ۵ ود لا ۵۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ب - انواع کلریناتورها به لحاظ عملکرد کلریناتورها به لحاظ عملکرد به دو صورت دستی و خودکار طراحی می‌شوند. مطابق آنچه تاکنون گفته شده است. در کلریناتورهای دستی فقط با تغییر شیر تنظیم کننده. میزان تزریق تغییر داده می‌شود. کلریناتورهای خودکار: بیشتر سیستمهای خودکار در کلریناتورها براساس جریان آب یا دبی تصفیه خانه و گاهی نیز مقدار کلر باقیمانده مورد نظر در آب طراحی می‌شوند. سیستمهای خودکار براساس مقدار جریان آب اولین و ساده‌ترین دستگاههای کلرزنی خودکارند که مقدار جریان گاز کلر تابع میزان جریان آب است. اصول کار این کلریناتورها به سه صورت مختلف زیر است: * کنتور تصفه‌خانه (دستگاه اندازه‌گیری مقدار جریان آب). بازاء حجم معینی از عبور آب یک ایمپالس الکتریکی (ضربه) می‌فرستد. لذا در مدت زمان معین هر چه مقدار جریان آب بیشتر باشد. تعداد ضربه‌ها و با ایمپالس‌های الکتریکی نیز بیشتر می‌شود. ایمپالس‌های الکتریکی ارسال شده خود دستگاه کرنو کنتاکت (ساعت برق) را که برای مدت معینی کار تنظیم شده. راه‌اندازی می‌کنند. کونوکنتاکت در زمان کار نیز برقی را که معمولاً در مسیر عبور گاز قرار داده شده باز نگاه می‌دارد: این مسیر برقی ممکن است در مسیر دستگاه انز کتور نیز قرار داده شود. * نوع دیگر سیستم خودکار. که پیچیده‌تر از نوع قبل است. مقدار جریان گاز کلر را به طور مداوم و متناسب با مقدار جریان آب تغییر می‌دهد: به طوری که بتواند بین جریان آب و جریان گاز کلر نسبت ثابتی را برقرار نماید. بنابراین اگر تغییری در جریان آب ورودی داده شود. به نسبت. جریان الکتریکی از طریق "دینام‌متر "" به تنظیم کننده الکترونیکی و شیر کنترل. فرمان می‌دهد تا نسبت بین جریان آب و مقدار تزریق کلر ثابت باقی بماند. * کلریناتورهای خودکار با دو فرمان: در این کلریناتورها علاوه بر اینکه ممّدار گاز کلر تابع مقدار جریان آب تصفیه خانه است. تابع کلر باقیمانده در آب خروجی نیز خواهد بود. یعنی هم مقدار جریان آب به کلریناتور فرمان می‌دهد و هم چنانچه مقدار کلر باقی مانده در آب با مقدار کلر باقی مانده مورد نظر (که قبلاً مقدار آن مشخص شده است) اختلافی داشته باشد؛ برای جبران این اختلاف. برای جبران این اختلاف. از طریق سیستم کنترل به کلریناتور فرمان جریان داده می‌شود. شکل ۱۹-۴ شمای این سیستم را نشان می‌دهد. ۵۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ 2 کلریناتور ۱ ۱ ا بسح دو سیگنال ورودی ۱ ۱ ۱ ۱ ۰ ل کننده ۱ کنتر سل ۱ اژکتور ۱ ۱ ۱ اندازه گیری باق مانده کلرباقی ماند ‌ بوستر پمپ ۸ اندازه گیر مقدار دمای آب اب ۱ ۱ 1 اک با 1 ّ شکل ۱۹-۴ کلریناتورهای خودکار با دو فرمان (مقدار جریان آب و کلرباقی‌مانده) بو -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۱-۵-۲-۴ راه‌اندازی کلریناتورها در بهره‌برداری از دستگاههای کلرزنی معمولاً وقتی مشکل و بحران به وجود می‌آید که دستگاه کلرزنی برای اولین بار و یا پس از زمان توقف طولانی. راه‌اندازی و در سرویس قرار داده می‌شود. در راه‌اندازی اولیه اقدامات زیر باید به ترتیب انجام گیرد : الف - دستگاه انژکتور آب در سرویس قرار داده می‌شود که خود باید دارای شرایط هیدرولیکی مناسبی از نظر فشار آب خلاء نسبی ایجاد شده باشد. در شرایط مناسب. خلاء نسبی نباید از ۲۵ سانتیمتر جیوه کمتر باشد (ممکن است گاهی استئثنائاً این رقم تغییر کند). در صورتی که دستگاه کلریناتور مجهز به خلاء سنج نباشد. می‌توان آزمایش زیر را انجام داد: لوله مکش دستگاه انژکتور متصل به قسمت مکش را باز نموده و در حالی که شیر آب دستگاه انژکتور باز است و آب جریان دارد. قسمت مکش انژکتور را با دست مسدود کنید و سپس مسیر مکش را با دست باز نمایید؛ هر چه درب لوله مکش با کمک دست بیشتر باز شود. مکش کمتر می‌شود. این عمل نیاز به مکش مناسب دارد و حرکت دست نیز با قدرت کنترل شود. در صورتی که مکش ضعیفتر از حد لازم باشد. شرایط هیدرولیکی مناسب ایجاد نمی‌گردد و لازم است علت آن بررسی شود. چنانچه دستگاه ان کتور خوب کار کند و دستگاه کلرزنی سالم باشد. مسیر گاز کلر باز می‌شو د و کلریناتور به کار می‌افتد. لیکن قبل از آن باید شیر گاز کلر به تدریج و در حدود ۲۵ درصد باز شود. برای این منظور اگر دستگاه کلرزنی برای مقدار معین گاز کلر به طور اتوماتیک تنظیم شده باشد. باید دستگاه از حالت خودکار به دستی تغییر داده شود. ب - بازرسی لوله‌ها. اتصالات. و شیر آلات خطوط انتفال کلر به کلریناتور که به طور صحیح و طبق نقشه انجام شده باشند. 3 - آزمایش آببندی: دقت شود که تمام شیرهای ورودی گاز به کلریناتورها بسته باشد. شیر تانک یا کپسول کلر را باز می‌کنند و با کمک گاز آمونیاک (به شرحی که در زیر آمده است) تمام اتصالات و شیرهای گاز کلر را آزمایش می‌کنند تا از عدم نشست گاز کلر اطمینان حاصل شود. آزمایش: یک بطری محتوی محلول آمونیاک تهیه شود و نیز میله‌ای که به یکسر آن پارچه یا پنبه بسته شده و به راحتی بتواند وارد بطری آمونیاک شود آماده کرده. با آغشته کردن سر میله به محلول آمونیاک و نزدیک کردن آن به محل نشست گاز کلر. در صورت وجود گاز کلر. کلر با گاز آمونیاک ترکیب می‌شود و دود سفید رنگ کلرور آمونیاک (نشادر) که نشانه نشت گاز کلر است. ظاهر می‌شود. در صورتی که اتصالات سالم باشد و گاز کلر نشت نکند. شیر تانک کلر را کاملاً باز می‌کنند و دقت شود که اندیکاتور فشار گاز کلر. فشار خط انتقال گاز کلر را نشان دهد و مجدداً نشت گاز کلر بازرسی اه -------- صفحهٔ بعد -------- شود و چنانچه هیچ گونه نشتی وجود نداشته باشد. دستگاه کلریناتور آماده آزمایشهای بعدی از قبیل: قابلیت تنظیم. کنترل خودکار و غیره خواهد بود. اگر نشست گاز وجود داشته باشد. باید فوراً شیر تانک کلر را بست و سپس همه شیرهای مسیر خط تا دستگاه کلریناتور را باز نگاه داشت و شیر تزریق گاز کلر به کلریناتور تا آخر باز شود. و بوستر پمپ در این حالت باید در حال کار باشد. این عمل سبب تخلیه کامل مسیر خط لوله از گاز کلر در چند دقیقه خواهد شد. یک اپراتور با تجربه می‌تواند با استفاده از وسایل ایمنی بدون آنکه مشکلی ایجاد گردد. گاز کلر باقی مانده در سیستم را به سرعت تخلیه نماید. اگر نشت گاز کلر زیاد باشد (منفذی در اتصالات وجود داشته و یا واشر فراموش شده باشد) آزمایش کننده که باید مجهز به وسایل ایمنی باشد. باید سریعاً شیر تانک یا کپسول کلر را ببندد و فوراً از محل آلوده به گاز خارج شود و پس از تخلیه کامل محیط از گاز کلر به محل باز گردد. در تاسیسات کلرزنی با ظرفیت کم که فقط یک اتصال قابل انعطاف وجود دارد. پس از بستن شیر کپسول کلر ظرف چند دقیقه لوله‌های کلریناتور تخلیه خواهد شد وانشت گاز برطرف می‌گردد. در این گونه موارد به ""ماسک خاصی " که تمام صورت را بپوشاند. نیازی نخواهد بود. د- پس از اطمینان از عدم نشت گاز کلر از خطوط و اتصالات باید بررسی نمود که دستگاه کلرزنی می‌تواند حداکثر مقدار گاز را طبق ظرفیت خود تزریق نماید. در صورتی که اندیکاتور یا شاخص یا روتامتر کلریناتور نتواند به حداکثر برسد. باید ابتدا دستگاه انژکتور کلریناتور را باز نمود. حداقل خلاء نسبی ایجاد شده باید در حدود ۲۵ سانتیمتر جیوه باشد» چنانچه خلاء نسبی بیش از یک مقدار باشد. دستگاه کلریناتور مقدار کلر لازم را خواهد کشید. مگر آنکه در مسیر آن انسدادی وجود داشته باشد. گرفتگی مسیر گاز کلر را با کنترل فشار خطوط در سیستم می‌توان تشخیص داد. اگر با وجود فشار کافی در کپسول کلر ارسال گاز کافی نباشد. فشار گاز در دستگاه کلریناتور افت پیدا می‌کند. جنانجه در جنین شرایطی فشار گاز کاهش قابل ملاحظه‌ای پیدا کند. دستگاه کلرزنی باید بازدید و تعمیر شود. در بیشتر موارد خرابی کلریناتورها. اشکال در انژکتور است؛ در غیر این صورت ممکن است اشکال در خود کلریناتور باشد که تحت فشار منفی کار می‌کند و باید کپسول یا تانک کلر تا محل ورود گاز به انژکتور مورد استفاده از گاز آمونیاک و بازرسی اتصالات آن را پیدا کرد. با قطع شیر آب انژ کتور تمام سیستم کلرزنی ۶۲ -------- صفحهٔ بعد -------- تحت فشار کم گاز قرار می‌گیرد و کلر از محل نشت خلاء بیرون خواهد زد (در نشتهای کم این پدیده صورت نمی‌گیرد). نقاطی که باید بازرسی شود؛ عبارتند از: محل اتصالات در کلریناتورها هنگام حمل و نقل که ممکن است شل شده باشد و بعد واشرهای گرد دع0-۳:۳ (ارینگ‌ها) است که برای آببندی شیشه اندازه گیری گاز کلر به کار رفته و ممکن است. در موقع نصب خراب شده و یا صدمه دیده باشد. همچنین باید تجهیزات سیستم انژکتور بازدید شود که ممکن است. فلز آن خراب شده و یا محل نشستن آن آببندی نباشد و هوا بتواند وارد سیستم و سبب اختلال در ایجاد خلاء شود. فاکتور دیگری که اهمیت آن در ایجاد مشکلات خلاء انژکتور قابل ملاحظه است. وجود هوا و گاز در خط محلول کلر است. این مشکل بخصوص وقتی که خط انتقال محلول آب کلر طولانی باشد روی می‌دهد. در تاسیسات با خط انتقال طولانی (بیشتر از ۳۰ متر) باید حتماً فشار سنج محلول کلر پس از انژکتور نصب شود و این فشار سنج باید دارای دیافراگم نقره‌ای باشد تا در مقابل خورندگی مقاوم باشد. این فشار سنج فشار منفی (زیر فشار جو) را نیز اندازه گیری می‌کند و بدین ترتیب می‌توان شرایط هیدرولیکی را بررسی کرد. دو پدیده زیر می‌تواند سبب بروز گاز و هوا در خط انتقال محلول آب کلردار شود و در ایجاد خلاء اختلال نماید و آن را به فشار خلاء نسبی کمتر از ۲۵ سانتیمتر جیوه برساند و دراعین حال شرایط هیدرولیکی. قابل قبول باشد. در تاسیساتی که انژکتور در فاصله بیش از ۱۰۰ متر از دستگاه کلرزنی قرار داده شده است. در هنگام راه‌اندازی این فاصله از هوا پر خواهد شد. این مقدار هوا (در خطوط طولانی) سبب کاهش خلاء نسبی می‌شود و گاهی اوقات مقدار آن به کمتر از نیم اتمسفر تقلیل می‌یابد. این پدیده با راه‌اندازی کلریناتور به تدریج برطرف می‌شود. این مسئله سبب می‌شود که هوا مانند کلر وارد محلول نشود و به همین جهت سبب کاهش راندمان سیستم انز کتور می‌گردد. این پدیده نیز در خطوط طویل انتقال آب کلردار روی می‌دهد. بدین ترتیب که هوا از طریق سیستم خلاء‌شکن" وارد سیستم شده و سبب بروز اختلال در کار انژکتور می‌شود ولی به تدریج که کلریناتور کار کند. تمام هوا از طریق خط لوله محلول کلر خارج می‌شود و انژکتور خلاء بحالت عادی باز می‌گردد. در انژکتور فعل و انفعال مستقیم کلر و آب سبب تولید و آزاد شدن گاز کربنیک به تناسب قلیاییت آب می‌شود. گازهای دیگر موجود در آب نظیر گاز آمونیاک غیر آزاد می‌شود. بخصوص این پدیده در مورد فاضلابهایی که از پس اب تصفیه شده ان برای تغذیه انزکتور کلر استفاده می‌شود صادق است. با توجه به اینکه گاز آمونیاک با گاز کربنیک به یک نسبت در آب حل می‌شوند. در شرایط مساوی نیز به یک نسبت آزاد می‌شوند. وجود مقدار زیاد این گازها در خطوط انتقال محلول آب کلر خیلی مشاهده شده است. حذف این شرایط حوصله زیاد اپراتور را طلب می‌کند. در هر آزمایش و تنظیم باید قبل از هرگونه تغییر بعدی چند ساعت منتظر شد و سپس تنظیم جدید را انجام داد. در غالب موارد علامت وجود این گازها. ار تعاش اندیکاتور خلاء نسبی با فرکانس حدود هر دو ثانیه یک مرتبه است. این ارتعاشات سبب تغییرات در تزریق گاز کلر می‌شود که حدود آن از ۱۰ تا ۲۰ درصد و یا بیشتر خواهد بود و هنگام تنظیم انژکتور به طور تجربی بهتر است که مقدار تزریق کلر روی ۵۰ درصد ممّدار حداکثر تزریق تنظیم شود. | - ۷20 ۵1۲ 0 ۶۳ -------- صفحهٔ بعد -------- بهترین راه برای اجتناب و جلوگیری از مشکلات فوق کوتاه کردن هر چه بیشتر خط محلول آب کلردار و قرار دادن سیستم انژکتور در فاصله دور است. برای خطوط ارسال آب کلردار با طول بیش از ۳۰ متر و انژکتور بزرگتر از ۲ اینچ فشار خط آب کلردار, در خروجی از انژکتور باید ۱۵ تا ۳۰/ بیشتر از فشار در محل تزریق آب کلردار باشد. دستگاه انژ کتور باید حتی‌المقددور کوچک انتخاب شود؛ به طوری که اگر ایک یا ۲ اینچ باشد. نباید آن را با اندازه بزرگتر یعنی ۳ یا ۴ اینچ عوض کرد. ۵-۱-۵-۲-۴ نگهداری و تعمیرات تاسیسات کلرزنی الف - کپسولها و تانکرهای کلر کپسولها و تانکرهای کلر از فولاد مخصوص به اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند و در کارخانه تولید کلر تحت شرایط خاصی تا ۸۵ درصد ظرفیت آنها از کلر مایع پر می‌شود و ۱۵ درصد بقیه را گاز کلر اشغال می‌کند تا در حوادث و درجه حرارتهای غیر عادی تا حدودی بتوان از ترکیدن سیلندر جلوگیری کرد. * توصیه‌های لازم در حمل, انبار کردن, بهره‌برداری و نگهداری کپسولهای کلر - برای هر کپسول یا تانک کلر در پوشی برای حفاظت شیرهای سیلندر پیش‌بینی شده است که در موقع جابه‌جایی و حمل و نقل و انبار کردن باید دقت شود که درپوشها در محل خود نصب و محکم شده باشند و دقت شود که هرگز بدون درپوش جابه‌جا نشود. - در مورد سیلندرهای ایستاده باید دقت شود که هر زنجیر حفاظتی به دور سیلندر قرار داده شده و به دیوار یا پایه نگهدارنده بسته شود. - دقت شود که سیلندر ایستاده به صورت خوابیده مورد مصرف قرار نگیرد. - در جابه‌جا کردن و به کار گرفتن کپسولهای با ظرفیت کم که ایستاده قرار می‌گیرند. باید توجه شود که کپسولها طوری پهلوی هم قرار گیرند که در اثر تکان خوردن به همدیگر ضربه نزنند و در موقع پیاده کردن از وسیله نقلیه یا سوار کردن آنها دقت شود که روی زمین انداخته نشود و نیز روی هم گذارده نشوند. - نباید سیلندرها و یا تانکرهای کلر را روی زمین غلطانید. - تانکهای کلر (۵۰۰ و ۱۰۰۰ کیلوگرم) دارای دو کمربند فولادی‌اند. با وجود این غلطانیدن آنها روی زمین خاکی و شنی و در فاصله بالنسبه دور خالی از خطر نیست. این تانکها باید با به کار گرفتن بالابر جابه‌جا - در تاسیساتی که از فاز گاز کلر استفاده می‌نمایند. بزرگترین مشکل. تبدیل فاز مایع به فاز گاز است که اغلب به درجه حرارت بستگی دارد. هرگز نباید کپسول یا تانک کلر را که مدتی در هوای گرم قرار داشته ۶۴ -------- صفحهٔ بعد -------- است. بدون انکه به درجه حرارت اطاق کلرزنی برسد در سرویس قرار داد: زیرا بخصوص در هنگام شب گاز کلر در لوله‌های سرد و جلو شیر فشار شکن به مایع تبدیل می‌شود. ناخالصیهای موجود در گاز کلر در هنگام میعان رسوب می‌کند و این رسوبات سبب مسدود شدن سوراخهای ریز دستگاه کلریناتور می‌شود؛ در صورتی که لازم باشد سیلندر داع فوراً در سرویس قرار داده شود. باید به طور مصنوعی با شیلنگ آب آن را سرد نمود. ضمن اینکه عدم رعایت نکات اشاره شده می‌تواند منجر به ترکیدگی خط انتمّال کلر از سیلندر تا شیر فشار شکن شو د و مشکلات خاص خود را ایجاد نماید. - شیرهای نصب شده روی سر سیلندر باید هر دو سال یک بار عوض شوند. ولی شیرهای گاز و مایع به طور سالیانه به شرکتی که متخصص در این نوع شیرها است. فرستاده شود تا پس از سرویس و تمیز کردن آن. شیر را با فشار هیدرواستاتیک تا ۳۵ آتمسفر آزمایش کنند. خود تانک یا کپسولهای کلر را هر سه سال یک بار با فشار هیدرواستاتیک باید آزمایش نمود و قبل از آزمایش باید تانک یا کپسول کلر شسته و تمیز و - در موقع حمل و نقل و انبار کردن و بهره‌برداری. تانکها به صورت خوابیده قرار خواهند گرفت. جایگاه نصب سیلندرها برای بهره‌برداری طوری در نظر گرفته می‌شود که اولاً تانک روی هر کمربند خود در جایگاهی که با قرقره‌های اختصاصی پیش‌بینی شده قرار گیرد. ثانیاً تانکهای کلر از کف زمین به اندازه کافی فاصله داشته باشد. - در موقع به کار گرفتن کپسول و تانکهای کلر. ابزاری برای باز کردن درپوش و شیر به کار برده خواهد شد. طول این قطعه ابزار نباید از ۱۵ سانتیمتر تجاوز نماید و نهایت دقت در باز و بسته کردن شیرهای مخصوص کلر باید معمول گردد. - چنانچه شیری باز نمی‌شود. به جای اعمال زور. یک تکه پارچه را در آب جوش فرو ببرید و برای گرم کردن دور شیر استفاده کنید. شیر به راحتی باز خواهد شد. (استفاده از شعله در هر حال ممنوع است). - در موقع باز کردن کپسول یا تانک کلر خالی از خط ارسال کلر و یا در موقع بارگیری کپسول و تانکهای خالی باید اولاً از بسته بودن شیر سرکپسول یا تانک اطمینان حاصل کرد و ثائیاً کلاهک یا درپوش باید در محل خود نصب شود و علامت *اخالی است " مبنی بر خالی بودن کپسول یا تانک و علامت *"دارای کلر است " مبنی بر نیمه پر بودن کپسول در روی آن نوشته شده و برای تحویل به کارخانه ارسال گردد. - در صورتی که در اثر نقص یا به هر اعلت دیگر کپسول یا تانک. نتوانست تحت بهره‌برداری و مورد استفاده قرار گیرد و هنوز پر است. باید به کارخانه برای رفع نقص عودت داده شود و با نصب علامت ""کپسول پر است. احتیاط کنید"" دریافت کننده را مطلع کرد. - از قرار دادن کپسول و تانکهای کلر در مقابل تابش آفتاب تابستان یا بهره‌برداری آنها در محلی که آفتاب مستقیماً به کپسول یا تانک بتابد و از انبار کردن کپسول و تانکها و قرار دادن آنها در محلی که احتمال بالا رفتن درجه حرارت و یا احتمال آتش‌سوزی وجود دارد باید خودداری شود. - در اتاق کپسولهای تحت بهره‌برداری کلر تامین حداقل درجه حرارت در حدود ۱۰۵ به همراه تهویه مناسب ضروری است. ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- - باید طراحان دقت نمایند که حتی‌المقدور فاصله بین کپسولها و تانکهای کلر از دستگاه های کلرزنی کم باشد تا از مایع شدن مجدد گاز کلر که بزرگترین مشکل بهره‌برداری در تاسیسات کلرزنی است. جلوگیری - وقتی که از فاز گاز استفاده می‌شود. درجه حرارت کپسولها یا تانکهای کلر از درجه حرارت اطاق کلریناتورها باید کمتر باشد. - اتصالات و متعلقات لوله‌ کشی در خطوط انتقال و مصرف کلر باید از نوع خاص مقاوم به گاز کلر انتخاب شود و از اتصالات و لوله‌های معمولی در لوله کشیهای عادی باید اجتناب کرد. - در درجه حرارت معمولی کلر مایع بر روی "پی‌وی‌سی " اثر می‌گذارد و آن را حل می‌کند. لذا هرگز نباید از *پی‌وی‌سی " و مواد پلاستیکی در تأسیسات کلر مایع استفاده کرد. - در اثر گاز کلر تحت فشار "پی‌وی‌سی" به صورت متخلخل در می‌آید و گاز کلر در خلل و فرج آن به صورت مایع در می‌آید و سبب تشدید خرابی لوله *پی‌وی‌سی " می‌گردد؛ لذا در جایی که گاز کلر تحت فشار وجود دارد. نباید از لوله *پی‌وی‌سی " استفاده نمود. - شیرهایی که در خط انتقال گاز یا مایع کلر قرار داده می‌شوند. باید استاندارد و مورد تائید اداره استاندارد قرار گرفته باشند. - در تمام اتصالات بهتر است برای آببندی از نوار تفلن استفاده شود. - نظر به سنگینی گاز کلر. لازم است که محل نصب مکنده‌های هوا در پایین‌ترین نقطه ممکن باشد. - مقدار کلر قابل دریافت در سیلندرهای ۶۸ کیلویی (۱۵۰ پاندی) ۷۵۰ گرم بر ساعت (۴۰ پاند بر روز) و در تانکهای یک تنی ۵ کیلوگرم بر ساعت (۴۰۰ پاند بر روز) پیشنهاد شود و اگر مصرف از این مقدار بیشتر شود. باید تعداد سیلندرهای در سرویس را اضافه نمود. برای حفاظت تاسیسات کلرزنی و جلوگیری از میعان گاز کلر در خط انتقال کلر از سیلندر به کلریناتور گاهی از شیر فشار شکن که در نزدیکی سیلندر کلر نصب می‌شود. استفاده می‌گردد. در این صورت با کم کردن فشار گاز کلر از میعان گاز جلوگیری می‌شود. مثال: با توجه به منحنی اشباع گاز کلر به شکل ۲۰-۴ بفرض سیلندر کلر در محلی که درجه حرارت آن ۲۰72 است قرار داده شود. لذا درجه حرارت کلر نیز ۲۰72 است. فشار اشباع گاز در ۲۰*۵ براپر ۶ آتمسفر است. حال جنانجه هوای اطاقی که کلریناتور در آن قرار دارد ۱۷*۵ باشد. گاز کلر در فشار کمتر از ۶ اتمسفر به حالت گاز باقیمانده و مایع نمی‌شود. چنانچه درجه حرارت کمتر شود. در اثر اتصالات و شیر آلات. گاز به فاز مایع برگشت می‌کند و در دستگاه کلرزنی اختلال ایجاد می‌نماید. ۶۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ک دستگاه شیر فشار شکن و پایین آوردن فشار تا حد ۲ تا ۳ آتمسفر می‌توان مشکل را حل ت اگر درجه حرارت اطاق کلرزنی تا صفر درجه سانتیگراد هم پایین بیاید. طبق منحنی اشباع تفاق نمی‌افتد. ن موجود در بازار با فشار فنر و یا با تراکم هوا و یا فشار مایع کار می‌کنند که هر کدام داری و نگهداری و تعمیرات خاص خود رادارند و باید اپراتورها طبق آن عمل نمایند. ولی به | سه سال یک بار باید فنر نیز عوض شود و دیافراگمهایی که از آلیاژ نقره است. هر ۵ سال تا اگر علائمی از تنش در آن بود. برای تعویض آن اقدام شود. « 35 30 25 20 15 ره ‌ 0۵ ,8301 0 0 0 0 0 0 0 0۹ 1 0 0 0 0 0 90 0 90 90 ۹9090 ۱1۵ ید بب نب نب یلیل .ی 9 2 5 3 0 6 0 2 بت 0صم ی نبلنل 8.0 70 6 ده ا ۵و ‎٩+ [ ها ) ری ال 1 جر ۳ مد 0 ننلنس 1-۱۲ : 0 ۵ ۵ اه ۵ زا اه ها ۵ ها ها ها 5 سمم سس 20 4 ت 0۵ ۵ 2- 30- ب ربب با مه ۰ 35 30 25 20 ۹5 ۱۱۵ ک زه فشار بر حسب بار شکل ۲۰-۴ منحنی (درجه حرارت - فشار) برای گاز کلر اشباع شده ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- چ- بوستر پمپها بوستر پمپهایی که به منظور تامین آب مورد نیاز انژکتور مورد استفاده قرار می‌گیرند. از نوع پمپهای سانتریفوژ و با توربینی‌اند. پمپهای سانتریفوژ در جایی مصرف می‌شوند که لازم است فشار آن کم و دبی آن زیاد باشد و در تصفیه خانه‌هایی که بیش از یک انژکتور دارد. کاربرد دارند. پمپهای سانتریفوژ دارای عمر بیشتر و نگهداری و تعمیرات آن کمتر است. پمپهای نوع توربینی معمولاً در تاسیساتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که اختلاف فشار لازم را برای انژکتور ایجاد نماید. این پمپها دارای فشار دینامیکی نسبتاً زیاد و دبی کم‌اند. پمپهای توربینی باید مجهز به شیر کنار گذر برای تنظیم دبی پمپ باشند و همچنین این پمپها طوری انتخاب می‌شوند که دبی آن در حدود دو برابر آب مورد نیاز انژکتور باشد. در این صورت زمانی که پمپ نو و کار نکرده است. آب پیش از حد نیاز از طریق شیر سوزنی قابل تنظیم کنار گذر عبور داده می‌شود و به تدریج که پمپ فرسوده می‌شود. بهره‌بردار باید شیر کنار گذر را طوری تنظیم کند که فشار لازم را در انژکتور ایجاد نماید. باید دفت شود که به هیچ وجه نباید ماسه وارد این پمپها شود: زیرا به سرعت عمر پمپ را کوتاه می‌کند. د- سیستم انز کتورها انز کتورها در اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند که بعضی از آنها قابل تنظیم است و یا گلویی قابل تعویض متناسب با شرایط هیدرولیکی کار دارد. ان کتورها معمولاً در محل کار و در زمان راه‌اندازی باید تنظیم شوند و برای این منظور باید دو شرط را مراعات - سیستم سوپاپ (5100) انژکتور طوری تنظیم شود که در هر صورت غلظت آب کلر خروجی از انژکتور هرگز از ۳۵۰۰ میلی گرم بر لیتر تجاوز نکند. - انژکتور طوری تنظیم شود که حداکثر تزریق کلر در حداقل فشار کار مقدور باشد. - چنانچه با تمام تنظیمات ممکنه تامین سرعت مطلوب و نتیجتاً مکش مناسب در گلویی انژکتور میسر نگردد. در این حالت تعویض گلویی یا گلویی مناسب ضرورت می‌یاید. ه- کلر یناتورها کلریناتورهای دستی دستگاههای نسبتاً ساده‌ای هستند که مکانیزم آنها براساس وجود تعدادی شیر تنظیم دیافراگمی بنا نهاده شده و شیرهای تنظیم کلریناتورهای اتوماتیک بنا به مقاصدی طراحی شده‌اند. موتوری با نیوماتیکی است که از مقدار جریان آب یا میزان کلر آزاد باقیمانده در آب تصفیه شده فرمان می‌گیرد. عامل حساس در کلریناتورهای تحت خلاء نسبی مقدار خلاء ایجاد شده در سیستم است بنابراین لازم است: - دقت شود که تمام اتصالات در مقابل خلاء آببندی باشند. - به علت ایجاد فرسودگی و خستگی در فنرها و باقی ماندن رسوبات ناخالص گاز کلر در محل نشستن محورها و فنرهای دیافراگم لازم است هر دو سال یک بار همه فنرها عوض شوند و محورها و محل نشستن آنها هر سال یک بار تمیز شود. ۶۸ -------- صفحهٔ بعد -------- - شیشه اندازه‌گیری گاز کلر و گلوله داخل آن باید حداقل هر شش ماه یک بار باز و تمیز شود. - از آنجایی که سیستم انژکتور قلب کلریناتور است. باید این قسمت تحت مراقبت خاص قرار گیرد. با استفاده از فشار سنج روی خط ورودی آب به انژکتور و اندیکاتور خلاء دستگاه کلریناتور. می‌توان کار دستگاه انز کتور را کنترل و عیب آن را مشخص کرد. اگر مقدار فشار آب کافی باشد و خلاء لازم به وجود نیاید. دو عامل ممکن است وجود داشته باشد: ۰ قسمتی از گلویی ورودی آب انژکتور ممکن است توسط مواد معلق مسدود شده باشد. 0 در خروجی انژکتور ممکن است موانعی ایجاد شده باشد. یکی دیگر از عواملی که سبب درست کار نکردن سیستم انژکتور می‌شود. رسوبات آهن و منگنز در گلوگاه انز کتور است که لازم است بازدید و در صورت وجود رسوب با کمک اسید کلریدریک طبق توصیه سازنده تمیز دستگاه انژ کتور مجهز به شیر یکطرفه‌ای است که از ورود آب به کلریناتور جلوگیری می‌کند که معمولاً دارای فنری است. این نفر هر دو سال یک بار باید عوض شود. در بهره‌برداری از دستگاههای کلریناتورها. آنهایی که دستی هستند. نیاز به تنظیم خاصی ندارند و فقط باید به طور دستی چنان تنظیم شوند که مقدار کلر باقیمانده در حد معینی باشد و کلریناتورهایی که خودکار هستند. باید فیلترهای گاز باید هر شش ماه یک بار بازدید شوند. در هر بازدید المان فیلتر باید عوض شود و تله‌های رسوبگیر با آب سرد شسته و قبل از نصب باید خشک شوند. بیشتر ناخالصیهای کلر را مواردی از قبیل: کلرورفریک که در آب حل می‌شود و ترکیب کمپلکس هیدروکربناتهای کلر و نظایر آن در آب حل نمی‌شوند. تشکیل می‌دهند که این مواد با کمک تری کلرواتیلن یا ایزوپروپیل الکل قابل شستشویند. ۶-۱-۵-۲-۴ تجهیزاتن جنبی کلرزنی تجهیزات جنبی که ممکن است در تاسیسات کلرزنی مورد استفاده قرار گیرند. به طور خلاصه به شرح زیرند: الف - اندیکاتور کلر 7 10۲6 ۵۱۵ ۲۵۵۵ ب‌- دستگاه تعیین کننده کلر باقیمنانده ( کلرسنج) ۴۵۵۵ 010۵۵ 3 دستگاه اخطار انتشار گاز کلر 17 هم ۲۸10۳۵ د- سیستم تعویض کننده خودکار سیلندر یا تانک کلر 07 5۳۳1۵۱ ۸۱۱۵۱۳۵۵ هد - تبخیر کننده کلر ۶5 ۲۳10۳6 و- علائم خبری هشدار دهنده راع 5۵ ۳1۳1۹۹10 ۶۹ -------- صفحهٔ بعد -------- الف - اندیکاتور کلر منظور از اندیکاتور کلر وسیله‌ای برای نشان دادن مقدار جریان گاز کلر در کلریناتور است. به وسیله این دستگاه می‌توان دستگاه کلرزنی را به طور دائم تحت مراقبت قرار داد. مانند هر دستگاه اندیکاتور, در این دستگاه نیز باید در ابتداء تنظیم صفر و حداکثر جریان براساس دستورالعمل سازنده انجام گیرد. ب- کلرسنجها دو روش برای کلرسنجی وجود دارد: - روش رنگ‌سنجی " - روش آمپرسنجی " * روش رنگ‌سنجی آب کلردار در مجاورت اندیکاتور 1.۳.0" تولید رنگ قرمز می‌کند که شدت این رنگ متناسب با غلظت کلر است داروی .1.۳ به صورت قرص و یا کپسولهای ۰/۵ گرمی در چهار نوع مختلف برای اندازه‌گیریهای زیر تولید می‌شود: - اندازه‌گیری کلر آزاد قابل دسترسی - اندازه‌گیری مونو کلرآمین - اندازه‌گیری دی کلرآمین - اندازه کلر باقیمانده به صورت آزاد و ترکییی - اندازه‌گیری تری کلرآمین (نیتروژن تری کلراید) برای اندازه‌گیری هر کدام از پارامترهای فوق. باید با استفاده از کمپراتور و دیسک .1.۳ و طبق دستورالعمل خاص خود اقدام شود. در این سنجشها نیز عوامل 011 درجه حرارت. سرعت عمل در صحت و دقت اندازه گیری موثر خواهد بود. ]| 2-0 6 6 ۳6۷16 - م -ااط] - 3 ۷۰ -------- صفحهٔ بعد -------- * روش آمپرسنجی همان‌طور که از اسم این روش بر می‌آید. دستگاه اندازه‌گیری تشکیل شده از یک آمپرمتر دقیق و دو الکترود از فلزات مختلف (معمولاً مس و طلا) و الکترولیتی که به هالوژنهای آزاد حساسیت دارد". با این روش به کمک افزودن مواد شیمیایی خاص به الکترولیت می‌توان کلر آمینها را نیز اندازه‌گیری کرد. در 0۳1 کمتر از ۴ در اندازه گیری کلر ترکیبی قابل دسترسی عوامل دخالت کننده‌ای مانند: آهن. منگنز. و نیتراتها نمی توانند موثر باشند. لذا باید همیشه 0۲1 الکترولیت با افزودن محلول بافر ۴ درصد ۳/۵ تا ۴/۵ حفظ شود. در این دستگاه واحد سل (مجموعه الکترولیت و الکترودها) الکترود مسی همیشه یونهای فلز خود را متناسب با مقدار کلر باقیمانده از دست می‌دهد و باید هر سال یک بار یا هر ۱۸ ماه یک بار تعویض شود. اگر دستگاه با آب آشامیدنی کار کند به نگهداری کمتری نیاز دارد و این نگهداری بستگی به تمیزی آب دارد و چنانچه آب خام گل آلود باشد. بهتر است آب نمونه از یک فیلتر کوچک عبور داده شود. برنامه نگهداری زیر برای این نوع کلر سنج (در صورتی که دستورالعمل سازنده در دسترس نباشد) پیشنهاد می‌شود: روزانه : - جریان آب نمونه به ترتیب زیر بازدید شود. ۵ فشار آب در حدود ۱/۷ اتسمفر (9م۲۵) باشد. ۵ _خروج فیلتر کاملاً باز باشد. 0 سیستم بمباردمان الکترود صحیح باشد (الکترولیت به دور الکترود طلا گردش کند). - 4ام محلول الکترولیت با کاغذ ۲4 کنترل شود (هرگز نباید بیش از ۵ باشد). - دقت شود که نمونه آب که به دستگاه اندازه‌گیری می‌رسد. کافی باشد. - مقدار بافر در ظرف بازدید شود - آزمایش آمپرمتریک دستگاه هر ۲۴ ساعت یک. بار ضروری است. - سیگنال کنترل به کلریناتور فرمان می‌دهد قطع شود (به حالت دستی در می‌آید). - فیلتر با فشار ۳ تا ۵ اتمسفر شسته شود. - الکترود طلا باز و شسته شود. - سل راهر مرتبه تنظیم کنید (تنظیم صفر و حداکثر طبق دستورالعمل سازنده). ۱- متناسب با بالا رفتن غلظت کلر در الکترولیت اختلاف سطح الکتریکی بین الکترودها افزایش می‌یاید و آمپرسنج عبور جریان بیشتری را نشان می‌دهد. ۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ج- دستگاه اخطار انتشار گاز کلر اصول کار دستگاه اخطار انتشار گاز کلر براساس دو روش متفاوت زیر است: در روش اول:: هوای آلوده به کلر را مستقیماً به محلول اندیکاتور کلر وارد می‌کنند که کلر موجود در هوا سبب رنگین شدن محلول اندیکاتور کلر می‌شود. شدت این رنگ متناسب با مقدار آلودگی هوا به کلر است. است. یک دستگاه فتوالکتریک شدت رنگ را اندازه‌گیری می‌کند و چنانچه از حد مجاز بیشتر باشد. به طریق الکتریکی. رله فرمان عمل می‌کند که در نتیجه آن. آژیر خبر به صدا در می‌آید و چراغ مخصوص "انتشار گاز کلر"" روشن می‌شود و هواکشهای محل آلوده به کار می‌افتد. در روش دوم هوای آلوده از محلول مورد نظر عبور می‌کند و با توجه به مقدار آلودگی آن به گاز کلر هدایت الکتریکی محلول تغییر می‌کند. با توجه به حساسیت این دستگاهها باید طبق دستورالعمل بهره‌بردار و نگهداری آن عمل شود. د- سیستم تعویض کننده خودکار چنانچه هدف کلرزنی دائمی و بدون وقفه باشد. در این صورت نیاز به دستگاهی است که به طور خودکار سیلندر یا تانک خالی کلر را از مدار خارج و کپسول یا تانک کلر پر را در مدار بهره‌برداری قرار دهد. برای انجام دادن این منظور به شرح زیر عمل شده است: - تعویض خودکار کپسول یا تانک کلر با استفاده از سیستم شیرهای فشار شکن این سیستم شامل دو خط تفسیم کننده مجزا از هم است که هر کدام مجهز به شیر فشار شکن قابل تنظیم (/۳1۷) و فشار سنج گاز کلر هستند. شیر فشار شکن یکی از دو خط ارسال کلر ۰/۷ تا ۱/۵ آتمسفر بیشتر از خط دیگر تنظیم می‌شود. بنابراین این گاز کلر از طریق شیر فشار شکنی که فشار آن بیشتر است. جریان می‌یابد. هنگامی که تمام کلر مایع کپسول یا تانکهای متصل به این خط تبخیر شده و فشار آن به مقدار کمتر از شیر فشار شکن خط دیگر رسید. شیر فشار شکن آن بسته نیست و شیر فشار شکن خطی که دارای کلر مایع است. باز می‌شود و جریان کلر برقرار می‌گردد. در هر صورت فشار سنجها نشان می‌دهند که کلر از کدام یک از دو خط جریان دارد. ه- تبخیر کننده کلر در شرایطی که بخواهیم مقدار زیادی از مایع داخل کپسول را خارج و مصرف کنیم. از دستگاه تبخیر کننده کلر استفاده می‌شود. دستگاههای تبخیر کننده. حرارت لازم را برای تبخیر مایع کلر فراهم می‌کند و سپس گاز کلر حاصله به صورت عادی به قسمتهای مختلف سیستم کلرزنی منتقل می‌شود. هر دستگاه تبخیر کننده متشکل از مخزن تحت فشاری است که کلر مایع به آن وارد و از اطراف به آن حرارت داده می‌شود. منبع حرارت. انرژی الکتریکی و یا بخار و یا آب گرم است و سازندگان مختلف انواع مدلهای گوناگون را عرضه کرده‌اند. معمولترین نوع گرمایش مورد استفاده در تبخیر کننده‌ها گرمایش الکتریکی است. این تبخیر کننده‌ها در ظرفیتهای مختلف ساخته می‌شوند. در تمام موارد حرارت تبخیر کننده توسط ترموستات کنترل ۷۲ -------- صفحهٔ بعد -------- می‌شود تا دمای حاصله را ثابت نگه دارد و گاز کلر در شرایط مطمئنی از درجه حرارت از تبخیر کننده خارج شود. به طوری که در شکل ۲۰-۴ ملاحظه شد. تغییرات افزایش فشار متناسب با افزایش درجه حرارت است. مثلاً در درجه حرارت صفر درجه سانتیگراد فشار گاز کلر حدود ۲/۵ بار و در ۲۰ درجه سانتیگراد حدود ۶ بار است. در تبخیر کننده‌ها باید درجه حرارت مایع کلر را به وسیله عمل گرم کردن تا حدی افزایش داد که فشار گاز تولید شده برای بهره‌برداری از سیستم به حد کافی برسد. علاوه بر آن لازم است برای جدا کردن ذرات مایع از گاز تولید شده (به عبارت دیگر خشک کردن گاز کلر) آن را گرمتر نمود. گاز کلر برای بهره‌برداری از سیستم کافی نخواهد بود: مثلاً در جایی که درجه حرارت محیط به 7۵ ۲۰- تنزل باید مخزن ذخیره کلر را با هوای تمیز و بسیار خشک تحت فشار قرار داد تا اطمینان کافی از تغذیه کلر مایع به داخل تبخیر کننده حاصل شود. به طور مثال اگر مخزن کلر در درجه حرارت ۲۰*0 با هوایی به فشار ۳/۵ بار در شکل ۱-۴ ۲ نقشه شماتیک نمونه تبخیر کننده با گرم کننده الکتر یکی نشان داده شده است. به طوری که مشاهده می‌شود. تبخیر کننده شامل یک مخزن گازی بسته حاوی کلر است که در داخل یک مخزن آب گرار داده شده است. آب اطراف مخزن کلر به کمک گرمکن برقی گرم می‌شود و این آب سبب گرم شدن کلر مایع موجود در مخزن کلر و تبدیل آن از حالت مایع به بخار و گاز می‌شود. درجه حرارت آب توسط ترموستات کنترل می‌شود. هنگامی که حرارت آب گرم توسط مایع کلر جذب می‌شود. درجه حرارت آب خنک می‌شود و تا زیر حد تنظیمی ترموستات پایین می‌آید. در این حالت ترموستات فرمانی می‌دهد و گرمکن برقی روشن می‌شود. گرمکن مذکور آنقدر به کار خود ادامه می‌دهد تا دمای آن به حد بالای تنظیم ترموستات برسد. به محض رسیدن به این دستگاه گرمکن خاموش می‌شود و این عمل خاموش و روشن شدن گرمکن برقی به طور خودکار ادامه می‌یابد. می‌گردد. به طوری که برای جبران این کاهش باید درجه تنظیم ترموستات آب گرم را به تدریج بالا برد و هنگامی که دستگاه تبخیر کننده نتواند مقدار کافی و مطلوب گاز کلر را تحت درحه حرارت لازم (فوق گرم یا 4۵1 50۵۳) تبخیر نماید. باید مخزن تحت فشار تبخیر کننده تمیز شود. تواتر این تمیز کاری تابع درجه خلوص کلر و میزان گاز کلر توسط تبخیر کننده است. برای حصول به بهترین نتیجه باید دستورالعملهای تمیزکاری که از طرف سازندگان ارائه می‌شود به دقت رعایت گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- از نظر ایمنی و سهولت بهره‌برداری از دستگاه تبخیر کننده علاوه بر ترموستات کنترل کننده مدار گرمکن. هر تبخیر کننده دارای تجهیزات زیر نیز است: - ترازسنج سطح آب: لوله شیشه‌ای آبنما برای کنترل سطح آب تبخیر کننده - فشارسنج گاز کلر: شاخص فشار گاز کلر را داخل مخزن کلر تبخیر کننده - دماسنج کلر: شاخص دمای گاز کلر خروجی از تبخیر کننده - دماسنج آب: شاخص دمای آب گرم تبخیر کننده - رله‌های حداقل و حداکثر درجه حرارت آب تبخیر کننده: چنانچه آب تبخیر کننده سرد شده و عقربه نمایش درجه حرارت. به مقدار حداقل تنظیم شده برسد. نشانگر عیب در سیستم گرمایش تبخیر کننده است. تماس عقربه درجه حرارت به حداقل تنظیم شده سبب فعال شدن رله مربوط و به صدا در آمدن زنگ خطر و قطع - رله حداکثر درجه حرارت آب تبخیر کننده: جنانجه درجه حرارت آب تبخیر کننده بیش از حد بالا رود (به علت نقص سیستم کنترل دستگاه تبخیر کننده) و عقربه درجه حرارت با نشانه حداکثر درجه حرارت تماس پیدا کند. رله حداکثر درجه حرارت تحریک شده زنگ خطر به صدا در می‌آید و مدار گرم کننده برقی قطع می‌شود. - رله تراز حداقل سطح آب: چنانچه سطح آب تبخیر کننده به حداقل تنظیم شده برسد. مدار اعلام خطر بسته و شیر خودکار ورود آب به تبخیر کننده باز می‌شود. - رله گرمکن: این رله بر اثر فرمان ترموستات مدار کنترل به منظور قطع و وصل جریان برق گرمکن عمل می‌کند. - حفاظت کاتدی: سیستم حفاظت کاتدی. سطوح فلزی در تماس با آب دستگاه تبخیر کننده را در مقابل خوردگی حفاظت می‌کند. دبی سنج آب: این دستگاه نشاندهنده جریان آب به مخزن آب گرم دستگاه تبخیر کننده است و می‌توان به کمک آن میزان دبی جریان آب را تنظیم کرد. و- علائم خبری و هشدار دهنده علائم خبری که در تاسیسات کلرزنی ممکن است مورد استفاده قرار گیرد (به صورت روشن شدن چراع علائم یا به صدا در آمدن بوق خبر و یا هر دو) به منظور دستیابی اهداف زیر است: - مقدار خلاء کمتر از حد مجاز است. - مقدار خلاء بیشتر از حد محاز است. - اعلام خبر مربوط به تبخیر کننده شامل: - درجه حرارت آب کمتر از حد تعیین شده است. - درجه حرارت آب بیشتر از حد تعیین شده است. - سطح آب پایین‌تر از حد تعیین شده است. - سطح آب بالاتر از حد تعیین شده است . ۷۴ -------- صفحهٔ بعد -------- - تبخیر کننده روشن است (با روش شدن یک لامپ) - فشار کلر پایین است (چه گاز و چه مایع) - کلر باقیمانده آب کمتر از حد تعیین شده است. - کلر باقیمانده آب بیشتر از حد تعیین شده است. - مقدار کلر در حال مصرف بیشتر یا کمتر از حد تعیین شده است. - فشار آب انژکتور پایین است. - نشت گاز کلر وجود دارد. بیشتر قطعات مورد استفاده در سیستمهای کنترل و خبری کلرزنی‌ها برقی هستند و نیاز به انگهداری و سرویس دارند. بخش نگهداری و تعمیرات باید بتواند هر کدام از قطعات این دستگاهها را که لازم باشد عوض نماید و این قطعات به صورت یدکی باید در اختیار آنها قرار داده شود؛ مانند پتانسیومترهاء کلیدهای خودکار.... تمام کلیدها. تابلوها و پریزها باید در محلی خارج از منطقه کپسولهای کلر و اطاقهای کلرزنی نصب شوند و به طور کلی تمام سطوح فلزی در اتاقها باید با رنگ اندود شده و همیشه تمیز نگاه داشته شوند. در سیستمهای کنترل نیوماتیک. قطعات متحرک بیشتر نیاز به مراقبت و نگهداری دارند و اغلب مشکلات در این سیستم به علت کثیفی و رطوبت هوا به وجود می‌آید و به تدریج قطعات متحرک مانند: دیافراگم. شیرهای پروانه‌ای و محل نشستن قطعات متحرک را خراب می‌کند. لذا باید حتی‌المقدور تمیز نگاه داشته شوند تا عمر آنها طولانیتر شود. فنرهای مورد مصرف در این سیستمها معمولاً دارای عمر طولانیتراند و هر ۵ تا ۶ سال یک بار نیاز به تعویض دارند. 1 : 7ج ورودی ماد خروحی گاز کلر چچهس : 1 بع کلر هواکش یر ۷۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۷-۱-۵-۴ حفاظت و کمکهای اولیه ٩‏ خطرات کلر کلر مایع سبب تحریک و سوختگی پوست و به لحاظ تبدیل سریع به کلر گازی شکل در مقادیر قابل ملاحظه سبب خفگی سریع می‌گردد و بسته به غلظت آن باعث تحریک مخاط دهان. سیستم تنفسی و چشم می‌شود و هر چه گاز استنشاق شده بیشتر باشد. به همان نسبت خطرها و ضایعات وارد شده به سیستم تنفسی بیشتر خواهد بو د. کلرزدگی به دو صورت ممکن است روی دهد: یکی کلرزدگی ناشی از گاز کلر در محیط خشک و دیگر کلرزدگی در محیط مرطوب می‌افتد و نسبت به نوع "اب " ناراحت کننده‌تر است. در این حالت به محض آنکه گاز کلر وارد حلق شد. شخص احساس سوزش واتنگ شدن مجاری تنفسی می‌کند و این عکس‌العمل طبیعی بدن برای جلوگیری از ورود بیشتر گاز کلر به ریه است. در این حالت اولاًء باید فوراً شخص مصدوم را از محل آلوده به گاز خارج کرد و ثائیاً توصیه می‌شود که از طریق دهان و به آرامی تنفس کند. زیرا تنفس از طریق بینی سبب بروز سرفه می‌شود که حتی‌المقدور باید از آن جلوگیری شود (روش درمان به شرح صفحه ۷۸ خواهد بود). ب- کلرزدگی در محیط مرطوب و همراه با بخار آب: این نوع کلرزدگی وقتی به وجود می‌آید که شخص در محیطی قرار گیرد که در آن گاز کلر از طریق نشت کلر باشد. هنگامی که غلظت کلر در هوای محل از ۰ میلی گرم بر لیتر بیشتر شود. می‌تواند سبب کلرزدگی گردد. در ابتدا چون گاز کلر همراه با هوای مرطوب (بخار آب) است نسبت به حالت کلرزدگی خشک بیشتر قابل تحمل است و در نتیجه عکس‌العمل طبیعی (سرفه) کمتر و کلر بیشتری به داخل ریه‌ها وارد می‌شود. به همین جهت ضایعات این کلرزدگی بیشتر است و حتی اگر شخص قرار گرفته در محیط مذکور در حالت خواب باشد. ممکن است این نوع کلرزدگی سبب خفگی و منجر به مرگ او شود در این نوع کلرزدگی شخص مصدوم را باید فوراً از محل آلوده خارج نمود و قبل از شروع درمان. او را طوری قرار دهند که سرش پایین‌تر از بدن قرار گیرد تا به تدریج گاز کلر موجود در شش‌ها از دهان وی خارج شود (روش درمان به شرح اشاره شده خواهد بود) جدول زیر آثار شدت آلودگی هوا به گاز کلر را نشان می‌دهد: ۷۶ -------- صفحهٔ بعد -------- آثار غلظت گاز کلر در هوا بر حسب را اسسه سس پس از چندین ساعت قرار گرفتن در فضای آلوده نشانه‌هایی از وجود ۱ گاز کلر تشخیص داده می‌شود. حداقلی که می‌توان بوی کلر را تشخیص داد ۳/۵ حداکثر مقداری که می‌توان برای مدت یک ساعت بدون ناراحتی جدی ۴ تحمل کرد. بدون خطر. پس از چندین دقیقه. ناراحتی در تنفس احساس می‌شود. ۵ حداقلی که سبب تحریک گلو می‌شود ۱۹۵/۱ حداقلی که سیب سرفه می‌شود ۳۰/۲ مقداری که از ۳۰ دقیق تا یک ساعت خطرناک است ۴۰۶۰ اکثر حیوانات را در مدت کوتاهی می‌کشد ۱۰ ۰ کمکهای اولیه در مورد کلرزدگیهای شدید و حاد. باید فوراً از مراکز فوریتهای پزشکی درخواست کمک شود و به موازات آن اقدامات زیر انجام گیرد : - شخص کلرزده باید بلافاصله از فضای آلوده خارج گردد و به محل سالم منتقل شود. - تعویض لباسهای شخصی کلرزده به علت آلوده بودن به گاز کلر توصیه می‌شود. - فرد کلرزده باید در جای گرم و راحت نگهداری و آرامش او حفظ شود. - استفاده از دستگاه تنفس مصنوعی بجز در موارد حاد توصیه نمی‌شود: در صورت نیاز به استفاده از دستگاه فوق باید حتماً زیر نظر پزشک این عمل انجام شود. - به طور کلی در مواجهه با این گونه حوادث. پزشک باید از پایین افتادن فشار خون جلوگیری کند و با نظارت دقیق اکسیژندهی (مخلوط اکسیژن و گاز کربنیک) شود (فشار بازدم نباید از ۴ سانتیمتر ستون آب تجاوز نماید) پزشک باید التهابات و آماس ریوی را در نظر داشته باشد. داروهای آدرنالین و پنتاترین و مرفین و... برای جبران کمبود اکسیژن خون بیمار به علت تشدید ناراحتهای ریه نباید مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از داروهای امیل‌نیتریت" نیز که به علت خاصیت تحریک کنندگی قلبی آن سبب افت فشار خون می‌شود (چون فشار خون قبلاً به دلیل کلرزدگی پایین آمده) منع گردیده است. بیمار پس از بهبودی اولیه از عوارض ریوی نیاز به مراقبتهای پزشکی و پرستاری دارد تا از ابتلاء وی به امراض ریوی و ذات‌الریه جلوگیری به عمل آید. 0 ]1 ۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸-۱-۵-۲-۴ توصیه‌های لازم به طور کلی در مورد کلرزدگی رعایت نکات زیر ضروری است: - حفظ خونسردی و آرامش پ دور کردن فوری شخص کلرزده از محیط آلوده به گاز کلر - حرکت اهسته و بدون تقلا موارد کلرزدگی خفیف معمولاً شخص کلر زده احساس دسته بودن راه تنفس و خفگی می‌کند. دجار ترس و وحشت می‌شود که در حالات خفیف می‌توان با خوراندن شربت معالج کلرزدگی. آثار کلرزدگی را برطرف نمود و آرامش را به شخص کلرزده باز گرداند. فرمول ساخت شربت معالج کلرزدگی برای حجم ۲ لیتر به شرح زیر است: آب ۵ میلی لیتر شکر ۵ گرم تنتورلاواند (استخدوس) ۷ میلی لیتر شربت آمونیا آروماتیک ۶ میلی لیتر شربت کلرو فرم ۵ میلی لیتر اسانس نعنا ۷ میلی لیتر طرز تهیه شربت کلرزدگی: ابتدا اسانس نعنا را به الکل اضافه می‌کنند و پس از به هم زدن. شربت کلروفرم را به آن می‌افزایند و سپس شربت آمونیا آروماتیک اضافه می‌شود پس از اضافه کردن هر کدام از محلول‌های فوق. (محلول کاملاً به هم‌زده شود) محلول حاصل شده را به آبی که قبلاً شکر در آن حل شده اضافه می‌کنند و شربت حاصل شده را خوب به هم می‌زنند تا شربت مورد نظر به دست آید (برای تهیه شربت کلروفرم. ۶۰ میلی‌لیتر کلروفرم در ۹۶۰ میلی‌لیتر الکل حل شود). مقدار مصرف: خوراندن یک قاشتق غذاخوری شربت ضد کلر هر پانزده دقیقه یک بار تا رفع عوارض کلرزدگی و یا برای مدت یک ساعت ضرورت دارد. ۹-۱-۵-۲-۴ تجهیزات حفاظتی نشت و آلودگی است. این لوازم عبارتند از: ۵ ماسک گاز کلر- که روی بینی و دهان قرار می‌گیرد و فیلتر گاز کلر روی آن بسته می‌شود. ۷۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵ فیلترهای گاز کلر دارای برچسب تاریخ استفاده اند و باید توجه داشت که در موقع استفاده تاریخ آن ۵ ماسک پوششی گاز کلر- مشابه نوع قبلی است با این تفاوت که همه سطح صورت را می‌پوشاند و دارای ۵ ماسک گاز مجهز به کپسول هوا- زمانی که نشت گاز زیاد و هوای محل کار چنان آلوده به گاز کلر است که نتوان از آن حتی با فیلتر استفاده کرد. باید از کپسول هوای فشرده برای تنفس بهره جست. ماسک مجهز به کپسول هوا شامل قسمتهای زیر است: الف - سیلندر هوای فشرده با حجم حدود ۶ لیتر که برای ۴۵ دقیقه تنفس کفایت می‌کند. وزن این کپسول در حالت پر حدود ۱۲ کیلوگرم و فشار داخل آن حدود ۲۰ آتمسفر است؛ این سیلندر با تجهیزات مربوط به ب- ماسک تنفسی که از طریق لوله یا شیلنگی به کپسول هوا متصل می‌شود. ۰۵ _پوشش کامل حفاظتی- این پوشش شامل لباس سرتاسری. چکمه و دستکش و ماسک مقاوم در مقابل گاز کلر است؛ به طوری که هیچ گونه روزنه‌ای بین بدن اپراتور و فضای خارج وجود ندارد. اپراتور پس از پوشیدن این لباس کپسول هوا را می‌بندد و آماده کار می‌شود. ۲-۵-۲-۴ هیبوکلریتها عمل هیپو کلریتها در آب آشامیدنی و تصفیه فاضلاب مانند گاز کلر است. مهمترین ترکیبات موثر کلر که برای سالم‌سازی آب آشامیدنی مورد مصرف دارند. عبارتند از: - هیپوکلریت سدیم ۹: 0 - هیپو کلریت کلسیم و(۲))061) - کلرور دوشو و۲40 هیپو کلریت سدیم (آب ژاول): معمولاً این هیپو کلریت به‌صورت محلول تولید می‌شود و نسبت به هیپو کلریت‌های دیگر به مخازن بزرگتری نیاز دارد و چون به صورت محلول است. حمل و نقلش مشکلتر و برای انبار کردن آن به هزینه بیشتری نیاز است. دستگاه‌های تزریق و اندازه‌گیری که با این محلول کار می‌کنند. به نگهداری و تعمیرات کمتری نیاز دارند. این محلول از اثر کلر روی سود سوزآور تولید می‌شود. حرارت + 31۵21 + 312061 + واح + 2012017 برای نگهداری این محلول به سبب قدرت خورندگی قوی آن باید از ظروف پلی‌اتیلن . پی‌وی‌سی. پلاستیک و لاستیک با ظروف فلزی اندود شده با مواد فوق استفاده کرد. ۷۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ثبات هیپو کلریت در محلول بستگی به درجه حرارت نور. وجود کاتیونهای فلزات سنگین دارد که برای انبار کردن محلول باید به عوامل فوق توجه داشت و دستورالعمل سازنده را رعایت نمود و مراقبت شود که درجه حرارت این محلول از ۲۸ تجاوز نکند. غلظت هیپو کلریت سدیم تجارتی از ۵ تا ۱۵ درصد هیپو کلریت است. - هیپوکلریت کلسیم: در سال ۱۷۹۸ تنان " با عبور دادن کلر از روی شیر آهک. هیپو کلریت کلسیم به دست آورد و آنرا لیکور سفید کننده نامید. بعدها آن را به صورت پودر و یا گرانول سفید کننده تولید کردند. حمل و نقل این هیپوکلریت نسبت به هیپوکلریت سدیم ساده‌تر و برای مصرف آن فقط کافی است هیپو کلریت را در آب حل کنند. مقدار هیپوکلریت خالص در هیپوکلریت کلسیم تجارتی حدود ۷۰ درصد هیپوکلریت یا ۳۵ درصد کلر قابل استفاده است. هیپو کلریت کلسیم را نباید در جایی که احتمال بروز حرارت است. یا جایی که مواد آلی وجود دارد انبار تجزیه هیپوکلریت کلسیم توام با حرارت است و از تجزیه آن اکسیژن و اکسید کلر حاصل می‌شود. در شرایط معمولی. هیپوکلریت کلسیم بین ۳ تا ۵ درصد در طول یک سال هیپوکلریت خود را از دست می‌دهد و بر اثر تماس با آب یا رطوبت موجود در هوا تجزیه می‌شود. ۱۲-۵-۲۴ هیبوکلریناتورها و انواع آن هیپو کلریناتورها دستگاههایی هستند که محلول هیپو کلریت را به آب آشامیدنی یا فاضلاب اضافه می‌کنند. هیپو کلریناتورها با توجه به اصول به کار گرفته شده به صورتهای متفاوت مکانیکی. الکتریکی. هیدرولیکی و با استفاده از لوله‌های مویین در ظرفیتهای مختلف ساخته می‌شوند. معروفترین انواع هیپو کلریناتورها به شرح زیرند: الف- پمبهای مکانیکی با دیافراگم این نوع پمپها شامل یک دیافراگم قابل انعطاف است. که به یک بازوی متحرک متصل است. حرارت دورانی الکترو موتور به کمک بازوی (میل لنگ) مذکور به حرکت رفت و برگشت تبدیل می‌شود. شکل این دیافراگمها عموماً به صورت دایره است. برای برگشت دادن دیافراگم معمولاً از یک مکانیزم فنری برگشت دهنده استفاده می‌شود. در زمان مکش حرارت دیافراگم سبب ایجاد خلاء نسبی در سوپاپ ورودی محلول هیپوکلریت می‌گردد و در عین حال باعث بسته شدن سوپاپ رانش می‌شود (شکل ۲۲-۴)؛ در نتیجه محلول به داخل محفظه مکیده می‌شود. در پایان زمان مکش برای حرکت معکوس شده. محلول تحت فشار قرار می‌گیرد. سوپاپ مکش بسته و ۳-1[ ۸۰ -------- صفحهٔ بعد -------- سوپاپ رانش باز می‌شود و محلول تحت فشار به داخل لوله رانش فرستاده می‌شود. در پایان زمان رانش بازوی متحرک جهت حرکت را عوض می‌کند و چرخه پر و خالی شدن ادامه می‌یاید. کاربرد این نوع پمپها به علت اینکه دیافراگم بدون اتکا است. محدود به فشارهای کم (فشارهای کمتر از ۱۰ اتمسفر) است. در عین حال پایین بودن فشار سبب می‌شود که بتوان از انواع وسایل محر که اصلی استفاده نمود: مثلا: می‌توان بازوی متحرک را از جنس سولونوئید انتخاب کرد. شکل ۲۲-۴ دیافراگم با سیستم مکانیکی ب - پمپهای هیدرولیکی با دیافراگم این پمپها ترکیبی است از پمپهای پیستونی و دیافراگمی (شکل ۲۳-۴) در این طرح پمپ پیستونی عمل ایجاد فشار مایع و دیافراگم عامل پمپ کردن محلول هیپو کلریت می‌شود. سیالی که پیستون روی آن عمل می‌کند باید مایع غیر خورنده باشد. برای آببندیها از کاسه نمد استفاده می‌شود. ظرفیت این دستگاهها با کمک تغییر کورس پیستون قابل تنظیم است. چ- پمپهای دیافراگمی استفاده از کنتور آب در بعضی مدلها از نیروی محرکه محور کنتور آب برای راه‌اندازی پمپ هیپوکلریت استفاده می‌شود. این نوع پمپ دارای دو مزیت مهم است: اولا برای کار کردن نیاز به مصرف برق ندارد و ثانیاً محلول هیپو کلریت مکیده ۸۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ظرفیت این هیپو کلریناتورها تا ۵ لیتر در ساعت و فشار ایجاد شده توسط پمپ این دستگاهها تا ۱۰ اتمسفر می‌رسد اکثر پمپها مورد استفاده در هیپوکلریناتورها از نوع دیافراگمی است. این پمپها خود ممکن است به صورت مکانیکی یا هیدرولیکی عمل نماید. روش کار پمپ به صورت رفت و آمدی است که توسط میل‌لنگ یا بادامک ایجاد می‌شود. دیافراگم این پمپها از جنس قابل انعطاف با خاصیت ارتجاعی زیاد ساخته می‌شود. در زمان مکش. شیر یکطرفه (سوپاپ مکش) باز می‌شود و محلول هیپو کلریت به داخل محفظه پمپ مکیده می‌شود. در زمان رانش, دیافراگم به داخل محفظه پمپ رانده می‌شود و سبب ایجاد فشار در محفظه پمپ شده و در نتیجه سوپاپ مکش بسته و سوپاپ رانش باز می‌شود. هیپو کلریناتورهایی نیز ساخته شده که حرکت رفت و آمدی پمپ آنها توسط محور کنتور آب که مجهز به بادامک است. تامین می‌گردد که در این صورت اولاً: حرکت پمپ نیاز به برق ندارد و ثانباً حرکت و سرعت پمپ هیپو کلریت متناسب با بده جریان آب است و عملاً حالت خودکار بودن دستگاه هیپو کلریناتورها را با بده کنارگذر (11۷۳0255) قابل تنظیم شکل ۲۳-۴ دیافراگم با مکانیزم هیدرولیکی (دیافراگم پلانجری) ۸۲ -------- صفحهٔ بعد -------- جریان به طرف لوله اصلی دیافراگم عامل ‏ و ۶ جریان از لوله اصلی شکل ۲۴-۴ پمپ دیافراگمی‌سیستم هیدرولیکی (تحت عمل آب ) ۲-۲-۵-۴ بهره‌برداری و تنظیم هیپوکلریناتورها عمومیترین روش تنظیم دبی هیپوکلریناتورها. تغییر کورس پیستون پمپ است و این تغییر کورس پیستون ممکن کرد. یکی دیگر از روشهای تنظیم. استفاده از موتور با دور متغیر است که با دریافت سیگنال برقی یا الکترونیکی متناسب با بده جریان. دور الکتروموتور تنظیم می گردد. روشهای اصلی برای تنظیم مقدار تغذیه در پمپهای دیافراگمی مذکور. شامل: تغییر طول ضربه و یا تغییر سرعت ضربه و یا هر دو است. تنظیم طول ضربه: معمولاً تنظیم طول ضربه با محدود کردن ضربه برگشت (مکش) عملی می‌شود. در روش تنظیم دستی به یک پیچ میکرومتری نیاز است. در روشهای کنترل خودکار مقدار تغذیه متناسب با مقدار جریان است که به وسیله یک کنترل کننده جریان. سیگنال لازم به مبدل نیوماتیکی (بادی با فشار هوای ۰/۲ الی ۱ بار) برای تنظیم طول ضربه ارسال می‌شود. تنظیم طول ضربه را همچنین می‌توان با مبدل الکترونیکی و یا الکتریکی انجام داد. تنظیم هیپو کلریناتورها به صورت دستی معمولاً تنها روش کنترل غلظت هیپوکلریت برای دستگاههای مجهز به موتور برقی داخلی و یا با فعال‌سازهای آبی (تحت عمل آب) است. به طور کلی در کلیه هیپو کلریت‌زنها امکان تنظیم میزان تغذیه دستی هیپوکلریت پیش‌بینی شده است. ۸۳ -------- صفحهٔ بعد -------- تنظیم سرعت ضربه: در مورد هیپوکلریت‌زنهای مجهز به موتورهای خارجی. تنظیم سرعت ضربه توسط موتور دور متغیر اعمال می‌شود که با دریافت سیگنالهای نیوماتیک (بادی) و یا برقی و یا الکترونیکی متناسب با بده جریان دور آنها تنظیم می‌شود. تنظیم سرعت ضربه را می‌توان همزمان با هر یک از روشهای مذکور در مورد کنترل طول ضربه انجام داد. همان طوری که قبلاً ذکر شد. هیپوکلریت‌زنهای با فعال‌ساز آبی به طور خودکار هماهنگ با کنتور آب کار می‌کند و سرعت ضربه را تغییر می‌دهد. در جدول زیر خلاصه‌ای از معمولترین روشهای کنترل آمده است. با فرمان روشن -خاموش از مدار , متغیر برای میزان تزریق متغیر برای میزان تزریق خودکار متناسب با بده جریان کنترل میزان تزریق توسط وضعیت‌ساز ۱ خودکار متناسب با بده جریان کنترل میزان تزریق توسط وضعیت‌ساز ‏ کنترل ترکیبی بده جریان و کلر تحت کنترل کافنده باقیمانده ۳-۲-۵-۴ نگهداری و تعمیرات هیپوکلریناتورها یکی از قطعات حساس کلریناتورها دیافراگم پمپ تزریق است که در ضمن کار دائماً تحت کشش و فشار قرار می‌گیرد. به همین جهت بازبینی و مراقبت بیشتری را طلب می‌کند. عمر مفید این دیافراگمها علاوه بر کیفیت و جنس آن. متناسب با نوع و غلظت محلول هیپو کلریت و شرایط فیزیکی کار است. سوپاپهای رانش و مکش اغلب به دلیل شرایط خاص کار آنها ممکن است از آببندی خارج شود و این امر ممکن است به جهت خوردگی نشیمنگاههای سوپاپها و یا خوردگی و سخت شدن خود سوپاپ و یا رسوب مواد خارجی در این قطعات باشد. رسوبات را می‌توان با محلول اسید کلریدریک (۵ درصد) تمیز کرد. این رسوبات در نتیجه فعل و انفعال هیپو کلریت با سختی آب مصرف شده برای تهیه محلول هیپو کلریت به وجود می آید. در این نوع پمپهاء معمولاً محفظه سوپاپ رانش یا مکش از جنس شفاف ساخته می‌شود تا به خوبی عمل پمپ قابل رویت و کنترل باشد. زمانی که مقدار رسوبات در قسمت شفاف به حدی رسید که دیگر نتوان کار پمپ را مشاهده نمود. وفت شستشوی پمپ با اسید کلریدر یک است. ۸۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۵-۲-۴ کلرآمینها واکنش کلر با هر ترکیبی که دارای اتم ازت با یک یا دو اتم هیدروژن متصل به آن باشد. موجب تشکیل موادی مرکب از ازت و کلر می‌شود که اصطلاحاً به آنها کلرآمین می گویند. کلرآمینها به دو دسته تقَسیم می‌شوند: آلی و غیر آلی الف - کلر آمینهای آلی کلر آمینهای آلی از ترکیب کلر و ازت موجود در پروتئینها. پلی پپتیدها و آمینو اسیدها به وجود می‌آیند. پروتئین‌ها در کلرزنی. مشکل‌ترین مسئله‌اند. پروتئینها جزیی از زندگی حیوانات و گیاهان را تشکیل می‌دهند. همه پروتئین‌ها از هیدروژن. کربن. اکسیژن و ازت درست شده‌اند و بعضی از آنها حاوی گوگرد نیز هستند. از این عناصر کربن. ازت و گوگرد با کلر ترکیبات پیچیده‌ای با وزن مولکولی زیاد در مراحل متعدد هیدرولیز به وجود می‌آورند. عمل هیدرولیز به کمک آنزیمها انجام می‌گیرد. بررسی ترکیبات آلی ازتدار به خاطر مواد متعدد حاصل از هیدرولیز از مسائل پیچیده و مشکل است و خوشبختانه بیشتر پروتئین‌ها به صورت کلوییدی هستند که در عملیات معمولی تصفیه عمدتاً از آب جدا می‌شود. ب- کلر آمینهای غیر آلی کلرآمینهای غیر آلی از واکنش کلر در محیط آبی با آمونیاک آزاد به صورت طبیعی در آب آشامیدنی. فاضلابهای تصفیه شده با فاضلابهای تصفیه نشده‌ای که مدت زمان طولانی از تخلیه آن به رودخانه گذشته باشد. به وجود می‌آیند. این کلرآمینها ترکیبات ساده‌ای هستند. واکنش کلرو ازت آمونیاکی منتهی به تشکیل سه نوع کلر امین به شرح زیر می‌شود : 0 + (منو کلرآمین) 7۳12« + [106] + و11 0 + (دی کلرآمین) ,7۳1۳1 + 11061 + |2ر 71 0 + (تری کلرامین) و[ح7« + 11061 + و11۳ در واکنش فوق جانشینی کلر به جای هیدروژن‌های آمونیاک طی یک رشته واکنشهای پیچیده انجام می‌شود؛ این واکنشها به عوامل زیر بستگی دارد: - غلظت اولیه کلر هیدروژن - نسبت کلر و ازت آمونیاکی - ااط - درحجه حرارت - زمان تماس ۸۵ -------- صفحهٔ بعد -------- البته در هر سه واکنش کلر دارای ظرفیت «۱+» است. غلظت کلرآمینها برای سالم‌سازی آب تصفیه‌خانه‌هایی که آب خام آنها از دریاجه یا رودخانه‌ها تامین می‌شود. به ترتیب ۱/۵ تا ۲/۷ میلی گرم بر لیتر است. در هنگام ترکیب کلر و آمونیاک هر چه نسبت کلر به آمونیاک بیشتر شود. به ترتیب ابتدا منو کلرآمین (۱111221) و سپس دی‌کلرآمین (۸11012) و نهایتاً تری کلرآمین (و1)/٩)‏ و همچنین ترکیباتی نظیر : گاز ازت. نیترات و غیره تشکیل می‌شود. در سالم سازی آب آشامیدنی سعی می‌شود که نسبت کلر و آمونیاک در حدی حفظ شود که فقط منوکلرآمین تشکیل گردد. این نسبت در حدود ۴ به یک یا کمتر است. کلرآمینها نسبت به کلر و دی‌اکسید کلر از خاصیت اکسید کنندگی کمتری برخوردار هستند؛ ولی بخش کوچکی از کلرآمینها در آب هیدرولیز می‌شوند و کلر آزاد تولید می‌کنند که می‌تواند ترکیبات جنبی کلر را مانند 10۳21] و ۲۱0 تولید کند. لذا ترکیبات جنبی مربوط به کلرآمینها نظیر: ترکیبات کلر مولکولی و آب است: با این تفاوت که غلظت این ترکیبات در مورد کلرآمینها بسیار کمتر است. روش اضافه کردن کلرآمین به آب و همچنین میزان آن در تولید ترکیبات جنبی موثر است. متداولترین روش. اضافه کردن آمونیاک و کلر به طور جداگانه است. جنانجه ابتدا آمونیاک به آب اضافه شود. مقدار ترکیبات حنبی تولید شده کمتر خواهد بود. البته اگر کلر آمینهای پیش ساخته مصرف شود. مقدار تولید ترکیبات حنبی به مراتب کمتر خواهد بود. ولی در حال حاضر این کار کمتر انجام می‌شود. تا سال ۱۹۶۲ فقط ۲۶/ از کل تصفیه‌خانه‌های آب آمریکا از کلرآمینها برای سالم‌سازی آب استفاده می‌کردند؛ در حالی که در سال ۱۹۸۷ متجاوز از ۱۳/ از تصفیه‌خانه‌های کوچک و ۲۵/ از تصفیه‌خانه‌های بزرگ از کلرآمینها برای سالم سازی استفاده کرده‌اند. دلیل اصلی سیر صعودی استفاده از کلرامینها جلوگیری و با کاستن از میزان تشکیل تری‌هالومتانها در آب است. کلر آمینها در مقایسه با کلر در زمره میکروب‌کشهای ضعیف قرار دارند و مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که اگر به کلرآمینها زمان تماس ۲۵ تا ۶۰ دقیقه داده شود. می‌توانند در کشتن ارگانیزمهای کلی فرم با کلر آزاد میکروب. میزان مصرف کلرامینها ۲۵ برابر بیشتر از مقدار کلر ازاد خواهد بود. ۸۶ -------- صفحهٔ بعد -------- در صورت وجود آمونیاک اضافی در هنگام اضافه نمودن کلر تنها منوکلرآمین تشکیل خواهد شد و فرصتی برای تشکیل سایر ترکیبات آمینه کلر وجود نخواهد داشت. الف - منو کلر آمین هنگامی که کلر در آب حل می‌شود. مطابق واکنش زیر سریعاً هیدرولیز می‌گردد: + * 11 + 11001 ج+ ۲0 + را اسید هیپو کلرو نیز خود به صورت زیر هیدرولیز می گردد: 0 + "11 ج (100] است یک ضد عفونی کننده ضعیف به شمار می‌رود؛ زیرا به علت بار منفی آن قدرت نفود موثر به دیواره میکرو ار گانیزم را ندارد. در صورتی که به آب کلردار مذکور آمونیاک اضافه شود. حاصل واکنش منو کلرامین است. 10 + احو 771+ + [106] + و۲11 تا زمانی که نسبت کلر به ازت آمونیاکی کمتر از ۱ به ۵ و []1م حدود ۷/۵ باشد. با احتمال صد در صد فقط منو کلرآمین تولید می‌گردد. ب- دی کلر آمین وقتی که نسبت کلر به ازت آمونیاکی از ۱ به ۵ بیشتر می‌شود. مطابق واکنش زیر که یک واکنش اکسیداسیون و احیا است. مقداری از منو کلرآمین به دی کلر آمین تبدیل می‌شود: 0 + وا771۳< + 11061 + اع ]۲ و در نتیجه غلظت منو کلرآمین در محلول کم می‌شود. دی کلر مین به علت ایجاد طعم و بوی نامطبوع در آب کمتر مورد توجه است. ۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ج- تری کلر آمین یا تری کلرید نیتروژن ۲۲13 وقتی که نسبت کلر به آمونیاک برابر ۳ مول کلر به یک مول ازت آمونیاکی یا بیشتر شود و 0۲1 بین ۷ و ۸ باشد. تری کلر آمین (تری کلرید نیتروژن) تشکیل می‌شود. 0 + وا« ج ۱00 + و۲۱۱ از این ماده برای سفید کردن آرد به عنوان قارچ کش و برای کنترل میوه‌ها در مقابل حشرات در موفع انبار کردن با حمل نمودن آنها استفاده می‌شده است. تری کلر آمین وقتی در آب آشامیدنی وجود داشته باشد. سبب بوی نامطبوع و طعم ناخوشایند می‌شود. این تر کیب از بوی تند و زننده که شبیه بوی کلر است. شناخته می‌شود و در غلظتهای کم خیلی اشک‌آور است (این تر کیب تنها نمونه اشک اور ترکیبات کلر است). تری کلرید نیتروژن نمی تواند بدون حضور [-ح)1] وجود داشته باشد. ۱۳-۵-۲۴ بهره‌برداری و نگمهداری نگهداری آنها مشابه است با آنچه که در مورد پمپها دوزر یا هیپو کلریناتورها در بخش کلرزنی اشاره شد. ۴-۵-۲-۴ دی اکسید کلر (و10)) ۱-۴-۵-۲-۴ ویژگیهای دی اکسید کلر - رنگ دی اکسید کلر به حالت گازی. زرد و بوی آن تند و ناخوشایند و شبیه کلر سمی و فرار است. این ماده میکربکش بسیار قوی است و قدرت اکسید کنندگی. اصلاح رنگ و بوی آن بسیار زیاد است و در هوا قابلیت احتراق دارد. - و۲10 در غلظت بیش از ۱۰ درصد حجم در هوا سوزاننده است: ولی محلول آن در آب کاملاً بی خطر است. - اگر غلظت دی‌اکسید کلر در هوا به ۱۴ تا ۱۷ 017 برسد. بوی دی‌اکسید کلر احساس می‌شود و چنانچه این غلظت به 001۴۵ برسد. سب تحریک دستگاه تنفسی می‌گردد. ۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- - گاز دی اکسید کلر در آب محلول است؛ به طوری که در شرایط معمولی و فشار ۳۰ میلیمتر جیوه به نسبت ۹ گرم گاز در یک لیتر آب حل می‌شود و این از خصوصیات بارز دی اکسید کلر است که ۵ برابر کلر می‌باشد و در همین حال شدیداً فرار است؛ به طوری که با کمی هوادهی دی اکسید کلر از آب حذف می‌شود. - گاز دی‌اکسید کلر در درجه حرارت معمولی و تحت فشار به مایع تبدیل می‌شود. - دانسیته گاز دی‌اکسید کلر نسبت به هوا ۲/۴ است. - دی‌اکسید کلر آتش‌زاست و برای اینکه بتوانند آن را از جایی به جای دیگر حمل کنند. آن را با هوا به نسبت ۲-۴-۵-۲-۴ روش تمهیه دی‌اکسید کلر از ترکیب یک اسید قوی (1۳1] یا 1280۸]) با کلریت سدیم به دست می‌آید: 20 + 502۳1 + و4۳10 + 4110 + 5712۳010 روش دیگری که بیشتر برای تهیه دی‌اکسید کلر در تصفیه خانه اب بکار می‌رود ترکیب کلرو کلریت سدیم 2+26 + ,2010 + ول + 2+20 تهیه ۲10 باید در محل مصرف صورت گیرد. همچنین دی‌اکسید کلر را می‌توان به طریق الکتریکی تولید نمود که به سیستم پیچیده‌ای نیاز دارد و هزینه تولید آن نیز بالا خواهد بود. ۲-۴-۵-۲-۴ موارد استفاده از دی‌اکسید کلر در تصفیه آب الف - سالم‌سازی آب در عمل کلرزنی آب. در کنسروسازی و سته‌بندی غذاهای بخزده که از کلر استفاده می‌شد. همشه ناخوشایندی طعم و بوی کنسرو مطرح بوده است و این پدیده به سبب ترکیب کلر با مواد ازتدار موجود در کنسرو به وجود می‌آید. لذا با جایگزینی دی‌اکسید کلر به جای کلر هم بوی ناخوشایند برطرف می‌شود و هم قیمت تمام شده کمتر خواهد شد. لکن در شرایط معمولی به لحاظ مشکلات و مخاطرات تهیه و تولید از دی‌اکسید کلر کمتر استفاده می‌شود. ۸٩۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ب- حذف طعم و بو اکثر کارخانجاتی که دارای فاضلاب آغشته به فنل بودند تا سال ۱۹۹۴ برای حذف بو و طعم فنل. از کلر با تزریق مقادیر زیاد" استفاده می کردند. ولی از آنجای که مقادیر جزیی فنل موجود در آب قادر به ترکیب با کلر است و ایجاد مزه ناخوشایند و بوی نامطبوع کلر و فنل می‌کند. استفاده از دی اکسید کلر بر کلر ارجحیت پیدا کرد. 02 تا حذف کامل ترکیبات فنلی موجود در آب آلوده اثر می‌کند و طعم و بوی نامطبوع این ترکیبات را از بین می‌برد و نسبت به کلر خیلی سریعتر عمل می‌نماید. * ترکیب فنل با کلر: که منجر به تشکیل کلرو فنلها می‌گردد: منو کلرو فنل را آی1106 +110 + و30 +]آ0واای دی کلرو فنل راوآ آی1106 تری کلرو فنل وا را 1106 فنلها ترکیبات آلی آروماتیک (حلقوی) هستند که از طریق پساب کارخانجات مختلف مانند: کارخانجات داروسازی. رنگ‌سازی. پلاستیک‌سازی و غیره به آب وارد می‌شوند. فنلها به عنوان آنتی‌سپتیک و گندزدا نیز به کار می‌روند و در قطران زغال‌سنگ ییافت می‌شوند و فنلها به ۳ صورت یک ظرفیتی. دو ظرفیتی و سه ظرفیتی موجودند: ره 073 07 ره 01 0 سه ظرفیتی دو ظرفیتی یک ظرفیتی این ترکیبات در صورتی که به میزان ۰/۰۱ تا ۰/۱ میلیگرم بر لیتر در آب وجود داشته باشند. طعم و بوی محسوسی در آب ایجاد می‌کنند. وجود فنل به میزان ۱ میکرو گرم در آبهایی که تصفیه میکربی آنها با کلر صورت می‌گیرد. سبب خواهد گردید که در آب تصفیه شده بو و طعم نامطبوعی ایجاد شود. به منظور رفع این مشکل و تصفیه میکربی آب اکسیداسیون کامل به وسیله دی‌اکسید کلر یا ازونیزاسیون باید صورت گیرد. 1-۳-00 ۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ج- بوی ناشی از پوسیدگی مواد گیاهی از دی اکسید کلر برای حذف بوهای ناشی از پوسیدگی گیاهان. قارجها و الگها استفاده می‌شود و به فرایند د- حذف منگنز استفاده بهینه برای حذف کامل منگنز وقتی حاصل می‌شود که اام آب بیشتر از ۷ (حداقل بین ‎٩‏ تا ۹/۵) باشد: دی اکسید کلر نمکهای منگنز را در محیط قلیایی به دی‌اکسید منگنز تبدیل می‌کند. ه- حذف آهن به کمک دی‌اکسید کلر می‌توان نمکهای فرو به حالت معمول را اکسید کرد و به صورت آهن ۳ ظرفیتی (هیدرات فریک) در آورد که به تشکیل لخته‌های ژلاتینی قهوه‌ای منحر خواهد شد. این فلوکها قابل ته‌نشینی هستند و به 1۵ + و(۳)011 + 110 + 12011 +۳۵ + و00 بهترین ام برای این عمل ام‌های بالاتر از ۷ و ترجیحاً ۸ یا ‎٩‏ است که باید از طریق آزمایش تعیین شود. بنابراین برای حذف هر میلیگرم آهن حدود ۱/۶ میلیگرم کلریت سدیم لازم است. ۳« + 2010+ وا + 12و۲0 + 2۳10 + 2010۵ ۴-۴-۵-۲-۴ مزایای استفاده از دی اکسید کلر نسبت به کلر - یکی از مشکلاتی که ضدعفونی کردن با کلر در بر دارد. ایجاد ترکیبات هالوژنه. متان و بخصوص تری کلرومتان یا (و11۳1)) کلروفرم است که تقریباً ۶۰/ تری هالومتانها را در آب تشکیل می‌دهد که خواص سرطانزایی این ترکیبات امروزه مورد بحث قرار می‌گیرد و از اثر کلربر آبهای آلوده به مواد آلی به تشکیل تری‌هالومتان‌ها بستگی به غلظت مواد هیومیک در آب دارد. ماده اولیه تشکیل‌دهنده تری‌هالومتانها اسیدهای هیومیک است که از تجربه برگها. جلبکها و پلانکتونها وارد آب می‌گردند. فرآیندهای فساد گیاهان طبیعی مهمترین عامل ایجاد این ترکیبات در آبهای سطحی است. ۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- تشکیل تری‌هالومتان براساس مکانیزمهای متعدد رخ می‌دهد. یکی از این مکانیزمها واکنش هالوفرم است. در این واکنش کلر جانشین هیدروژن فرم انولی یک متیل کتون شده سپس تشکیل کلرواستیل می‌دهد و در حضور بازها کلروفرم و یک استات ایجاد می گردد: تری کلرو استیل 0 0 | | 00 + وا)۲--والن ج و30+وا0- بان 0 0 ۱۱ در حضور بازها ۱۱ 116+ ۲-008 وال00 ج ۱:01 +وال۲)0-- بان واکنشهای فوق در اثر کلرزنی ایجاد می‌شود که منجر به تشکیل کلروفرم می‌گردد. کلروفرم در اثر اکسیداسیون ترکیب خطرناکی به نام فسزن (کلرید کرئیل) ایجاد می‌نماید : ۱ آ / ل گندزدایی با اوزن و یاد دی اکسید کلر منجر به تشکیل کلروفرم نخواهد شد. واکنشهای ایجاد شده در اثر اکسیداسیون کامل اسیدهای هیومیک که منحر به تشکیل اسیدهای آلی و در نها یت منجر به تولید گاز دی اکسید کربن خواهد گردید به شرح زیرند: 0 0 0 | | | 0-1 - ]+ [[0)-ن)- ولل) ج 0+ ولل0)-)- وال الدئیدفرمیک اسید استیک استن حاصل از تجزیه مواد هیومیک اکسیداسیون 0 ۱۱ ۵+۵ 1-۲00 ج و0 +6-11- ۱ اسید فرمیک ۷ ۹۲ -------- صفحهٔ بعد -------- - و10 بر آمونیاک و ترکیبات ازتدار که دارای اسیدهای آمینه ساده‌اند. اثر نمی‌کند؛ در حالی که به صورت 6 در اثر ترکیب با آمونیاک و ترکیبات از تدار. کلرآمینها و دیگر ترکیبات ازتدار را تولید می‌نماید. منو کلر امین 110 + اعر1 11 ج ]۸1 +1001] دی کلرآمین (0ر]] + و۸110 ج اعر] 1[ + [ع0]] تری کلرامین (0ر]] + واع< + راخ] |[ +1101 راندمان ۲10 در مقایسه با ۲1061 در محیط آبی با ۲1م بالا خیلی بیشتر است. در تصفیه نهایی" برای حذف بو و مزه تر کیبات کلر ناشی از تصفیه مقدماتی (وقتی که کلرزنی مقدماتی به وسیله کلر انجام شده باشد) از دی‌اکسید کلر استفاده می‌شود. دی‌اکسید کلر برای بو و مزه ناشی از تر کیبات کلر استفاده گردد. گرجه دی‌اکسید کلر بدون مزه است. ولی در صورتی که مقدار دی اکسید کلر باقیمانده بیش از ۰/۸ تا ۱ میلیگرم بر لیتر باشد. کمی مزه فلزی احساس می‌شود. ۵-۴-۵-۲-۴ راندمان میکربکشی به طور خلاصه می‌توان گفت: راندمان میکربکشی دی‌اکسید کلر در اامهای طبیعی قابل رقابت با کلر است. راندمان میکربکشی ,.0ا) با افزایش ام محیط تا حدود ۸/۵ افزایش می‌یابد (برخلاف کلر). ,۲10 در سالم‌سازی پساب فاضلاب موثرتر از کلر است. دقت و توجهات ویژه‌ای برای انبار کردن کلریت سدیم باید اعمال شود: (کلریت سدیم ماده اولیه تهیه , 10) است). - محل نگهداری و02 باید خارج از ساختمانهای دیگر و حتی‌المقدور از هر گونه تاسیسات دیگری مجزا و جنس ساختمان آن باید از مواد غیر قابل اشتعال باشد. - در کنار انبار و۲10 باید امکانات اطفای حریق و آب قابل دسترسی برای سرد کردن و حفاظت مواد آتشزا وحود داشته باشد. - کیسه‌های کلریت سدیم باید با حداقل ضربه جابه‌جا شوند. 1 ۳۵۵ |[ ۹1۳ -------- صفحهٔ بعد -------- - برای تمیز کردن و جارو کردن کلریت سدیم هرگز نباید از دستگاههای مکنده استفاده نمود ؛ در صورتی که مقدار آب شستشو کم باشد. خطر آن از زمانی که اصلاً آب نباشد بیشتر است. محل انبار کردن به شرح زیر آماده شود: الف- کف انبار را با سولفیت سدیم پپوشانند (۲۵۰ گرم برای هر متر مربع) . بِ با حداقل آب لازم سولفیت سدیم را حل و به طور یکنواخت در سطح پخش کنند. در هنگام حمل و جابه‌جایی بسته کلریت سدیم نباید دستکشها پارگی یا سوراخ داشته باشند. ج- اگر کلریت سدیم به مواد قابل اشتعال مانند: پارچه و لباس ریخته شود. باید فوراً آن را در آب غوطه‌ور اوزون برای اولین بار در سال ۱۸۹۳ در شهر 0491100 هلند برای سالم‌سازی و اصلاح و کیفیت آب خام از رودخانه راین مورد استفاده قرار گرفت. در این مورد تنها مسئله ضد عفونی کردن آبهای آشامیدنی به وسیله اوزون مطرح نبوده است بلکه حذف قطعی آهن. منگنز. نابود کردن سورفاکتانتها. حذف مواد معلق و از بین بردن کامل بو و طعم و رنگ نامطلوب و از همه مهمتر تخریب ترکیبات و مولکولهای مواد آلی مضر و سرطان‌زا از قبیل: وآآرو) (۳ و ۴- بنزپیرن) در آبهای آشامیدنی از جمله مزایای استفاده از اوزون در تصفیه آب نیز در نظر بوده است. عمل ضد عفونی کردن را اوزون به مراتب عمیقتر و قطعی‌تر از کلر انجام می‌دهد و کلیه میکرو ارگانیسمها و ویروسها را نابود می‌سازد. ۱-۵-۵-۲-۴ خواص فیزیکی و شیمیایی و ترمودینامیکی اوزون اوزون گازی است. آبی رنگ با بوی تند و دانسیته بالا و فرمول شیمیایی و0 که از نظر شیمیایی آلوتروپ اکسیژن است. در مولکول اکسیژن دو اتم اکسیژن و در ملکول اوزون سه اتم اکسیژن وحود دارد. با توجه به اینکه یکی از اتمهای اکسیژن در مولکول اوزون به سهولت از آن جدا می‌شود. اوزون قویترین خاصیت اکسید کنندگی را در رابطه با سالم‌سازی آب داراست. 1] - 15 ۹۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۵-۵-۴ روش تهیه اوزن برای تهیه اوزون باید یک مولکول اکسیزن به صورت اتم اکسیزژن شکافته شود. یا اتم اکسیژن بر اثر تجزبه شیمیایی مواد حاوی اکسیژن به وجود آید. سپس از پیوند یک اتم اکسیژن با یک مولکول اکسیژن اوزون به دست آید. الکترون ولت ۵۱۶ 0 + ,0 3 پس برای تهیه یک مولکول اوزون از اکسیژن انرژی مورد نیاز حداقل ۱/۴۷۴ الکترون ولت است که این انرژی به روشهای زیر قابل تامین است: - انرژی شیمیایی" - انرژی نوری" - انرژی هسته‌ای " - انرژی الکتریکی " بین ۴/ تا ۵/ انرژی به کار گرفته شده. صرف تهیه اوزون و بقیه آن به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود و باید از سیستم خارج گردد. به همین دلیل سرد کردن ژنراتورهای تولید اوزون در این تکنیک نقش و اهمیت مهمی را داراست. در یک واحد صنعتی اوزون با عبور هوا یا اکسیژن بین الکترود و برقراری یک اختلاف پتانسیل مناسب تهیه می‌شود. معمولاً یکی از الکترودها (یا هر دو آنها) به وسیله یک عایق یکنواخت ضخیم پوشانیده می‌شود و اختلاف پتانسیل بین الکترودها به سطح الکترود. ضخامت عایق. فاصله بین الکترودها و فشار هوا یا اکسیژن ورودی بستگی دارد و معمولاًبین ۶۰۰۰۷ تا ۸۲۱۸۰۰۰۷ متفاوت است. از طرفی کارایی ژنراتور اوزون اساساً به شکل هندسی الکترودها و درجه حرارت و فشار پلاسمای سرد نیز بستگی خواهد داشت و همچنین مقدار اوزون تولید شده به ظرفیت و سرعت جریان و خلوص گاز ورودی بستگی دارد. ۳-۵-۵-۲-۴ انواع ژنراتورهای گاز اوزون (بار الکترودهای باز و بسته) در دستگاههای تولید کننده اوزون از قوس الکتریکی استفاده می‌شود و عمل تخلیه الکتریکی در یک میدان با ولاز بالا بین دو الکتر ود انجام می پذ پرد. الکترودهای حدید تولید کننده اوزون در واقع از دور عدد الکتر ود لوله‌ای متحدالمر کز تشکیل شده است که الکتر ود خارحی از جنس فولاد و داخلی از فلز قلع و دارای روکش عایق است. دستگاه تولید کننده اوزون شسبه استوانه و شامل مقدار زیادی الکترود است که اجزای آن در شکل ۲۵-۴ نمایش داده شده است. [ - ۳۵۱۵1] (۷ 2 - ۳1010 (۷ ۷( دادر|۵ ۳۵۵ - 3 1۳۵۷ [ 11001۳10۵ - 4 ۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- به طور کلی دستگاههای تولید اوزون به دو گروه تقسیم می‌شوند: الف - دستگاههای تولید اوزون از اکسیژن خالص ب- دستگاههای تولید اوزون از هوا دستگاههای تولید اوزون از گاز اکسیژن شامل قسمتهای زیر است: - تانک اکسیژن مایع - دستگاه تولید گاز اوزون (واحد اصلی - ترانسفورماتور- مبدل فرکانس و منبع تغذیه). - راکتور (اطاقک تماس اوزون و آب) - واحد حذف کننده اوزون اضافی دستگاههای تولید اوزون از هوا شامل قسمتهای زیر است: - ورودی هوا - کمپرسور سیستم سرد کننده - دستگاه تولید گاز اوزون (واحد اصلی - ترانسفورماتور- مبدل فرکانس و منبع تغذیه) - راکتور (اطاقک تماس اوزون و آب) - واحد حذف کننده اوزون اضافی برای حذف اوزون اضافی. اگر اوزون در فاز گاز باشد. باید آن را از کاتالیزور عبور داد و به وسیله حرارت به اکسیژن تبدیل کرد و اگر اوزون به صورت اوزون باقیمانده در آب باشد. باید آب را از بستر ذغال فعال عبور داد. طرحهای مختلفی از دستگاه تولید اوزون موجود است که در انخستین طرحها. الکترودهای دستگاه تولید اوزون صفحه‌ای بوده است. ولی امروزه به دلایل ذیل از آنها استفاده نمی‌شود: - تولید پایین در واحد سطح الکترود - مشکل برودت ۹۶ -------- صفحهٔ بعد -------- 1 لت ۸۱۱۸۱۱۱۸۱۸۱۱۹۱۱۱۶۲۱۱۱/۱۱۱۱۱۱/۱۱2 ال 1 ربا با ببس 9 ۱[۱۱ ]۱۱۱۱۱۱۸۱۱۱۱۹۱۱۱۱ 0 !1 ۱/0 ۱۹۱۹۱۹۱۹۱۱۱۱۱۱ ابا نازانای بزیل ۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- امروزه دستگاههای تولید اوزون. منحصراً با الکترودهای لوله‌ای شکل طراحی می‌شوند و انواع ژنراتورها به شرح زیرند: - دستگاههای با الکترودهای باز (شکل ۲۶-۴) - دستگاههای با الکترودهای بسته (شکل ۲۷-۴) که نوع اخیر دستگاه تولید اوزون غالباً در خط تولید قرار دارد. - دستگاه تولید اوزون از نوع الکترودهای افقی که در این نوع دستگاه هر کدام از الکترودها مقابل یک لوله خارجی فولادی بوده که الکترود داخلی را که عایق است. احاطه می‌کند و الکترود فولاد خارجی توسط آب سرد می‌شود. ۴-۵-۵-۲-۴۳‏ ویزگیهای گاز ورودی به دستگاه تولید اوزون گاز اکسیژن یا هوا برای ورود به دستگاه تولید اوزون باید دارای مشخصه‌های زیر باشد: - ترکیب ثابت با خلوص بالا - کاملاً فیلتر شده - فاقد مواد آلی - بدون رطوبت - با فشار ثابت ۱- دی الکتریک ۴- خروجی هوای اوزون‌دار / اکسیژن ۲- راه خروج ۵- الکترود با ولتاژ زیاد (۲۷) ۳- ورودی اکسیژن / هوا ۶- الکترود زمین شکل ۲۶-۴ دستگاههای تولید اوزون با الکترود باز ۹۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱- ورودی هوا/ اکسیژن ۶- جذب کننده‌ها ۲- الکتر ود با ولتاژ زیاد (11۷) ۷- آب خنک کننده ۳- الکترود زمین ۸- خروجی هوای اوزون دار / اکسیژن ۵- دی الکتریک ۹- تأمین برق ۵- راه خروج شکل ۲۷-۴ دستگاههای تولید اوزون با الکترود بسته ۵-۵-۵-۲-۴ عوامل موْثر بر بازده دستگاههای تولید گاز اوزون میزان اوزون تولیدی دستگاهها و درجه خلوص آن به عوامل ذیل بستگی دارد. الف - نوع گاز ورودی به دستگاه (هوا یا اکسیژن) - ترکیب گاز و درجه خلوص آن - نقطه شبنم (دمایی که در آن بخار آب موجود در هوا به آب تبدیل می‌شود و در واقع عمل میعان انجام می‌گیرد). - فشار گاز - کیفیت آب - درجه حرارت آب - ولتاز - فرکانیس ۹۹ -------- صفحهٔ بعد -------- د- دستگاه تولید اوزون - فاصله بین الکترودها -‏ سرعت عبور گاز بین الکترودها - نوع عایق -‏ نوع و طول الکترودها - میزان فشار گاز در سمت خروجی ۶-۵-۵-۲-۴‏ توان الکتریکی مصرفی دستگاههای تولید اوزون قدرت مصرفی دستگاه تولید اوزون بستگی به مقّدار ظرفیت اوزون تهیه شده دارد. برای ممقادیر کمتر از ۷ کیلوگرم بر ساعت از دستگاه با فرکانس ۵۰ تا ۶۰ هرتز استفاده می‌شود. برای مقادیر بیشتر مقرون به صرفه است که از یک مبدل استاتیک با فرکانس متوسط حدود ۶۰۰ هرتز استفاده شود. در حال حاضر دستگاههای تولید کننده اوزون می‌توانند در هر ساعت تا حدود ۲۰۰ کیلو گرم اوزون تولید نمایند. به طور متوسط برای حذف هر کیلوگرم 01 و 801. ۳ تا ۶ کیلوگرم اوزون و برای سالم‌سازی هر متر مکعب آب که از آلودگیهای متعارفی برخوردار باشد. حدود یک گرم اوزون لازم است. ۷-۵-۵-۴ واحدهای تولید غلظت گاز اوزون خروجی از دستگاه تولید اوزون براساس (*:۲/ و 8۲0) یک گرم اوزون در یک متر مکعب هوا بیان می‌شود. میزان تولید گاز اوزون به وسیله دستگاه مولد اوزون براساس (1۲/ و870) یا (803/1۳) گرم یا کیلوگرم بر ساعت بیان می‌شود. ۸-۵-۵-۲-۴ روشهای مختلف از وناسیون آب روشهای مختلفی برای او زونیزه کردن اب مورد استفاده گرار می‌گیرد که در اینحا به طور مختصر. به سه روش که کاربرد بیشتری دارند. اشاره می‌شود: الف - اوزون زنی ساده گاز اوزون توسط شبکه‌های توزیع کننده با فشار در مخازن بسته به آب دمیده می‌شود. که زمان مجاورت بسته به نوع آلودگیهای آب بین ۸ تا ۲۰ دقیقه در نظر گرفته می‌شود. در مرحله بعدی آب به صورت آبشار جریان می‌یاید تا گاز اوزون اضافی موجود در آب خارج شود و گاز اوزون حاصل شده به یک سیستم حذف کننده گاز اوزون هدایت شده. از بین برود. (شکل ۲۸-۴-الف) ۱۰۰ -------- صفحهٔ بعد -------- در روش دیگر که به سیستم توربینی معروف است. گاز اوزون به داخل توربین وارد می‌شود و به صورت حبابهای بسیار ریز در عمق آب دمیده می‌شود و در آب حل و پس از زمان تماس لازم دوباره گاز اوزون اضافی به داخل سیستم حذف کننده هدایت می‌کند تا از بین برود روشهای الف وب در تصفیه خانه‌هایی که قبلاً احداث شده‌اند و در حال حاضر می‌خواهند از سیستم اوزون استفاده کنند. کاربرد بیشتری دارند؛ جون مخازن سرپوشیده و یا باز مورد نیاز در سیستم موحود دارد. (شکل ۲۸-۴ب) ج - اوزون‌زنی در خط در روش (111100) گاز اوزون به وسیله سیستمی مانند: کلریناتور گازی در آب انحلال پیدا می‌کند و سپس به داخل لوله تزریق می‌شود (شکل ۲۹-۴). روش (ع1۳111) در تأسیساتی کاربرد دارد که فاقد مخازن باز و سرپوشیده باشند و یا امکان ساخت این مخازن وجود نداشته باشد؛ همجنین این سیستم در شهرهایی فاقد تصفیه‌خانه‌های بزرگ هستند کاربرد زیادی دارد و به باقیمانده در آب پدیدهایست که باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. الف - آب آشامیدنی - اصلاح کیفیت ارگانولپتیکها! (از نظر رنگ و حد آستانه طعم و بو) - تجزیه برخی از مواد آلی آمینه - حذف کردن باکتریها و ویروسها - اکسیداسیون مواد آلی - اکسیداسیون میکرو پلوتانتها" - اکسیداسیون نمکهای فلزی محلول (آهن و منگنز) - بهبود قابلیت تجزیه بیولوژیکی مواد آلی " قبل از تصفیه با کرین فعال (دانه‌ای) - بهبود شکل ظاهری آب (ایجاد رنگ آبی دلپذیر) 0۳82200115 - | (ترکیبات آلی نامطلوب با غلظتهای بسیار پایین) ۱110۳00111۵18 -2 310008۳۵0121۷ -3 ۱۰۱ -------- صفحهٔ بعد -------- خروجی گاز اضا ۸ جی از اضافی ف ۱ ررردی آب غروحی آب : 1 ((هذای ز پ 5 شکل ۲۸-۴ -الف - راکتور مجهز به پخشان با حبابهای ریز خروجی گاز اضافی ورودی گازحاری اوزون ‏ ۹ !1۱۱ ۱ چص سیب ۱ او ورودی آب خروجیآب 9 و م یا لیس مت ْ شکل ۲۸-۴ -ب -راکتور توربینی ۱۲ -------- صفحهٔ بعد -------- اوزون دارای گاز شکل ۲۹-۴ اوزون زنی در خط (1[۷11[۷۳) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۰-۵-۵-۲-۴ اوزوناسیون چند مرحله‌ای با توجه به کاربرد و خواص متنوع اوزون در تصفیه آب به عنوان کمک منعقد کننده. میکروپزدا و نیز برای کنترل بو طعم و رنگ. اکسیداسیون آلاینده‌های آلی و نابود کننده 702 مصرف اوزون در هر یک از این مواد در حد معینی است که ممکن است این مقادیر با یکدیگر در تضاد باشند ؛ به عنوان مثال برای کابرد اوزون به منظور کمک منعقد کننده ضروری است که اوزوناسیون قبل از مرحله افزایش عامل اصلی انعقاد صورت پذیرد و مقدار و0/8180- 0/4 است. حال انکه اوزوناسیون برای اکسیداسیون آهن و منگنز و ترکیبات آلی 1810 کمکی خارج شود. اگر اوزون برای تصفیه بیولوژیکی آب به کار رود. باید بلافاصله قبل از صاف‌سازی افزوده 1/280 1810 در مرحله آب خام صاف شده است؛ همجنین اوزون باید در حد مناسبی به کار رود تا اوزون باقیمانده آزاد برای شود و حد آن برابر است. اگر به عنوان میکروبزدایی اولیه به کار رود. نقطه مطلوب برای تزریق آن مدت زمان معنیی در جهت تامین ضریب » (حاصلضرب غلظت اوزون باقیمانده در زمان تماس) در آب حفظ شود. این امر لزوم مقادیر بالای اوزون را ضروری می‌سازد که بستگی به روش اوزوناسیون 011 و سایر مشخصات آب دارد. در بیشتر روشهای تصفیه آب. اوزوناسیون طی یک مرحله به ایک نقطه از زنجیره‌فرایند اعمال می‌شود (غالباً به آب خام). نتایج مطالعات در مورد اکسیداسیون چند مرحله‌ای نشان می‌دهد که کاربرد چند مرحله‌ای ازون می‌تواند به طریقه مناسبی تنظیم شود تا نتیجه مطلوبتری حاصل گردد و هزین آن نیز خیلی روش استاندارد اندازهگیری کمی اوزون در آب یدومتری است. پایه و اساس این روش اکسیداسیون ا) به دا در حضور یدید اضافی است. این روش بین‌المللی بوده و دقت روش یدومتری 6 + است و برای مقادیر کم اوزون باقیمانده موجود در اب دقیق نیست. در محلولهای خنثی و قلیایی و مطابق واکنش زیر عمل می‌کند: 71 + را + ,0ج 21+ و0 +1۱0 ] در محلولهای اسیدی نسبت ید آزاد شده افزایش پیدا می‌کند؛ بنابراین در محلولهای یدید هیدروژن غلیظ. واکنش مطابق فرمول زیر عمل می‌کند؛ و3 + 31120 + و0 +۵111 0۳82016 آها0] +106 -| ۱۰۴ -------- صفحهٔ بعد -------- روش جدید دیگری برای تعیین اوزون بائیمانده پیشنهاد شده به نام: ( ۱/۵100 310۳11۵1۳1۵ 1۵180) که در این روش مادهٌ رنگی در مجاورت اوزون بیرنگ می‌شود و برای اندازه‌گیری اوزون باقیمانده در حد اوزون در آب باقی می‌ماند. و لیکن اوزون در آب نمی تواند به مدت طولانی در سیستم ذخیره. انتقال و توزیع حفظ گردد (شکل ۳۰-۴). این امر سبب شده است که اوزون به تنهایی برای ضد عفونی کردن آب به کار گرفته نشود و برای حفاظت آب در مقابل آلودگیهای مجدد بیولوژیکی. کلریناسیون بعد از ازوناسیون ضروری است. برای پیشگیری از خورندگی ناشی از اوزون باقیمانده در آب و یا ورود اوزون باقیمانده در آب به محیط. لازم است اوزون اضافی حذف گردد. بدین منظور روش‌های زیر مورد استفاده قرار می‌ گیرد: اوزون باقمیانده در آب را باید به وسیله عبور آب از بستر زغال فعال حذف نمود. اوزون حاصل از خروج اوزون باقیمانده آب را باید از کاتالیزور مناسب عبور داد و با حرارت به اکسیژن تبدیل نمود. ی 5 . شکل ۳۰-۴ اثر ]01 بر تجزیه اوزون باقیمانده در آب در درجه حرارت ۱۵ ۱۰۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳-۵-۵-۲-۴ واحدها 9 - پ 71 1777۳ غلظت اوزون باقیمانده در آب و میزان اوزون مورد نیاز آب براساس و۳0 و یا و( بیان می‌شود. حد 1 آستانه " (7.1.. ۷) اوزون در محیط کار نباید بیش از ۰/۱۳۱۳ باشد. میزان مورد نیاز اوزون برای گندزدایی آب آشامیدنی معمولاً بین ۰/۵ تا ۴ 00 و میزان اوزون مورد نیاز برای گندزدایی فاضلاب اعم از صنعتی و خانگی بین ۵۰ تا ۶۰ 001 گزارش شده است. اوزون یکی از اکسیدکننده‌های قوی است که در تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شود. اوزون به صورت گاز بوده و در محل استفاده باید تهیه شود. واکنش اوزون در آب نتیجه دو فرایند متوالی است. - حل شدن در آب (انتقال از فاز گاز و انحلال در مایع) - موثر شدن اوزون انحلال یافته بر روی اکسید شونده‌ها اوزون دو نوع فعالیت دارد. - فعالیت اوزون به وسیله واکنش مستقیم اوزون مولکولی که این واکنش انتخابی است. - فعالیت اوزون بوسیله وجود رادیکال "011 که از تجزیه اوزون مولکولی به وجود می‌آید. اوزون نه تنها عمل ضد عفونی کردن آب را به نحو احسن و به مراتب کاملتر از کلر انجام می‌دهد. بلکه براساس آخرین تحقیقات عمل اوزون کلیه ویروسها را در حد استاندارد حذف می‌کند. اوزون آهن دو ظرفیتی را به هیدروکسید آهن سه ظرفیتی تبدیل و از محیط آبی خارج می‌سازد. اوزون منگنز را به پرمنگنات اکسید می‌کند و پرمنگنات حاصل نیز خود. اثر ضدعفونی کنندگی دارد و مواد آلی را نیز اکسیده و تجزیه می‌کند. در نتیجه پرمنگنات احیاء شده و تبدیل به رسوب هیدروکسید چهار ظرفیتی منگنز می‌گردد. بدین ترتیب برای آبهایی که کمپلکسهای پیچیده آلی از این دو فلز را دارند. کاربرد اوزون در تجزیه و تخریب این کمپلکسهای پیچیده بسیار موثر است. اوزون نیتریت را به نیترات. هیدروژن سولفوره و به طور کلی سولفیتها را به سولفات تبدیل می‌کند. اوزون آمونیاک را هم اکسید کرده و حذف می‌کند. سیانیدها و کمپلکس آنها در مقابل اوزون در آب به سیانات اکسیده شده و در مقابل غلظت اضافی اوزون تبدیل به گاز کربنیک و ازت می‌گردند. اوزون با برمیدها و یدیدها سریعاً تولید برمور و یدور می‌کند که از این خاصیت برای اندازه‌گیری کمی اوزون در آب استفاده می‌شود. جیوه و نقره موجود در آب آشامیدنی بر اثر اوزوناسیون اکسیده می‌گردند. اوزون ترکیبات رنگی را بیرنگ کند و از این خاصیت برای از بین بردن رنگ و بو در صنایع کاغذسازی. واکس. روغن. نشاسته ۵[ 11111 ل[۵ 1۳۵۵ 1.1.۷۳ [ ۱۰۶ -------- صفحهٔ بعد -------- و نظایر آنها استفاده می‌کنند. اوزون قادر است اتصالات دوگانه را در ترکیبات حلقوی و خطی به اوزونیدودی پراکسید تبدیل و نابود کند؛ درجه و قدرت اکسیداسیون تا حدی است که حتی نایلون را نیز اکسیده می‌کند. تر کیبات پیچیده آلی گوگرددار و ازتدار و سموم گیاهی از قبیل آنتراسین " در مقابل اوزون نابود و از آبها و پسابهای صنعتی حذف می‌گردند. اوزون به سرعت در آب فعال می‌شود و در بهبود کیفی آب به طور فزاینده‌ای موْثر است؛ بخصوص در مورد کاهش میزان مواد ی " و اصلاح رنگ. بو و طعم آب. *_ترکیبات آلی حاصل از اوزوناسیون بررسیهای انجام شده حاکی از آن است که سه دسته از محصولات آلی حاصل از اوزوناسیون از نظر آثار بهداشتی حائز اهمیت هستند که عبارتند از : - پراکسیدهای آلی (هر ترکیبی شامل یک گروه 0-0) 1] ِ ۱ - الدئیدهای غیر اشباع 0 < 1-2 ( ‎٩۱‏ یک زنجیرهٌ غیر اشباع) 0 /۹ ِ - اپو کسیدهای (تر کیباتی دارای گروه 0 ) 5 9 5 َ 1 ۳ 8 : ۰ پراکسیدهای الی وقتی در اب به وجود می‌ایند که اوزون با اولفینها و مواد حلقوی وارد عمل شود. به نظر می‌رسد که آلدئیدهای غیر اشباع از شکست پلی‌آلکینی غیر اشباع یا حلقوی به وسیله اوزون به وجود می‌آیند. این آلدئیدها عبارتند از: هگزانال 0ر,آای 0 ,(۲71) و07 هپتانال صبآای 0و( آج))وتل0 اکتانال 0یآای 0وو07 نونانال 0وآآی) 0و0771 آن دکانال صررآارن 0و( آل)) وتل دود کانال 0ررآآیی) 60( ۴۳1) و۲77 1-۳ 10 2 - 0۲82016 7 (اولفینها- آلکنها- زنجیرهٌ هیدروکربن غیر اشباع با فرمول عمومی ,و11 ,۴) 0 - 3 ۱۰۷ -------- صفحهٔ بعد -------- پراکسیدهایی که توان سرطانزایی دارند. به نظر نمی‌رسد که ناشی از واکنش اوزون با اولفینها و حلمویها باشند: گرچه غالباً در واکنشهای اوزوناسیون ترکیبات آلی غیر اشباع مورد شناسایی قرار گرفته‌اند. مسئله دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد. اثر اوزوناسیون مقدماتی بر ترکیبات ناشی از کلریناسیون و کلر آمیناسیون است که در مورد بیشتر ترکیبات غالباً هالوژنه‌اند؛ مانند: /11۸آها (تری‌هالومتانها) و هالواستیک اسیدها که اوزوناسیون پیشرفت تشکیل آنها را کند می‌کند؛ اما کلریناسیونی که در پی اوزوناسیون انجام می‌شود. باعث تشکیل بهتر کلروپیکرین " (تری کلرونیترومتان) می‌شود و ثابت شده است که این عمل درپی کلرآمیناسیون ۰ سبب تشکیل بهتر کلرور سیانوژن می‌گردد که آثار بهداشتی این پدیده‌ها هنوز مشخص نیست. * اوزون به عنوان ماده کمک منعقد کننده وقتی اوزون به آب افزوده می‌شود. موجب تشکیل ذرات معلق درشت‌تر می‌گردد. این ذرات معلق خود سبب جذب مواد کلوئیدی از مواد آلی و تغییر اساسی در :)70 و کدورت می‌شوند که این امر نهایتاً سبب کاهش ماده منعقد کننده مصرفی, تسریع در فرآیند ته‌نشینی ذرات معلق می‌گردد. البته مشخص شده که کاربرد مقادیر کم اوزون در عمل انعقاد موثرتر است (کمتر از 31۵ و معمولاً 4 - ۰/۵). بررسی ها نشان می‌دهد که مقدار اوزون مورد نیاز برای تسریع عمل درشت کردن ذرات معلق در آبهای سخت که نسبت ")70 در آنها پایین است کاهش می‌یابد؛ حال آنکه در آبهای سختی که :)70 آنها بالاست. اوزون اضافی عمل درشت شدن ذرات معلق را بهبود می‌دهد. لذا میزان تزریق اوزون بستگی به :)70 و سختی آب دارد. اوزون) می‌تواند در فرآیند انعقاد تأثیر گذارد. و10 واعن م10۲۵ -| ۱۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۷-۵-۵-۲-۴ مقایسه اوزون‌زنی و کلرزنی * مزایا اوزوناسیون به لحاظ پتانسیل اکسیداسیون بالا دارای خواص مشروحه زیر است: - طیف وسیع و سریع‌گندزدایی و سالم‌سازی آب و فاضلاب - حذف موثر رنگ. بو طعم نامطلوب - افزایش اکسیژن محلول (۱0) در آب - شکستن ترکیبات آلی از جمله: دترجنتها (آنیونی. غیریونی) - حذف نسبی 800 و 00 در تصفیه فاضلاب - کفایت مقادیر کم آن برای سالم‌سازی آب - افزایش سیکل زمانی و سرعت فیلتراسیون تا حدود 7۵۰ که در نتیجه می‌توان سطح فیلترهای کمتری را مورد استفاده قرار داد. - تسریع در فرآیند انعقاد و ته‌نشینی و نتیجتاً کاهش در مصرف مواد منعقد کننده و امکان کاهش زمین مورد نیاز برای احداث حوضهای زلال‌ساز - حذف نسبی ترکیبات آلی کلره * معایب - اوزون در شرایط مساوی بسیار گرانتر است. - برای تهیه اوزون. پالایش و آماده‌سازی قبلی هوای مورد نیاز ضروری است. - در تصفیه آب. برای حرکت آب و تزریق اوزون باید مخالف یکدیگر باشد. - در شرایط معمولی حلالیت کمی در آب دارد. - دارای قدرت واکنش بالا و انتخاب‌پذیری کم است. - تنفس آن بسیار خطرناک است. - تأثیر اوزون روی میکرو ارگانیسمها تابع همه یا هیچ است؛ یعنی: یا اثر می‌کند و همه را از بین می‌برد و یا اگر به میزان کافی نباشد. اصلاً اثر نمی‌گذارد و بنابراین استفاده از اوزون احتیاج به تخصص و کنترلهای مطمئن‌ تری دارد. - اوزون باید در محل مصرف تولید شود. - باقیمانده اوزون نمی‌تواند مدت زیادی در آب دوام آورد و کلریناسیون بعدی تقریباً در بسیاری از موارد اجتناب‌ناپذ یر است. ۱۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶-۵-۲-۴ استفاده از اشعه فرابنفش پر توتابی فرابنفش یا اشعه ماورای بنفش" با علامت اختصاری 11۷ نام برده شده که پرتوهای نورانی با تابش غیر ۰ ۰ ۲ ۹۰ ‌ ‌ 3 ِ قابل ریت به طول موج بین ۱۵۰ تا ۴۰۰ نانومتر و با خواص متفاوت نسبت به طول موج است که جزو امواج الکترومانیتیک‌اند. طول موج پرتوهای مختلف در زیر نشان داده شده است: انوار مرئی ‏ | فرابتفش باامواج افرابنفش باامواج| فرابنفش باامواج | لوله خلاه 7۳| اشعه‌ایکس ۰ نانومترج ۴۰۰ ۵ ۳۰۰ ۲۸۰ ۰ ۱۸۵۵ ۱:۰ از خواص باکتری و ویروس‌ کشی که در پرتوهای فرابنلفش وجود دارد. می‌توان در تصفیه میکروبیولوژی آب و فاضلاب استفاده کرد. نور آفتاب که بخش مهمی از این پرتو را داراست. در نابودسازی باکتری و ویروسها در پرتوهای فرابنفش که طول موج آنها ۲۵۳/۷ نانومتر است. می‌توانند در شرایط مناسب باکتریها و ویروسها را به کلی از بین ببرند. بدون اینکه در خواص فیزیکی و شیمیایی آب و فاضلاب موئثر واقع شوند و انرژی نورانی به کردن باکتریها و باسیلهای موجود در آب امکانپذیر است. باید گفت که هرگونه عامل که کاهش دهنده شدت نور یا مانع از تماس نور با ارگانیسمهای موجود در جریان آب باشد. اثر باکتریکشی و ضد عفونی سیستم را کاهش خواهد داد. بنابراین اگر آب برای ضد عفونی شدن در معرض پرتو افشانی فرابنفش قرار گیرد باید قبلا به خوبی زلال‌سازی شده و عاری از هرگونه مواد معلق و مواد 0 ۵ |۷۵ 111۳۵ - | 2-7 ۱۱۰ -------- صفحهٔ بعد -------- از طرف دیگر سرعت جریان یا زمان مجاورت آب با پرتو فرابنفش نیز در پاکسازی آب از میکرو ارگانیسم‌ها موثر است و سیستم به نحوی طرح می‌شود که در حداکثر آبدهی نیز عمل پاکسازی و ضدعفونی آب به طور اطمینان بخش انجام گیرد. پرتوتابی فرابنفش موقعی مورد استفاده قرار خواهد گرفت که اولاً مقدار آب مورد نیاز محدود باشد و یا تزریق کلر برای ضد عفونی به لحاظ حساسیت مصرف توصیه نشده و یا مقدار کلر لازم در حدی مورد نیاز باشد که در مرحله پایانی موضوع حذف کلر اضافی مطرح شود. در چنین حالاتی با استفاده از فرایند پرتوتابی فرابنقش کلر لازم به حداقلی رسانیده می‌شود که بتوان "کلر باقیمانده آزاد" را در حد مجاز در کلرزنی که بعد از مرحله عبور از ماورای بنفش انجام گیرد. به دست آورد و اگر آب مورد نیاز در حد زیادی باشد. تعداد واحدهای پرتوتابی افزایش خواهد یافت تا بتوان آب مورد نیاز را تدارک دید. ۱-۶-۵-۲-۴ راکتورهای پرتوتابی فرابنقش معمولاً دو نوع راکتور 11.۷ طرح می‌شود. یکی از این دو نوع به لامپهای با پوشش کوارتز مجهز است که مستقیماً در جریان آب یا پساب تصفیه شده غوطه‌ور می‌شوند و در نوع دوم آب یا پساب معمولاً از یک لوله ساخته شده از کوارتز با پوشش تفلون در مقابل تابش 17.۷ عبور داده می‌شود و لامپ در پساب غوطه‌ور نیست. شیشه‌های کوارتزی پرتوهای 11.۷ را به خوبی هدایت می‌کنند و تفلون نیز اثر نگهداری ممانعت در مقابل تابش پرتو 17.۷۷ ایجاد نمی‌کند. (شکل شماره ۳۱-۴) با توجه به زمان کوتاهی که برای پرتوتابی در شرایط لایه نازک به وجود می‌آید. اطاقک استقرار لامپ در 7.۷ دارای حجم به نسبت کوچک و بازده موثر خواهد بود و ضرورت دارد که قبل از ورود آب یا فاضلاب در مقابل تاش انوار از زلال و شفاف بودن آب اطمینان کامل حاصل شود. ۲-۶-۵-۴ لامپهای 0.۷ جیوه با فشار جزیی قرار می‌گیرد که عامل پرتو افشانی در طول موج ۲۵۳/۷ نانومتر است. ۱۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۶-۵-۴ شرح تاسیسا سیستم پرتوتابی فرابنفش دارای جعبه کنترل یا تابلو برق و کلید راه‌اندازی ۳10۷۷ 0۷۵۲ ۱۷۷/۵۱۳۲ علاوه بر تجهیزات فوق. تابلو شرایط استفاده جریان آب یا پساب از اتافک با فرمان از راه دور با لامپ اعلام وضعیت با اتصال سه راهه با دستگاه تنظیم ساعت کار با روشن کردن لامپ کمکی وتعویض ساعتی برای اجرای تعویببیض نوبتی لامپها اعلام خطر با آژیر فتوسل با جریان برق با نور سبز و کهربایی نور قرمز کنترل اصلی توزیع جریان الکتریکی و یا ۱۱۲ ۳۲-۴ نشان داده شده است و لوازم پرتو افشانی به جریان در طول مدت تنظیم جریان الکتریکی و کنترل کارکرد لامپ ۷.[] و اخبار برای پرتو افشانی و دستگاهی برای ثبت مدت پرتو افشانی و تعویض نوبتی لامپ در حال کار با لامپ کمکی ی برای نگهداری جریان در حد تراز ماگزیمم در جوار لامپ برای اعلام سرریز یا کمبود تراز آب در جوار لامپ و یا اشکالات پرتو افشانی برای اندازه‌گیری پرتو افشانی و اعلام انرژی ۷.[] که از سطح لامپ تا کف آب تابیده است. اعلام کننده کاهش قدرت لامپ 11.۷ و نیاز به پاکسازی جدار لامپ یا تعویض اعلام خطر او کاهش پرتو افشانی به پائین‌تر از حد قابل اطمینان واحد تولید نیرو و تجهیزات مربوط د - 5010010 6 -------- صفحهٔ بعد -------- سس خروج آب ۱ 17 منطقه سالم سازی آب 1 ۳ لوله پاک کن مب 17۷ حفاظ کوارتز 1 ِ بدنه دستگاه فتوسل 1 1 شیر قطع و متعلقات آن ل ا ح فا 8 ورود آب ۱ مهره و ماسوره ۹ 3 ۱ ۱ ۳ 5 دستگاه 17۷ صا تلمبه ‏ مخزن‌تامین آب خا خروجی ‏ کنتور ستگا فی مین 3 ٍ ی لامپ 17۷ مر داخل خطوط کوارتز سر رم ی که خروج آب سالم ۵ کل شکل ۳۲-۴ دستگاه کنترل دبی آب در مقابل 7۷] - تابلو و کلید راه‌اندازی ۱۱۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۶-۵-۲-۴ اصول کلی به کار گیری 7.۷ به کارگیری سیستم ۷ در عملیات میکروبکشی آب یا پساب. جنانکه در بخشهای قبلی ذکر شد. علاوه بر آماده‌سازی آب یا پساب از نظر کیفیت فیزیکی مستلزم انتخاب لامپ و شدت تابش مناسب در شرایط عمل است. به طور کلی ایشریشیاکلی از غالب باکتریهای نوع گرما دوست مقاومتر است و به خوبی حذف خواهد شد و ۰ ۰ ى. ۰ 2.. ما و - .۰ برای آلگ‌ها و پروتوزوئرها مقدار تایش فوق‌العاده زیاد لازم است. که به طور کلی بین ۲۵۷۵/5 تا ۲۰ (۲۰ تا ۲۵ میلی‌وات ثانیه برای هر سانتیمتر مربع از سطح تابش پرتو) مورد نیاز خواهد بود. ۵-۶-۵-۲-۴ مراقبت از بازتاب فرابنفش دستگاه بازتاب ۷.[] با مراقبتهای لازم از نظر حفاظت محیط و افرادی که در جوار آن رفت و آمد دارند. ساخته نگهداری نیاز به مراقبت داشته باشد. افرادی که با این نوع دستگاهها سر و کار دارند. باید توجه نمایند که هرگونه فلزی که در ساختن ابزار کار مصرف می‌شود. قابلیت جذب نیرو از بازتاب فرابنفش را داراست و باید در مواردی که موضوع نگهداری و تعمیرات در اطراف این دستگاه مطرح است. لامپ ۷.[) خاموش شود و از لامپ دیگری برای روشنایی استفاده کار کنانی که وارد اتاق 1.۷ می‌شوند یا در جوار آن رفت و امد دارند. باید از لباس و دستکش حفاظتی استفاده نمایند. عوامل شیمیایی نامطلوبی که همراه با سایر عوامل در منابع آب سطحی و زیرزمینی به ویژه حاثز اهمیت هستند و شناخت دقیق از آنها در تجزیه و تحلیل اولیه آب خام و مالاً انتخاب روش تصفیه برای تقلیل و یا حذف کامل آنها ضرورت پیدا می‌نماید؛ عبارتند از: 0 آهن و منگنز 0 فلزات سنگین 0 کلرورها ۱ - 0۵110۷1۳۵ ۱۱۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵ فلوئورورها ۰ سولفات‌ها و سولفورها ۵ نیترات ها ۰ _تری هالومتانها ۵ پاک کننده‌ها 0 مواد رادیوا کتیو شناخته شده و بالاخره روشهای تصفیه‌ای برای تقلیل و با حذف آنها به کار گرفته می‌شوند. در پی‌ آمده است. ۱-۵ کلسیم و منیزیم هر چند وجود کلسیم در آب به لحاظ داشتن سلامت با محدودیتی روبه‌رو نیست. ولی از نظر حفاظت سیستم آبرسانی شهری در برابر رسوب‌گذاری و خوردگی و همچنین حفاظت لوازم خانگی و سیستمهای حرارتی - برودتی و نظافت. باید مقادیر کلسیم و منیزیم در آب تحت کنترل قرار گیرد که به علت وجود بیش از حد این دو عنصر در بسیاری از منابع آب کشور و وجود تصفیه خانه‌های متعدد برای حذف آنها و اهمیت موضوع. این مورد در بخش ۱-۶ (سختی زدایی با مواد شیمیایی) به تفصیل شرح داده شده است. آهن و منگنز در طبیعت در حالت اکسیداسیون غیر محلول ( *۲0۱] و *۱/0۱) و محلول (۳0۶ و ۶ /۱) یافت می‌شوند. آهن و منگنز در حالت غیر محلول در آبهای خام در هنگام تصفیه فیزیکی و شیمیایی آب با استفاده از انعقاد. ته‌نشینی و عبور از صافی از آب جدا می‌شوند. در حالی که جداسازی آهن و منگنز محلول با دشواریهای متعددی همراه است. در منابع آب سطحی و زیرزمینی آهن و منگنز محلول به صورت نمکهای آهن و منگنز دو ظرفیتی هستند آهن و منگنز محلول نیز به صورت کمپلکسهای آلی در منابع آب دیده می‌شوند. این کمپلکسها حاصل تجمع ملکولهای مواد آلی با بار منفی گرد یونهای مثبت آهن و منگنز و مالاً ایجاد ترکیب شیمیایی با آنهاست که اصطلاحاً "لیگاند """ نامیده می‌شود. حذف این کمپلکسها از آب به مراتب از حذف یون آهن و منگنز محلول. در عملیات تصفیه. دشوارتر است؛ چرا که ملکولهای آلی مانند پوسته محافظی از یونهای آهن و منگنز محافظت می‌نمایند. [| - 40 ۱۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- وجود یونهای آهن و منگنز به صورت جداگانه و یا توام در غلظت بیش از استاندارد در آب آماده توزیع موجب دشواریهای ذیل می‌شود. ِ رنگ آب در شبکه توزیع به رنگ سیاه و یا قرمز تغییر پیدا می‌نماید. - پس از شستشوی البسه لکه‌های متعددی بر روی پارجه‌ها کمرنگ ظاهر می‌شود. - باکتریهایی به نام (101101[1۳17-)) و (۳۵۱1۵11۲۱۲)) با استفاده از بونهای آهن و منگنز در متابو لیسم خود. تکثیر پیدا می‌نمایند. این باکتریها که اصطلاحاً باکتریهای آهن نامیده می‌شوند؛ در شبکه توزیع به صورت کولونی‌هایی غده مانند شکل می‌گیرند و به دیواره لوله می‌چسبند. ترکیب کلر با تجمع این باکتریها از منابع اصلی بو و مزه نامطلوب در آبهای آشامیدنی است. به علل فوق. استاندارد بین‌المللی آب آشامیدنی! (۱۹۸۴) حدود غلظت آهن و منگنز را به شرح ذیل تعیین نموده است: آهن منگنز حداکثر قابل قبول (001) ۳ ۰/۹ حداکثر محاز (001) ۱/۰ ۰/۵ ضمناً استاندارد سازمان بهداشت جهانی (۷/.11.0 - ۱۹۹۳) حداکثر مجاز را در مورد آهن و منگنز به ترتیب ۰/۳ و ۰/۱ 001 توصیه نموده است. آبی که برای مصارف صنعتی در کارخانه‌های پارچه باقی. رنگرزی. نوشابه‌سازی و کاغذ سازی استفاده می‌شود. باید حاوی کمتر از ۰/۰۵ :001 آهن و منگنز باشد. ۲-۲-۵ روش تصفیه روش تصفیه آهن و منگنز نسبت به سایر روشهای تصفیه آب پیچیده‌تر است. آنچه مسلم است. موئرترین روش تصفیه را اکسیداسیون آهن و منگنز محلول به هیدراتهای غیر محلول آهن و منگنز و سپس حذف آنها از آب تشکیل می‌دهد. رزینهای تبادل یونی نیز برای حذف غلظتهای کم آهن و منگنز کاربرد دارند؛ ولی معمولاً با هزینه اولیه زیاد و دشواریهای بهره‌برداری بسیار همراهند. با توجه به ویژگیهای منابع آب سطحی و زیرزمینی و همچنین تنوع ترکیبات شیمیایی حاوی آهن و منگنز. روشهای مختلف تصفیه آهن و منگنز در آب در جدول شماره ۱-۵ خلاصه شده است. انتخاب هر یک از روشها با توجه به شرایط خاص محلی کاربرد دارد؛ ولی غالباً پنج حالت ذیل در این انتخاب نظر گرفته می‌شوند: الف - آبهایی که حاوی آهن‌اند و ۲1 آنها پس از هوادهی ۷ و یا بیشتر است؛ با استفاده از هوادهی. آهن بدون استفاده از تنظیم و یا کاربرد کاتالیزور اکسیده می‌شود. ب- آبهایی که حاوی آهن و میزان محدودی منگنزاند: عمل اکسیداسیون مستلزم استفاده از صافیهای تماسی . کلرزنی و یا تنظیم 0۲1 قبل از عملیات صافی است. اخیراً اکسیداسیون با استفاده از پرمنگنات پتاسیم (فرایند ۶ | - 116۳۵110 ۵[ 5002۳0 1۵۳ 1۳16 7 2- 001۵01 5 ۱۱۶ -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۱-۵) و یا کاربرد آن به صورت مداوم در فرایند صافیهای تماسی (فرایند ۴. جدول ۱-۵) به استفاده از کلر رححان داده شده است. ج- آبهایی که حاوی ترکیبات آلی آهندار هستند: تنظیم 011 تا حد ۸/۵ الی ‎٩‏ برای حصول اطمینان از اکسیداسیون و عملیات صافی ضروری است. آبهایی که حاوی منگنز است. حدود 1ام ۷/۵-۱۰ اکسیده می‌شوند. د- آبهایی با سختی بالا که حاوی آهن یا منگنز هستند: این آبها با فرایند سودا و آهک و یا زئولایت از آهن و ه- آبهایی که حاوی منگنز به تنهایی و یا با آهن‌اند: این آبها لازم است با استفاده از کاتالیزور با سنگهای پیرولوسیت " در غیاب هوا به منظور تبدیل کمپلکسهای منگنزدار به هیدروکسید منگنز تصفیه شوند (فرایند ۵. جدول ۱-۵). آهن به همراه منگنز در این فرایند پس از هوادهی در یک صافی تماسی باز و صافی شنی پس از آن اکسیده می‌شود. استفاده از آهک برای تنظیم ]ام ضرورت ندارد. در صورتی که رقم ]1 ۷ و یا بیشتر باشد. باید توجه داشت از هوادهی اولیه اجتناب نبود. چرا که هیدروکسید منگنز در "صافی تماسی " ایجاد نخواهد شد و به جای آن شکل کلوییدی منگنز تشکیل می‌شود که به سختی رسوب می‌کند؛ مگر اینکه از آب آهک. پرمنگنات پتاسیم و با کلر (مانند فرایند ۴ و ۶. جدول ۱-۵) استفاده گردد. ۱-۲-۲-۵ تصفیه با آب آهک آب آهک برای تنظیم 1ام در عملیات تصفیه آهن و منگنز به کار می‌رود. ظرفیت دستگاههای تغذیه آب آهک لازم است. حداقل ۵۰ درصد بیش از میزان تغذیه برای رساندن ام آب به حد اکسیداسیون و انعقاد آهن و منگنز باشد. ۲-۲-۲-۵ اکسیداسیون توسط کلر منگنز به وسیله کلر اکسیده می‌شود. ولی این اکسیداسیون به کندی صورت می‌گیرد؛ مگر آنکه 011 آب در حد ۸۵-۰ تنظیم شود. غلظت کلر لازم است طوری انتخاب شود که کلر آزادی معادل :۱/۲۵۲۲ برای هر 0017 منگنزی که باید اکسیده شود باقی بماند. آهن با سرعت بیشتری در همان غلظت کلر استفاده شده برای حذف منگنز. اکسیده می‌شود: منتهی حدود 011 در اکسیداسیون آهن وسیعتر است. عمل اکسیداسیون آهن و منگنز توسط کلر معمولاً به وسیله ۰/۲0۱۳ سولفات مس به عنوان کاتالیزور تسهیل میگردد. معمولاً قبل از استفاده از کلر برای حذف آهن و منگنز لازم است. از کارآیی کلر در این فرآیند اطمینان حاصل نمود: به ویژه از نظر اقتصادی هزینه استفاده از کلر را در غیاب اکسیژن محلول در برابر فرآیند هوادهی و پمپاژ مکرر ممّایسه کرد. |- ۳۷۳۵[۵ ۱۱۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱- هوادهی. ته‌نشینی. صافی ۲- هوادهی. اکسیداسیون در بستر تماس ۳- هوادهی. صافی تماسی ۴- صافی تماسی هوادهی. ته‌نشینی. صافی جدول شم مشخصات آب خام دارای آهن در غیاب مواد آلی قابل توجه دارای آهن و منگنز ترکیب شده ضعیف با مواد آلی. بدون اکسید دو کربن و اسیدهای آلی دارای آهن و منگنز ترکیب شده با مواد آلی در غیاب اسیدهای آلی دارای آهن و منگنز ترکیب شده با مواد آلی. بدون اکسیده دو کربن و اسیدهای آلی دارای منگنز همراه با مواد آلی اره ۱-۵: فرآیندهای معمول بر هواده. حوضچه ته‌نشینی. صافی هوادهی در بستر تماسی ساخته شده از کک و با پیرولوسیت و صافی شنی هواده. صافی باالایه شنی با پوشش منگنزی. پیرولوسیت خرد شده و یا زئولیت منگنز صافی بالایه شنی با پوشش منگنزی. پیرولوسیت خرد شده و یا زئولیت منگنز بستر تماسی پیرولوسیت بسته: هوادهی در بستر تماسی دوم به صورت باز. صافی شنی ۸ حدود [۲]] لازم بیش از ۷ بیش از ۷ برای حذف اهن. ۷1۵-۰ برای حذف منگنز بیش از ۷ برای حذف اهن. بیش از ۸/۵ برای حذف منگنز بیش از ۷ ۱۱ مواد شیمیایی لازم احیای صافی با استفاده از کلر در حد متناوب و یا با استفاده از پرمنگنات پناسیم به صورت مداوم در هنگام شستشو بهره‌برداری آسان. بدون کنترل مواد شیمیایی دوبار پمپاژ. بهره‌برداری اسان دو بار پمپاژ. نیاز به هوادهی یک بار پمپاز. بدون هوادهی -------- صفحهٔ بعد -------- ۹- سختی گیری با زئولیت ادامه جدول ۱-۵ فراً: دارای آهن و منگنز ترکیب شده ضعیف با مواد آلی دارای آهن و منگنز ترکیب شده با مواد آلی همراه با اسیدهای آلی دارای آهن و منگنز ترکیب شده با مواد آلی همراه با تیرگی و رنگ در آب آب چاه بدون اکسیژن و دارای کمتر از ۰/۵ پی. پی. ام آهن و منگنز برای هر ۱۷ پی. پی. ام سختی حذف شده آب چاه با سختی محدود. بدون اکسیژن دارای آهن به صورت کربنات آهن دو ندهای معمولی برای حذف. وسائل تصفیه مورد نیاز هواده. کلریناتور. حوضچه ته‌نشینی. صافی شنی هواده. حوضجه اختلاط با صافی شنی سدیم برای سختی گیری و واحدهای زئولیت منگنز و یا مشابه برای تصفیه بخش سخت گیری نشده تغذیه کننده آهمک. ته نشینی ۱۱۹ حدود 1 لازم ۷ تا ۸ ۵ تا ۱۰ ٩۹/۵ ‏تا‎ ۵ بیش از ۶/۵ ۱ تا ۸/۵ سس کلروپرمنگنات پتاسیم آهک با کلرورفریک و یا سولفات فریک و یا کاپراس کلرینه شده و یا آهک و کاپراس احیای بسترهای تبادل بونی با استفاده از محلول کلرور سدیم نیاز به هوادهی بل از نیاز به کنترل 011 نیاز ‏ به کنترل آزمایشگاهی دقیق موثر برای حذف آهن و منگنز به صورت بیکربنات آهن و موثر برای ترکیب آهن به صورت کربنات آهن دو -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۲-۲-۵ اکسیداسیون توسط پرمنگنات پتاسیم پرمنگنات پتاسیم در اکسیداسیون آهن و منگنز به مراتب از کلر موْثرتر است. عمل اکسیداسیون در صورتی که 1 بیش از ۷ باشد. مستقل از ]0۲ آب. انجام‌پذیر است. لذا منگنز بودن استفاده از آب آهک قابل حذف است. سرعت اکسیداسیون بالنسبه سریع است. مگر آنکه مواد آلی و یا هیدروژن سولفوره در آب وجود داشته باشد که در آن صورت مدت زمان ۵ تا ۲۰ دقیقه برای عملیات اکسیداسیون قبل از عملیات صافی ضروری خواهد بود. جنانجه در فرآیند ۴ جدول (۱-۵) از پرمنگنات پتاسیم استفاده شود. توان اکسیداسیون صافیهای تماس کاهش نمی‌یابد و چه بسا به احیای صافیها نیز نیاز نخواهد بود. غلظت پرمنگنات پتاسیم طوری انتخاب می‌شود که رنگ صورتی باز در آب قبل از صافیها دیده شود. معمولاً غلظت مورد نیاز پرمنگنات پتاسیم برای حذف آهن معادل دو سوم میزان آهن موجود و برای منگنز دو برابر منگنز موجود در آب است. غلظت اضافی پرمنگنات ایجاد دشواری نخواهد نمود. چرا که این غلظت اضافی به سهولت در صافیها یا بسترهای تماسی جذب می‌شود. پرمنگنات پتاسیم به صورت بلور و یا به صورت محلول کاربرد دارد. این ماده شیمیایی برای لوله‌های پلاستیکی و دیافراگمهای دستگاه تغذیه مضر است. ولی هیچ گونه تاثیری بر وسائل فلزی به کار گرفته شده در تاسیسات آبرسانی ندارد. ۴-۲-۲-۵ هوادهی هوادهی معمولاً برای حذف گاز کربنیک و رفع بو و مزه با استفاده از انحلال اکسیژن در آب کاربرد دارد و معمولاً هوادهی پخشان! مناسب‌ترین شیوه برای این منظور است؛ ولی برای حذف آهن و منگنز هوادهی توسط عبور دادن آب از صافیهای شنی چکنده انجام می‌پذیرد: چرا که سطح دانه‌های شن به صورت بستر تماس اولیه اکسیژن با آب و مانند یک کاتالیزور عمل می‌نماید. شنها در چهار تا شش لایه که بر روی سینی‌های مشبک قرارداده شده‌اند بکار گرفته می‌شود. هرالایه دارای عمق معادل ۳۰ سانتی‌متر است و بین سینی‌های مشبک نیز فواصلی. به منظور توزیع مناسب آب در حال فرو ریختن. در نظر گرفته می‌شود. صافیهای یک لایه‌ای با عمق ۲ تا ۱/۸ متر نیز مناسبند. در صورتی که دیوارهای مشبک. برای تسهیل عمل هوادهی. انتخاب شود. دیوارهایی از نوع لوور" به منظور تهویه بهتر صافی و همچنین شستشوی آسانتر آن کاربرد دارند. میزان جریان آب معادل ۴ متر در ساعت (۸۰ گالن آمریکایی در دقیقه بر فوت مربع ویا ۸۰ فوت در ساعت) انتخاب می‌گردد و معمولاً 0 ۰/۱۴ اکسیژن برای اکسیده کردن ۱1۳ ۱/۰ آهن کفایت می‌نماید. 00 م۱۷۲۵ ۹۳۵۷ - | 2- 7 ۱۳. -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۲-۲-۵ بسترهای تماسی بسترهای تماسی در فرآیند حذف آهن و منگز دارای لایه‌ای از سنگهای معدنی منگنزدار و یا پیرولوسیت است که نوعی اکسید منگنز محسوب می‌شود. اکسیدهای راسب آهن و یا منگنز بر سطح دانه‌های بستر به صورت کاتالیزور در اکسیداسیون آهن و منگنز عمل می‌نماید. عمق لایه معمولاً حدود ۱/۸ متر (۶ فوت) و یا بیشتر انتخاب می‌شود. معمولاً تمهیداتی برای شستشوی بدون دشواری بستر به کار گرفته می‌شود تا بتوان اکسیدهای بیش از حد ایجاد شده بر روی دانه‌های شن را از لایه زدود. غالباً احیای بستر توسط محلول پرمنگنات انجام می‌پذیرد. در این گونه بسترها جهت جریان از پایین به بالا و حدود ۹/۶ متر بر ساعت (۳۲ فوت بر ساعت و یا ۴ بسترهای تماسی بالا به پیرولوسیت برای حذف منگنز بدون استفاده از آب آهک و یا پرمنگنات پتاسیم کاربرد دارد. این بسترها لازم است در سازه‌های بسته به کار گرفته شوند تا از نفوذ هوا به درون بستر جلوگیری شود. حهت حریان از پایین به بالا و سرعت حریان ۴/۸ متر بر ساعت (۱۶ فوت بر ساعت) در این گونه بسترها مناسب تشخیص داده شده است. در این سرعت حریان. با در نظر گرفتن ۰ درصد تخلخل در لایه بستر. زمان تماسی حدود ‎٩‏ دقیفه ایحاد خواهد شد. لازم است خروحی ببستر در هواده‌های ریزشنی هوادهی شده و سپس از صافیهای شنی عبور داده شود. لایه‌های ساخته شده از زئولیت منگنزا که از ترکیب زئولیت سدیم با پرمنگنات پتاسیم حاصل می‌شود دارای راندمان رضایتبخش در حذف منگنزند. در این گونه بسترها در هر سیکل ۱/۶۳ کیلوگرم منگنز در هر متر مکعب بستر جذب و از آب حذف می‌گردد. احیای بستر توسط محلول پرمنگنات پتاسیم انجام می‌پذیرد و در عملیات احیا ۳/۲۶ کیلوگرم پرمنگنات پتاسیم برای هر متر مکعب بستر مصرف می‌شود. ۶-۲-۲-۵ حوضهای ته‌نشین, طرح کلی سیستم تصفیه. تعیین کننده نیاز به ته‌نشینی بعد از هوادهی. بسترهای تماسی و یا تصفیه شیمیایی قبل از صاف کردن است. معمولاً به منظور صرفه‌جویی اقتصادی در طرح صافیها از ته‌نشینی استفاده می‌شود: به ویژه هنگامی که تصفیه با آب آهک ضروری تشخیص داده شود و یا اینکه میزان غلظت آهن در آب از ۲۳۱۳ فراتر رود. زمان ماند حوضجه ته‌نشینی به کیفیت آب مورد نظر بستگی دارد: ولی برای حذف آهن بین ۱ تا ۲ ساعت تعیین شده است. سیستمهای تصفیه‌ای که برای حذف آهن در غیاب اکسیژن طرح شده‌اند (فرایند ۱۰ در جدول ۱-۵) از واحدهای تحت فشار. لخته‌بندی. ته‌نشینی و صافی به منظور جلوگیری از تماس آب چاه با هوا تشکیل شده‌اند. 160 ۵06 ۱/۵0۵ - | ۱۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- باید توحه داشت که واحدهای لخته‌بندی از نوع استوانه‌ای با زمان ماندی حدود ۵ دقیقه انتخاب شوند. محل ورودی و خروجی در این واحدها در جایی انتخاب می‌شود که جریان به صورت حلزونی در درون مخزن ماند یک ساعت امکانپذیر است. ۷-۲-۲-۵ صافیها صافیها در فرآیندهای حذف آهن و منگنز بعد از هوادهی. بسترهای تماسی و یا مخازن ته‌نشینی کاربرد دارند و طبق اصول طراحی صافیها طرح می‌شوند. سرعت صاف کردن آب حدود ۹/۶ متر بر ساعت (۳۲ فوت بر ساعت. ۴ گالن آمریکایی بر دقیقه بر فوت مربع) و با کمتر انتخاب می‌شود. ماسه لایه صافی لازم است دارای اندازه موثر " ۰/۷ تا ۱/۰ میلیمتر باشد و یا به عبارت دیگر از شن ماسه‌های صافیهای معمولی برای حذف باکتریها در آب. درشت‌تر انتخاب شود. صافیهایی از نوع صافیهای ثقلی و یا صافیهای تحت فشار بر حسب مورد کاربرد دارند و محدودیت استفاده از انواع صافی به حد صافیهای متعارف برای حذف با کتریها نیست. جنانجه تنها حذف آهن در فرآیند تصفیه مطرح باشد. استفاده از صافیها به عنوان بستر تماسی بلافاصله پس از هوادهی میسر است. در این گونه فرآیندها لازم است از پیش در واحدی آزمایشی" عملکرد صافی. برای حصول اطمینان از ایمنی بهره‌برداری. آزمایش گردد. ۸-۲-۲-۵ حذف آهن و منگنز با تبادل یونی سختی گیرهای تبادل یونی که در عملیات سختی‌گیری آبهای سخت به کار می‌رود. برای حذف آهن و منگنز نیز کاربرد دارند؛ مشروط بر آنکه آب چاه فاقد اکسیژن باشد؛ جرا که در عملیات تبادل بونی تنها آهن و منگنز محلول همراه با کلسیم و منیزیوم از آب حذف می‌گردند. این فراآیند در مورد آبهایی که دارای بیش از ۰/۵01۳ آهن و منگنز در مقابل هر ۱۷۳۱۱ سختی هستند. کاربرد ندارد. در واقع این ضابطه حداقل سختی ۳۴۰۵۱۱ در برابر آهن را نشان می‌دهد. ۲-۲-۵ دشواربهای بهره برداری از واحدهای تصفیه آهن و منگنز مسائل بهره‌برداری در فرآیندهای حذف آهن و منگنز به دو بخش تقسیم می‌شود. ابتدا فرآیندهای متعارفی مانند: انعقاد. ته‌نشینی و صافیهای شنی و سپس فرایندهایی که به ویژه برای حذف آهن و منگنز طرح شده اند. | - ]]۵011۷0 0 2 - [01 ۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۳-۲-۵ فرآیندهای متعارف آبهای خامی که دارای غلظت محدودی از آهن و منگنزاند. توسط انعقاد با سولفات آلومینیوم با استفاده از پیش کلرزنی و به ویژه هنگامی که رنگ در آب به صورت کمپلکس ترکیبات آهن و منگنز و مواد آلی است. ممکن است از آهن و منگنز تصفیه شوند. چنانچه غلظت آهن و منگنز آب در حدی زیاد است و حذف تیرگی و رنگ نیز ضروری تشخیص داده می‌شود. اکسیداسیون توسط هوادهی تنظیم 01 لازم است. شایان ذکر است در این گونه مواقع ازدیاد 011 و یا قلیاییت آب توسط آب آهک موجب دشواریهایی در کاربرد سولفات آلومینیوم به عنوان عامل انعقاد خواهد گردید. در این صورت لازم است از سولفات و یا کلرورفریک و در صورت در دسترس نبودن این عوامل انعماد از سولفات مس - سولفات فرو و با سولفات مس کلرینه شده استفاده نمود. سولفات مس کلرینه شده به ویژه به سبب ادغام فرآیند کلرزنی و انعقاد جالب توجه است. در عملیات لخته‌بندی, لخته‌های آهن معمولاً از لخته‌های آلومینیوم سنگینترند؛ ولی لخته‌های آهن. پر مانند و شکننده‌اند؛ مگر آنکه لخته‌بندی به دقت کنترل شود. لخته‌بندی به ویژه اهمیت خواهد داشت. جرا که وجود آهن لخته نشده میزان آهن آب را بالا خواهد برد و در واقع جذب آهن را بی‌اثر خواهد نمود. باید توجه داشت غلظت آهن در آب خروجی صافیها کمتر از ۰/۳۱ باشد. در صورتی که در عملیات انعقاد غیر موثر با سولفات آلومینیوم. غلظت آلومینیوم در آب خروجی صافی در حد ۰/۵-۱/۰1 مجاز تشخیص داده شده است. لخته‌های آهن معمولاً دانه‌های ماسه را در صافیها پوشش می‌دهد که زدودن آن از لایه ماسه‌ای صافی بسیار دشوار است. در حالی که لخته‌های آلومینیومی به راحتی توسط شستشو از لایه ماسه‌ای شسته می‌شود. حذف منگنز از حذف آهن دشوارتر است. زیرا در کاربرد عوامل انعقاد آهندار. آهک زیادی برای بالا بردن 011 به حد ۸/۵-۹ لازم است. پیش کلرزنی ممکن است عمل انعفاد را تسهیل نماید و انعقاد در 0۲1 پایین‌تری در حد مطلوب ایجاد شود. در هر حال آزمایشهای لابراتوری شرایط فرآیند را تعیین می‌نماید. حذف منگنز به ویژه در هنگام تماس آب با منگنز از پیش اکسیده شدهٌ جمع شده بر روی دانه‌های ماسه در لایه صافی. تسهیل می‌گردد. بدین سبب شستشوی صافیها در این فرآیند اهمیت ویژه‌ای کسب می‌کند و باید دقت شود. در هنگام شستشوی صافی تنها لخته‌های چسبیده به دانه‌ها از لایه صافی جدا شوند و سطح دانه‌های ماسه. طی عملیات شستشو کاملاً پاک نشود. مشاهده مدت زمان کارکرد صافی و افت فشار پیش رس راهنمای مفیدی برای شستشوی ۱- نام تجارتی آن زاج سبز یا کاپراس است. (۷]120 ,۳۵50۸۰ ,۲0۳۳۵۲۵3) ۱۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- بهره‌برداری از این فرآیندها بر حسب نوع فرآیند متفاوت است. فرآیند ۲۰۱ و ۵ در جدول ۱-۵ به اضافه نمودن مواد شیمیایی نیاز ندارند. آب آهک در فرایندهای ۳ ۷و ۱۰ برای تنظیم 011 لازم است. در فرایندهای ‎٩‏ و ۱۰ لازم است از انحلال اکسیژن در آب جلوگیری گردد. زیرا بیکربنات آهن و منگنز اکسیده نشده طی فرآیند ‎٩‏ از آب حذف می‌شود و حذف کربنات آهن و منگنز در رسوبگیری و صافیها در فرآیند ۱۰ اتفاق می‌افتد. فرآیند ۵ پیچیده‌تر است. به سبب اینکه تصفیه در مرحله اول فرآیند باید در غیاب اکسیژن انجام پذیرد. بدین سبب باید دقت نمود. اکسیژن در مکش پمپهای چاه و یا در بسترهای تماسی اولیه در آب حل نشود. جنین حالتی در صورتی مقدور است که آب چاه از پایین به بالا به بسترهای سنگهای منگنزدار و یا پیرولوسیت برای ایجاد هیدرو کسید منگنز تغذیه شود. سپس آب از بالا به لایه‌ای از همان نوع بستر به صورت باز تغذیه شود و در واقع هوادهی به صورت متعارف در بستر تماسی انجام گردد. بسترهای تماسی به عمل کاتالیزری تر کیبات اکسیده شده آهن و منگنز جمع شده بر روی سنگها و یا پیرولوسیت متکی اند. بنابراین این بسترها هرگز نباید به طور کامل شستشو داده شوند؛ بلکه مواد جمع شده بر سطح سنگها در محدوده‌های زمانی مشخصی لازم است شسته شوند. بسترهای بسته باید با سرعت حریان ۰ متر بر ساعت (۲۰۰ فوت بر ساعت. ۲۵ گالن آمریکایی بر دقیقه بر فوت مربع) شستشو داده شوند. بسترهای باز هوادهی با شلنگهای ویزه شستشو و با سرعت بیشتری قابل شستشو بند. غالباً لازم است لایه تماسی کاملاً خارج شود تا بتوان بخشهای داخلی لایه را در حد مطلوب شستشو داد. ۳-۳-۲-۵ کنترل آزمایشگاهی آزمایشگاههای آهن و منگنزن کلر باکیمانده 1 و قلیابیت در فرایندهای ویزه حذف آهن و منگنز بسیار با اهمیت‌اند. این آزمایشها با آزمایشهای مربوط به تیرگی. رنگ و بالاخره جارتست! در کنترل فرآیندهای حذف آهن و منگنز نقش اساسی خواهند داشت. بنابراین استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی کافی و همجنین انتخاب حذف آهن و منگنز است. | - [87 ] 51 ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۵ فلزات سنگین فلزات سنگین به صورت طبیعی در پوسته زمین وجود دارند و در برخی نقاط در آبهای زیرزمینی نیز ظاهر می‌گردند؛ ولی منبع اصلی این فلزات در فاضلابهای صنعتی است که هنگام دفع. آبهای پذیرنده سطحی و زیرزمینی را به این گونه فلزات آلوده می‌سازند. در میان فلزات سنگین. سرب. جیوه. کادمیوم و باریوم به ویژه مسایل متعددی را در کنترل کیفیت آب آشامیدنی به وجود آورده‌اند. این فلزات هر یک دارای خواص متفاوت و بالنتیجه تاثیرات ویژه بر فیزیولوژی انسان دارند؛ ولی آنچه مسلم است. وجود فلزات سنگین بیش از حدود تعیین شده در استانداردها خطرهای جدی برای مصرف کنندگان آب به وجود می‌آورد. ۱-۳-۵ منابع آلودگی و تاثیرات مهمترین منبع آلودگی فلزات سنگین را فاضلابهای صنعتی تصفیه نشده و یا لجنهای حاصل از عملیات تصفیه این گونه فاضلابها تشکیل می‌دهد. چنانچه فاضلاب تصفیه نشده صنعتی به منابع آب خام برای مصارف آشامیدنی راه یایند. آلودگی این گونه منابع محتمل است و دشواریهای بسیار در عملیات تصفیه را به همراه دارد. جنانجه این گونه فاضلابها برای استفاده محدد برای آبیاری به کار روند و یا اینکه لحن حاصل از تصفیه این فاضلابها برای اصلاح خاک در کشاورزی مورد استفاده واقع شود. فلرات سنگین به گیاهان و سبزیحات راه می‌یابد و در زنجیره غذایی انسان قرار خواهند گرفت که در نتیجه موجبات آسیبهای فیزیولوژیکی در بدن انسان را فراهم حد مجاز برخی از فلزات سنگین برای آب آشامیدنی در استاندارد سازمان بهداشت جهانی (۷/]10) در جدول جدول شماره ۲-۵ حد مجاز برخی از فلزات سنگین در آب آشامیدنی فلزات سنگین حداکثر مجاز. میلیگرم بر لیتر )۱۷۷/]10(( کادمیم ۰/۵ سرب ۱/۰۵ حیوه که سلنیوم ۰/۹ ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فلزات سنگین به صورت ترکیبات معدنی و با همراه با ترکیبات آلی در آب وجود دارند. نظر به اینکه غالب اکسیدهای فلزات سنگین غیر محلولند؛ بنابراین اکسیده کردن فلزات سنگین و سپس راسب نمودن آنها طی کربنات سدیم در حذف فلزات سنگینی که به شیوه کلسیم و منیزیوم عمل می‌کنند. موثر است. حذف فلزات سنگین ترکیب شده با مواد آّلی نسبتاً دشوارتر است. در این حالت از مکانیزم جذب سطحی برای حذف مولکولهای آلی و مألاً فلزات سنگین استفاده می‌شود. معمولاً پودر کربن فعال به عنوان ماده جاذب کاربرد اطمینان بخشی دارد. دیگر روشها مانند اسمز معکوس به ویژه برای حذف فلزات سنگین ترکیب شده با مواد آلی کارایی قابل توجهی داشته‌اند. بدیهی است جنانجه فلزات سنگین به صورت معدنی و یا به صورت بون در آب وجود داشته باشند. به راحتی قادر به عبور از پرده مشبک در این فرآیندند. لذا اسمز معکوس در حذف این شکل از فلزات سنگین موثر نیست. حذف و کاهش فلزات سنگین گرجه در فراآیندهای مختلف تصفیه آب بخصوص آب آشامیدنی معمول نیست. ولی با توجه به اهمیت آنها و افزایش غلظتشان در منابع آب دانستن اطلاعاتی در این زمینه لازم به نظر می‌رسد بدین جهت در این بخش به طور خلاصه روشهای حذف و کاهش فلزات سنگین مورد بررسی قرار می‌گیرند: همان‌گونه که قبلاً اشاره شد. معمولیترین راه حذف این عناصر به روش ترسیب به شرح زیر است: ۱-۳-۳-۵ ترسیب شیمیایی ۲ ترسیب شیمیایی فرآیندی است که طی آن مواد محلول به کمک واکنش شیمیایی و یا تغییر در حلال تبدیل به نامحلول می‌گردند. جامدات حاصله را می‌توان به کمک ته‌نشینی و یا فیلتراسیون جدا نمود. فلزاتی که با این تالیم روی وارسینک. 1۳ 2 - 0101۵ 0 ۱۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۱-۲-۳-۵ شرح فرآیند! فرآیند ترسیب و حذف فلزات به صورت شماتیک شکل ۱-۵ نشان داده شده است. ماده شیمیایی اضافه می‌گردد رسوب می‌کنند جدا می‌گردند. وته‌ن یه نشین کننده پاروهای لخته بندی ورود مایع خروحی لخته بندی - زلال سازی چند روش متفاوت برای ترسیب و جداسازی یونهای فلزی سمی از فاضلاب‌های صنعتی وجود دارد که کلیه آنها دارای این وجه مشترک هستند که همگی به تشکیل شبکه‌های بلورین بونی منتهی می‌شوند. برای تشریح بر این اساس می‌توان دید که اساساً بین ماده حل شده و رسوب آن تعادل برقرار است و اگر مقدار یکی از بونها وارد کند. غلظت باقیمانده فلز در محلول تصفیه شده را می‌توان در دمای ثابت و در محلول رقیق براساس | - ۳۳۵۵۵۵ 0 ۱۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- حلالیت رسوب (مثلا: در خننی‌سازی ترسیبی. براساس حلالیت هیدروکسید راسب) محاسبه کرد. درمورد مثال اخیر. می‌توان حلالیت را با افزایش ۳1 کم نمود. فرآیندهایی که اصولاً برای ترسیب فلزات سمی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ عبارتند از: - ایجاد رسوب هیدروکسید به کمک آهک - فرآآیند تولید رسوب سولفید - ایجاد رسوبات کربنات ۲-۱-۲-۵ ترسیب هیدراکسیدی در این فرآیند با استفاده از آهک و هیدروکسید سدیم فلز سمی به صورت هیدروکسید فلزی که رسوب است در می‌آید. این واکنش را برای یک فلز دو ظرفیتی می‌توان به صورت خلاصه در زیر مشاهده نمود: 7 + ,(۱/)011 + و(۲8)011 + ۱۷۶ میزان غلظت هیدراکسید در پساب تابع حضور فلزات. ماده مصرفی برای ترسیب. شرایط واکنش مخصوصاً 11 و سایر مواد موثر در ترسیب است. غلظت فلزات سمی را در پساب از لحاظ تئوری می‌توان به کمتر از ۱1۱8/1 و بعضی مواقع کمتر از 1 رنسانید. از لحاظ تئوری انحلال چند رسوب هیدروکسیدی را می‌توان در شکل ۲-۵ ملاحظه نمود. بر اساس این شکل هیدرو کسید فلزات آمفوتر بوده و حلالیت آنها در 011 کم و زیاد افزایش می‌یابد و در نقاطی حداقل حلالیت را دارند (011 اپتیمم برای ترسیب) که این نقاط ممکن است برای یک فلز بیشترین حلالیت را در همان 01 برای فلزات مختلف در شرایط 1آم مناسب برای یک فلز بیشترین حلالیت را در همان 1 برای فلز دیگر داشته باشد. در بیشتر مواقع رقم ]ام بین ‎٩‏ تا ۱۱ براساس آزمایش چارتست حاصل می‌گردد که نتایج مطلوبی به دست می‌آید. چنانچه فاضلابی بیش از یک نوع فلز داشته باشد. باید چند مرحله ترسیب در 0۲1 های مختلف انجام پذیرد و گاهی بیش از یک ماده شیمیایی هم مورد نیاز است. در مورد فلز کروم. چون هیدروکسید کروم شش ظرفیتی نمی‌تواند رسوب نماید. لازم است ابتدا تصفیه مقدماتی انجام پذیرد و 11 حدود ۲ تا ۳ کروم احیا و به فلز سه ظرفیتی تبدیل گردد. این واکنش را می‌توان به کمک مواد مختلفی نظیر: سولفوردی اکسید. سدیم بی‌سولفیت. سدیم متابی سولفیت یا سولفات فرو انجام داد. واکنش انجام گرفته به کمک سولفوردی اکسید عبارت است از: 311280 + 3110 + 350 410 + و(50) و0 + ر0یرا] + و0کر1 ]3 ۱۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵ 1 4 40 99 ۱ ۹ 4 / 2 ِ شکل ۲-۵ حلالیت هیدرو ک. هر -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۱-۲-۳-۵ ترسیب سولفیدی ترسیب فلزات به صورت سولفید به عنوان گزینه دیگر امتیازاتی نسبت به روش قبلی دارد. همان‌گونه که در شکل ۳-۵ نشان داده شده است. حلالیت سولفیدها کمتر از هیدروکسیدها بوده بعلاوه اینکه حلالیت آمفوتری هم ندارند و کروم شش ظرفیتی هم بودن اینکه نیاز به احیا داشته باشد. رسوب می‌کند. این فرآیند شامل ترکیب یون فلز سنگین با ترکیبات سولفیددار است. همانند آنجه در واکنش زیر نشان داده شده است: !م۲ +15 ج ۲ + ۱۷۱۱۱ 3 ۱2 ۱۱ ۷0 9 8 ۴ 6 5 4 23 یم شکل ۳-۵ حلالیت سولفیدها بر اساس 0177 حذف کروم شش ظرفیتی در ایک مرحله که شامل احیا و ترسیب است. مطابق فرمول زیر انجام می‌پذیرد. سولفید مورد استفاده می‌تواند به صورت سولفید سدیم (11225) یا سدیم هید روسولفید (1۷12115) باشد که ۱۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- عیب بزرگ استفاده از سولفید ایجاد گاز سمی سولفید هیدروژن است. با نگاهداشتن 011 محیط بیش از رقم ۸ از پیدایش این گاز جلوگیری می‌گردد. در1ام قلیایی هم به علت هیدرولیز سریع نمک محلول سولفید هیدروژن ممکن است. به وجود آید. عیب دیگر رسوب سولفیدی موجود سولفید در پساب بوده که ممکن است احتیاج به غالباً ترسیب سولفیدی به صورت یک فرآیند ساده و سریع نیست و مراحل ترسیب و رسوبات تشکیل شده حاوی فلزات مختلف هستند. انجام دادن ترسیب کامل و بدون تاخیر را نمی‌توان تضمین کرد. ۴-۱-۳-۳-۵‏ ترسیب کربناتی بعضی از فلزات نظیر: رسوب و کادمیم را می‌توان به صورت کربنات رسوب داد که این روش امتیازاتی از قبیل: 011 پایین و قابلیت فیلتر شدن بهتر لجن نسبت به ترسیب هیدراکسیدی دارد. در ترسیب هیدراکسیدی 01۲1 رسوبدهی توسط کربنات سدیم " را می‌توان با مثال زیر توضیح داد: + و۸100 ج + ۸2200 ایجاب رسوب به وسیله کربنات سدیم برای همه فلزات امکانپذیر است. ۲-۲-۲-۵ تبادل یونی علاوه بر روشهای فیزیکو- شیمیایی که تاکنون در مورد کاهش بار نمک در آب و فاضلاب ها و حذف اجزای سمی موجود در آنها تشریح کردیم. فرآیند تبدیل یونی نیز یک روش شیمیایی برای انجام دادن این منظور در غلظتهای کم است. روش تبادل یونی همچنانکه کاربرد وسیعی در زمینه تهیه آب بسیار خالص و باز یافت مواد اولیه پیدا کرده است. می‌تواند در سمزدایی محلولهای رقیق یونی نیز به کار رود. معمولیترین مواد اولیه ساخت رزینهای تعویض یونی عبارتند از: مشتقات اسید آکریلیک و استیرن که پس از افزایش عواملی نظیر: دی ویئیل انتخاب رزین برای هر منظور خاص بستگی به 011 محلول مورد تصفیه دارد. مبادله کنندگان آنیونی می‌توانند یونها را در محدوده اسیدی قوی تا بازی ضعیف جذب کنند (محدوده بازی وی 11-۱۰ و بازی ضعیف تا حدود ۸- ]ام است). مبادله کنندگان اسیدی قوی در محدوده ۱-۱۳- ام و مبادله کنندگان اسیدی ضعیف در محدوده ۴-۹ عمل می‌کنند. حاکه 5۵۵۵ - | ۱۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- برای مثال. اخیراً نوعی رزین پلیمری اختصاصی برای جیوه ساخته شده است که برای حداسازی آن از پساب فراآیند سلوی (الکترولیز آب نمک) کاربرد دارد و اصولاً برای جداسازی جیوه از سایر فاضلابها نیز مناسب است. این رزین یونهای جیوه **118. *(۲1861) را به راحتی از محلول اشباع شده آن جذب می‌کند. با این عمل. تعادل تشکیل *(,11821) که در حالت عادی کاملاً به سمت راست متمایل است. به طور کامل به سمت چپ کشیده می‌شود. 1 + ۲ - 5ع[[٩‏ - 8 ج ول + 2 + (۲ع ‎٩1‏ - 8 + 1200(7) +8151 +۲861 301 + *(00ع1) ج 40+ شا *1) + )+ (و0ع۲) ۳-۳-۵ ارسنیک احمالاً در این بخش شرح داده شده است. ارسنیک به طور طبیعی در برخی آبهای زیرزمینی در مناطق آتشفشانی وجود دارد؛ ولی غالب منابع اصلی ارسنیک را فاضلابهای صنعتی تشکیل می‌دهند که پس از تخلیه در آبهای پذیرنده و یا در چاههای جذبی آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی را به این عنصر فراهم می‌سازند. ارسنیک در فرمول شیمیایی بعضی حشره‌کشها به کار گرفته می‌شود که در مناطق وسیعی در گذشته کاربرد داشته‌اند. این مواد حشره‌کش موحب ازدیاد غلظت ارسنیک در خاکهای زراعی می‌شود. به حدی که در بعضی اوقات کشاورزان مجبور به تعویض خاک شده‌اند. برخی کودهای شیمیایی و مواد پاک کننده در ترکیب خود حاوی ارسنیک هستند. ۱-۳-۳-۵ خواص شیمیایی و تاثیرات تر کیبات ارسنیک از جمله مواد سمی است که وجود آن در آب آشامیدنی خطرناک است. بر طبق استاندارد آب آشامیدنی سازمان بهداشت جهانی حداکثر غلظت قابل قبول ارسنیک در آب آشامیدنی برابر با ۰/۰۱ میلیگرم بر لیتر و حداکثر مجاز آن معادل ۰/۰۵ میلیگرم بر لیتر است. مسمومیت با آبهای آلوده به مواد ارسنیکدار موجب تهوع شدید. اسهال و دل‌پیچه خواهد گردید. ارسنیک در شکل عنصر ارسنیک به تنهایی دارای سمیت کمی است. هر چند که خوردن مداوم ارسنیک در حد ۰/۳ میلیگرم بر لیتر در ابتدا به سرطان پوست نقش عمده‌ای داشته است. به ویژه ترکیبات آلی حاوی ارسنیک مسموم کننده‌اند. ولی در ترکیبات معدنی ارسنیک‌دار. ارسنیت‌ها از ارسناتها خطرناکترند. ارسنیک در طبیعت در حالت اکسیداسیون ‎۸٩5‏ و ۸۶۹*۶5 ییافت می‌شود. ۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۳-۳-۵ روش تصفیه ارسنیک با استفاده از تصفیه فیزیکی و شیمیایی شامل بر انعقاد. ته‌نشینی و صافی از آب حذف می‌گردد. استفاده از عوامل انعفاد به شرح ذیل است: 53 انعقاد با سولفات فریک. با لام ۶ تا ۸ انعقاد با سولفات آلومینیوم. با 011 ۶ تا ۷ همراه با نرم‌سازی آهک زیاد و اکسیداسیون قبل از تصفیه 5 انعقاد با سولفات فریک. ۲۲1 ۶ تا ۸ انعقاد با سولفات آلومینیوم. 011 ۶ تا ۷ همراه بال نرم‌سازی توسط آهک زیاد بیش از ۹۰ درصد آرسنات سدیم در انعفاد با سولفات آلومینیوم و سولفات فریک از آب حذف می‌شود. سختی گیری با استفاده از آهک در حذف ارسنات سدیم بسیار موثر است. به ویژه وقتی []0 به ۱۰/۶ و با بیشتر افزایش داده شود. ار سئیت سدیم تا حدود ۰ تا ۶۰ درصد در 4 طبیعی آب با استفاده از عوامل انعفاد سولفات فریک از آب حذف می‌شود. چنانچه نرم‌سازی با استفاده از آهک! در ام معادل ۱۱ به کار گرفته شود. راندمان حذف تا ۸۰ سولفات آلومینیوم تنها قادر به حذف حدود ۲۰ درصد ارسنیت سدیم است. ولی می‌توان ارسنیت سدیم را به کمک کلر و پرمنگنات پتاسیم اکسیده و به ارسنات سدیم تبدیل کرد که در آن صورت حذف آن سهلتر انجام می‌پذیرد. استفاده از کلر در عمل اکسیداسیون ارسنیک. در صورت وجود مواد آلی در آب ممکن است منجر به تشکیل *تری هالومتان" گردد؛ که ترکیبی زیانبار است؛؟ در این ارتباط علاوه بر نکات اشاره شده در مورد حذف ارسنیک تو سط روش تبادل بونی با استفاده از رزین‌های آنیونی و یا ذغال استخوان " امکانپذ بر است. این در حذف ارسنیک داشته‌اند. | 116 8 2 - ۵۵ ۲ ۱۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۳-۳-۵ دشواریهای بهره‌برداری معمولاً حذف ارسنیک در غلظتهای زیاد (۱۰۰ میلیگرم بر لیتر و یا بیشتر) به سهولت با استفاده از تصفیه فیزیکی. شیمیایی امکانپذیر است. برای مثال در غلظت ۱۰۰ میلیگرم بر لیتر ارسنیک تنها به دو مول سولفات فریک در برابر هرمول ارسنیک طی تصفیه فیزیکی و شیمیایی با استفاده از: انعقاد. ته‌نشینی. صافی و تنظیم ام توسط آب آهک به ۶/۸ نیاز خواهد بود. معمولاً ارسنیک باقیمانده در آب حدود ۵ میلیگرم بر لیتر است. استفاده از این روش تصفیه برای غلظتهای کم ارسنیک نتایج مثبتی نداشته است. برای حذف غلظتهای کم ارسنیک (کمتر از ۵ میلیگرم بر لیتر) و رساندن غلظت به حد ۰/۰۱ میلیگرم بر لیتر. به ویژه روشهای تبادل یونی راندمان مطلوبی داشته‌اند. برای مثال. در یکی از این روشها ابتدا 11 به ۷/۱ تنظیم شده. سپس آب از بستر آلومینای فعال" به ضخامت ۳ فوت با سرعت سه گالن بر دقیقه بر فوت مربع عبور داده می‌شود. این روش قادر است حتی غلظت ۰/۱۰۶ میلیگرم بر لیتر ارسنیک را به ۰/۰۱ میلیگرم بر لیتر تغییر دهد. ظرفیت بستر ۷۰۰۰ گالن بر فوت مکعب است. احیای بستر با محلول سودسوزآور با غلظت یک درصد و متعاقباً شستشوی بستر با اسید سولفوریک ۵/ نرمال امکانپذیر است. شایان ذکر است با استفاده از روشهای متعارف تصفیه آب (انعقاد. لخته‌بندی. ته‌نشینی و صافی) تا ۵۰ درصد ارسنیک حذف می‌گردد؛ ولی در غلظتهای کم ارسنیک این راندمان در حد بسیار زیاد کاهش می‌یابد. ۴-۳-۵ کروم کروم معمولاً در آبهای طبیعی به مقدار خیلی کم یافت می‌شود. وقتی که کروم بیش از حد در آب وجود داشته باشد. آلودگی آب در فاضلابهای صنعتی نشان می‌دهد. ترکیبات کروم به مقدار زیاد در صنایعی نظیر: آبکاری و دباغی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کروم ممکن است به دو صورت ۳و ۶ ظرفیتی در آب یا پسابهای صنعتی یافت شود. چون وجود کرم به ویژه به صورت کرومات در آب برای بهداشت خطرناک است؛ بنابراین آب برای مصارف عمومی باید عاری از کروم باشد کروم ۶ ظرفیتی سمیت بیشتری از کروم ۳ ظرفیتی دارد و در صورت جذب در بدن دفع آن از طریق کلیه و مقداری از طریق صفرا و پوست انجام می‌گیرد. ضمناً حداکثر مقدار مجاز در آب شرب براساس استاندارد 5۳۸ ۵ میلی گرم بر لیتر است. مهمترین علامت مسمومیت اثر آن بر روی پوست و مخاط است. بدین معنی که در پوست حالتی شبیه به سوختگی ایجاد می‌شود. همچنین مخاط بینی صدمه می‌بیند. از تاثیرات دیگر کروم ۶ ظرفیتی می‌توان به کم خونی. تنگی نفس. احتمال ایجاد سرطانهای ریه. دستگاه گوارش. پروستات اشاره نمود. | - ۸۵۱۷۵۱ 4 ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- کروم به صورت سه ظرفیتی در 1ام بیش از ۸ به صورت رسوب هیدروکسید از آب جدا می‌گردد: ولی به صورت شش ظرفیتی (که خطرناکتر از کروم سه ظرفیتی است) قابل ته‌نشین شدن نیست. برای حذف کروم شش ظرفیتی ابتدا آن را به کروم سه ظرفیتی احیا می‌کنند و سپس با افزایش ]۲ آن را ترسیب می‌نمایند. مواد احیا کننده که برای احیا کروم معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ عبارتند از: سدیم متابی سولفیت (و3182520). انیدرید سولفورر (م50) و سولفات فرو (,۳۵50). از آنجا که احیا کروم در 011 اسیدی باید انجام پذیرد. احیا کننده‌ای که خاصیت اسیدی داشته باشد. مناسبتر است. ۵-۳-۵ کادمیوم این عنصر از لحاظ شیمیایی شباهت زیادی به فلز روی و جیوه دارد. کادمیوم در خاک به صورت سولفید و یا تر کیب با عناصر دیگر که غالبا ناخالصیهای سنگ معدنهای روی. مس و سرب است. یافت می‌شود. همچنین ممکن است به طور طبیعی درانفت خام و با روغن اتومبیل وجود داشته باشد. منشا اصلی فلزات کادمیوم در محیط به واسطه فاضلاب صنایعی نظیر: آبکاری. پلاستیک سازی. تهیه مواد رنگی. سرامیک‌سازی. برخی پسابهای عکاسی و غیره است. اخیراً کادمیوم به عنوان یکی از آلوده کننده‌های جدی محیط زیست شناخته شده است. کادمیوم پس از جذب توسط دستگاه گردش خون به تمام نقاط بدن منتقل می‌گردد و تقریباً تمام اعضا آن را دریافت می‌کنند. ولی بیشترین تمرکز در کبد. کلیه و سپس در پانکراس و طحال است. آشامیدن آبی که با کادمیوم آلوده شده باشد. سبب اختلالات گوارش نظیر: درد شکم. قی. گاستریت و چنانچه مدت نسبتاً طولانی مصرف شود. باعث کم خونی. نکروز کبدی. ضایعات کلیوی و سرطان پروستات می‌شود. حداکثر مقدار مجاز کادمیوم در آب آشامیدنی را سازمان بهداشت جهانی ۰/۰۰۵ میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است. روشهای معمولی حذف این فلز خطرناک همانند سایر فلزات سنگین. رسوبدهی به صورت هیدروکسید. سولفید و روش تعویض است که عمدتاً در صنایع آبکاری مورد استفاده قرار می گیرند. ۶-۳-۵ سرب این فلز در صنایع همچون: باطری سازی. تولید پیگمان‌ها. شیشه‌های سربی. تهیه سوخت. عکاسی. مواد منفجره مورد استفاده قرار می‌گیرد. فعالیتهای غیر اصولی مرکز صنعتی و معدنی و همچنین تخلیه زوائد آلوده به این مراکز به محیط زیست (منابع آب. خاک و هوا) باعث آلودگی آنها می‌گردد. سرب یک عنصر سمی و قابل تجمع در بدن انسان است و طی سالیان گذشته خطرات ناشی از آن به اثبات رسیده است. عوارض مسمومیت از سرب (ساتورنیسم) ممکن است به مرور در افرادی که تماس بیشتر با این فلز دارند. ظاهر گردد. سرب یک ماده اصلی و طبیعی بدن نیست. بلکه سمی است که خطر نهایی آن زیاد است: زیرا در بدن تجمع می‌کند و به حد دوز کشنده که معمولاً خیلی بالا هم نیست. ممکن است برسد. ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- مسمومیت با سرب ممکن است خوش خیم و مدت زیادی نامرئی باشد؛ اما چون تدریجاً در بدن تجمع می‌کند عوارض آن به صورت حاد ظاهر خواهد شد. علائم مسمومیت از سرب و آثار آن عبارتند از: رنگ پریدگی. استخوانی و ناراحتیهای گوارشی. علاوه بر صنایعی که باعث افزایش سرب در محیط می‌گردند. سرب در آبهای کنار جاده ها به علت آلوده شدن با بنزین که در آن تتراتیل سرب وجود دارد به مقادیر قابل توجهی دیده می‌شود. عمده‌ترین روشهای حذف سرب همان‌گونه که اشاره شد. مبتنی بر ایجاد رسوب به صورت هیدروکسید. سولفید و کربنات است. رزین‌ها هم قابلیت جذب سرب را دارند. جیوه یکی از عناصری است که در پوسته زمین فراوانی کمتری دارد. جیوه بیشتر در صنایع الکترونیک. تولید آفتکشها به عنوان ضد عفونی کننده و کاتالیزور مورد استفاده قرار می‌گیرد. روشهای متداول تصفیه جیوه تشکیل رسوب سولفید. تبادل یونی. انعقاد با آلوم و املاح آهن و جذب توسط کربن فعال است. طبق توصیه سازمان بهداشت جهانی میزان حداکثر مجاز جیوه در آب آشامیدنی باید ۰/۰۰۱ میلی‌گرم بر لیتر باشد. این فلز به شکل فلزی و به عنوان املاح غیر ی یکی از مواد تشکیل دهنده پوسته زمین است. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که با صنعتی شدن جوامع به مرور مقدار جیوه در زنجیره غذایی افزایش یافته است. مسمومیتهای دسته جمعی و مواردی از مرگ و میر انسانها به وسیله آلودگی آب و غذای مصرفی با ترکیبات این عنصر که معمولاً به دستگاه عصبی صدمه می‌زند. زیاد مشاهده گردیده است. تاثیرات عمده جیوه. در صورتی که بیش از حد استاندارد در آب آشامیدنی وجود داشته باشد؛ عبارتند از: خاصیت سمیت. تجمع تر کیبات آن در کلیه. صدمه زدن به مغز. نخاع. اعصاب و آثار موتاژنیکی آن که ایجاد مسمومیت می‌نماید. در پایان این بخش لازم به ذکر است که معمولاً در طراحی تصفیه خانه‌های متعارف آب شرب به لحاظ عدم وجود یا ناچیز بودن مقادیر به طور اخص به حذف فلزات سنگین توجه نمی شود. به علاوه حذف فلزات سنگین از آب هزینه زیادی در بر دارد و بهره‌برداری از تاسیسات مربوطه هم نیازمند مهارت و تخصص بالایی است. در صورتی که منابع آبی آلوده به چنین فلزاتی باشد. بهتر آن است که منابع دیگر آب را جستجو نمود. ولی به هر حال اقدامات باز دارنده زیر هم توصیه می‌گردد: - حفاظت موثر از محیط زیست و منابع آب - جلوگیری از احداث صنایع در مجاورت منابع آب باعث آلودگی می‌شوند. - اجبار در احداث تصفیه‌خانه‌های فاضلابهای صنعتی برای حذف این گونه آلاینده‌ها - احداث سیستم‌های آبرسانی بهداشتی و تامین آب سالم و کافی برای شرب - احداث ایستگاههای کنترل منابع. محیط زیست و نظارت بر تداوم کار آنها ۱۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۵ کلرورها" کلروربفرم ۲۱1 یکی از بونهای اصلی آب و فاضلاب است. کلرورها یعنی ترکیبات کلر با سایر عناصر و رادیکالها مانند [2ه۳1۵. اعکا والکه). و۱16 تقریبا در کلیه آبهای طبیعی ییافت می‌شوند و غلظت آنها می‌تو اند بسیار متفاوت باشد و این مواد از اجزای پایدار آب هستند. کلرور در طبیعی به طور وسیعی پراکنده است و معمولاً به فرمولهای کلرورسدیم ۰.۱1۵21 کلرورپتاسیم ۲ و کلرور کلسیم و۲۵21 تقَریباً ۰/۰۵ درصد لایه لیتوسفر" را تشکیل می‌دهند. بیشترین مقادیر کلرور در آب اقیانوسهاست. وجود کلرور در آبهای طبیعی را می‌توان ناشی از انحلال نمک موحود در خاک. معادن نمک. استفاده از نمک به منظور کنترل بخ و برف در جاده‌ها. تخلیه پسابهای صنایع شیمیایی. تخلیه فاضلابها. عملیات حفاری چاههای نفت. زهاب‌های کشاورزی, نفوذ آب دریا به نواحی ساحلی و غیره... دانست. هر یک از این منابع می‌توانند باعث آلودگی آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی گردند. کلرور در غلظتهای پایین در آبهای سطحی وجود دارد. در آبهای آلوده نشده کمتر از ۱۰ میلی گرم بر لیتر است و گاهی هم می‌تواند به حد کمتر از یک میلی گرم بر لیتر برسد. هر گونه افزایش قابل توجه کلرور در آب. نشانه‌ای از آلودگی احتمالی به شمار می‌آید. در آب آشامیدنی مزه ایجاد شده به وسیله غلظت کلرور متغیر است و بستگی به ترکیبات شیمیایی آن دارد. در بعضی از آبهای حاوی حدود ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر کلرور چنانچه کاتیون ترکیب شده با کلرور. سدیم باشد. مزه شوری در آب احساس می‌گردد: ولی اگر کاتیونهای کلسیم و منیزیم فراوانتر باشد. حتی اگر غلظت کلرور به ۰ میلیگرم بر لیتر برسد ممکن است مزه شوری احساس نگردد. طبق استانداردهای بین‌المللی و سازمان بهداشت جهانی ۱۷۷/110 حداکثر غلظت مجاز یون کلرور ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر است. با وجود اینکه کلرورها در حد معمول برای سلامت انسان مضر نیستند. ولی مقدار نمک معمولی با کلرور سدیم برای بیماران قلبی و کلیوی باید محدود گردد. گرچه میزان دریافت نمک از آب آشامیدنی در مقایسه با نمک مواد غذایی بسیار کمتر است. ولی با وجود این کوشش می‌شود که غلظت کلرورها در آب پایین | - 0 2 - ]113 ۵57 ۱۳۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- تخمین دریافت روزانه کلرور از غذاها به علت استفاده زیاد از نمک طعام به عنوان چاشنی مشکل است. ولی تقریباً دریافت روزانه ۶۰۰ میلی‌گرم کلرور در یک رژیم بدون نمک را می‌توان پیش‌بینی کرد. به علت افزودن نمک به غذاها دریافت متوسط روزانه کلرور ۶ گرم است که ممکن است تا حد ۱۲ گرم نیز برسد. دریافت متوسط روزانه کلرور از آب آشامیدنی تقریباً ۰ میلیگرم است. کلرور فراوانترین آنیون در بدن انسان است. بدن یک انسان ۷۰ کیلویی شامل: تقریباً ۸۱ گرم کلرور و ۴۵ لیتر آب است. در سوخت و ساز طبیعی بدن روزانه ۹۰ تا ۹۵ درصد از کلرور از طریق ادرار و ۴ تا ۸ درصد از طریق مدفوع و حدود ۲ درصد از طریق عرق از بدن خارج می‌شود. غلظت کلرور در فاضلابها بیشتر از آب خام است؛ زیرا کلرور سدیم که همواره در برنامه غذایی انسان وجود دارد. بدون تغییر از سیستم هاضمه عبور می‌نماید. وجود کلرور در آب همیشه با منشا معدنی نیست: بلکه گاهی اوقات می‌تواند از طریق آلودگیهایی مانند ادرار باشد. جنانجه در یک منطقّه جغرافیایی میزان کلروریک چاه نسبت به چاه دیگر مجاور آن از ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر بیشتر باشد می‌توان احتمال آلودگی برای آن آب را تصور نمود. همچنین بالا بودن غیر طبیعی میزان کلرور آب چاه می‌توان حاصل نفوذ فاضلاب خانگی باشد. وجود کلرور با غلظت بالا ممکن است به ساختمان لوله‌های فلزی سیب برساند و همین طور به رشد بعضی از گیاهان صدمه وارد نماید. تحقیق شده است که کلرور بیشتر از ۴۰۰ میلی‌گرم بر لیتر. اگر به صورت طولانی توسط گیاهان مصرف شود. می‌تواند به گونه‌های حساس به نمک سیب رساند. ۱-۴-۵ روشهای آزمایش در آب به چهار روش می‌توان میزان کلرور را در آب تعیین نمود: الف- روش سنجش حجمی یون کلر به وسیله محلول نیترات نقره (و۸8۷) و در مجاورت اندیکاتور کرومات پتاسیم (0)مکا) به نام روش ۱/01۱۳ معروف است. به این روش ۷/2104 ۸۳۵۵101۵11۵ نیز می گویند. از این روش در مواردی استفاده می‌شود که مقدار یون کلر موجود در حجمی از نمونه که برای اندازه گیری برداشته می‌شود بین ۰/۱۵ تا ۱۰ میلی گرم بر لیتر باشد. ب- روش نیترات مرکوریک ,.(و18)۱]: در این روش خاتمه عمل به علت ایجاد کمپلکس ارغوانی ج- روش پتانسیومتریک: زمانی که نمونه دارای کدورت یا رنگ می‌باشد به کار می‌رود. د- روش فری‌سیانید: در صورتی که یون کلر زیاد باشد به کار می‌رود. روشهای اندازه گیری ذکر شده. روشهایی است که در کتاب استاندارد متد" پیشنهاد شده است. ۷۷۵5167 20 ۷۷۵1۵۲ 0۲ ۳۵۳۱1۵10 ۵ 1۵۳ ۱/005 5۱۵0۵۳۵ - | ۱۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۴-۵ روشهای کنترل و حذف برای کنترل و حذف کلرور روشهای زیر را می‌توان نام برد: - روش اسمز معکوس - روشهای تبادل یونی - تقطیر در خلاء - الکترو دیالیز روشهای فوق در بخش حذف مواد شیمیایی نامطلوب در آب آشامیدنی توضیح داده شده است. ۳-۳-۵ ترکیبات آلی کلردار بسیاری از ترکیبات آلی کلردار شناخته شده‌اند که خواص سرطانزایی بعضی از آنها مورد بحث است. بعضی از این ترکیبات بر اثر کلرزنی در آب به وجود می‌آیند. آبهای سطحی حاوی مقادیری ترکیبات آلی‌اند که از تجزیه بقایای گیاهی مانند هیومیک اسید که از تخریب برگها. جلبکها و امثالهم ایجاد شده و به جریانهای آب وارد می‌گردند. به وجود می‌آیند. با توجه به اینکه برای ضد عفونی و از بین بردن ویروسها و انگلها معمولاً از کلر استفاده می‌شود. کلر می‌تواند با مواد آلی باقیمانده در آب ترکیباتی بنام تری‌هالومتانها تولید کند. تشکیل تری‌هالومتانها بستگی به غلظت مواد هیومیک در آب دارد. از مهمترین تری‌هالومتانهای تولیدی در این واکنش کلر وفرم (أنو1آن)) است که حدود ۶۰ درصد کل تری‌هالومتانها را شامل می‌شود. بسیاری از ترکیبات سمی کلره. آفتکشها و یا محصولات فرعی کارخانجات 8 (بی‌فنیلهای پلی کلرینه)- 107 (دی‌ کلرودی فنیل تری کلرواتان) - ۳۸11 پلی آروماتیک هیدرو کربن (هیدرو کربنهای آروماتیک چند هسته‌ای کلره)- دی‌اکسین‌ها و... بعضی از این ترکیبات سمی برای دهها سال باقی می‌مانند و توانایی تحریک سیستمهای بیولوژیکی را که متابولیسم رشد و رفتار را تنظیم می‌کنند. دارند. این مواد سیستم غدد درون ریز را مختل می‌سازد و بر دستگاههای مختلف بدن مانند: دستگاه گوارش. تخمکگذاری. رفتار جنسی, دستگاه عصبی. فعالیت کبدی. رشد سلولی و سیستم تولید مثل تاثیر می‌گذارند و زندگی آبزیان و سلامتی انسانها و حیوانات را به خطر میاندازد. با استفاده از ذغال فعال! بعضی مواد آلی فوق‌الذ کر را تا حد زیادی می‌توان در آب تقلیل داد. تری‌هالومتانها از تر کیباتی هستند که تا حد زیادی جذب کربن فعال می‌گردند. | - ۸0۱۱۷۵۱۵۵ 0 ۱۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۵ فلوئورورها عنصر فلوئور به صورت فلوئورور و یا فلوئور ترکیب شده در پوسته زمین به فراوانی یافت می‌شود. بخصوص در سنگهای آذرین و رسوبی به میزان قابل توجهی دیده می‌شود. مواد معدنی عمده حاوی فلوئور به صورت (و۸[۳و۱۵) بنام «کریولیت». (۵2)) و به نام «فلورسپار» و بالاخره [و(۸(0۳2)10۸] و به نام «فلوراپاتایت» در طبیعت وجود دارند. نهشته‌های حاوی فلوئور در طبیعت تنها یکی از منابع فلوئور هستند؛ در حالی که گروه وسیعی از صنایع در فاضلابها و یا گازهای متصاعد شده از فرآیندهای خود فلوئور را به طبیعت اضافه می‌نمایند. برای مثال صنایع کود شیمیایی, فسفات‌سازی, صنایع فولاد. ریخته‌گری فلزات غیر آهنی و بالاخره صنایع کاشی سازی را می‌توان نام برد. آبهای زیرزمینی در مقایسه با آبهای سطحی دارای فلوئور بیشترند. حداقل فلوئور در آب به ویژه به لحاظ جلوگیری از پوسیدگی دندانها و حداکثر فلوئور در آب به دلیل ایجاد فلوئوروسیس و یا ایجاد لکه بر روی دندانها اهمیت دارد غالب مطلوب فلوئور در آب آشامیدنی بین ۰/۶-۱/۵ میلیگرم بر لیتر است. حداکثر مجاز فلوئور در آب آشامیدنی در غالب استانداردهای بهداشت عمومی برابر ۱/۵ میلیگرم بر لیتر است؛ ولی حد مسموم کننده آن کمتر از ۱۱۵ میلیگرم بر لیتر گزارش شده است. در غلظتهای بیش از ۱/۵ میلیگرم بر لیتر امکان ایجاد "فلوئوروسیس " (لکه بر روی دندانها) وجود دارد. ۲-۵-۵ روش اضافه نمودن فلوئور به منظور کنترل پوسیدگی دندانها از اضافه نمودن مصنوعی ترکیبات فلوئوردار به آب آشامیدنی در تصفیه‌خانه‌های آب استفاده می‌شود. هرچند که خیلی از منابع آب به صورت طبیعی دارای فلوئور به حد کافی‌اند و نیازی به اضافه نمودن فلوئور اضافی نیست. ترکیباتی که در این فرآیند کاربرد دارند؛ عبارتند از: سدیم فلوراید ۵۲[ سدیم سیلیکو فلوراید 1۷۵251۳6 هیدرو فلورو سیلیسیک اسید م1251۳] هیدرو فلوریک اسید 1۲] آمونیم سیلیکو فلوراید و51۳ ,(۸171۸) 1-10 ۱۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- کاربرد ترکیبات فلوئوردار در واحدهای تصفیه آب به ویژه کاربرد سیستم فلوراید (12۳<) مستلزم استفاده از دستگاههای تغذیه مواد شیمیایی جامد خاصی است. بدین سبب انجمن آب آمریکا (۸۱۷۷/۱۷۷/۸) اندکس خاصی را به نام "اند کس تغذیه "" برای ارزیابی سهولت تغذیه مواد شیمیایی فلوئوردار پیشنهاد نموده است. اندکس تغذیه برای سدیم سیلیکو فلوراید برابر است با: 100+ + ۸) -100- ۲ 3 - ""درصد سدیم سیلیکو فلوراید که از الک شماره ۳۲۵ عبور می‌نماید. )- درصد رطوبت سدیم سیلیکو فلوراید اند کس بیشتر از ۸۰ نشانه امکان تغذیه بدون دشواری برای سدیم سیلیکوفلوراید است. روشهایی که برای حذف فلوئور در آبهای آشامیدنی به کار گرفته می‌شود؛ عبارتند از: - استفاده از تصفیه فیزیکی و شیمیایی با کاربرد آهک اضافی در صورتی که به میزان کافی منیزیم در آب وحود داشته باشد. - برای مثال در یکی از موارد ۳ میلیگرم بر لیتر فلوراید را می‌توان به ۱/۰ میلیگرم بر لیتر کاهش داد؛ در صورتی که در ۱۰۰ میلیگرم لیتر منیزیوم در آب رسوب داده شود. در این روش به سبب آنکه همیشه در آب منیزیوم به حد کافی وحود ندارد. لذا کاربرد منیزیوم اضافه ضرورت پیدا می‌نماید. - استفاده از تصفیه فیزیکی و شیمیایی با کاربرد آپاتایت کربناته ( و2۵60 ۰ م(۳7۵۹۸)و۲۶) - عبور دادن آب از بستر تماس حاوی آلومینای فعال ۲ - عبور دادن آب از بستر تماسی حاوی کربن فعال. سنگهای منیزیوم‌دار. تری کلسیم فسفات و یا تری منیزیوم فسفات. شستشو مجدد با آب و سپس شستشو با محلول سودسوزآور برای تبدیل فلوئورور کلسیم غیر محلول به فلوئورور سدیم محلول و شستشوی بعدی با آب و سپس با محلول اسید کربنیک برای تنظیم 011 به ۷ - شیوه‌های مختلف تبادل بونی ۳۵۵۵۵111۷۷ - | (و۸120) ۸101 ۸۵1۱۷۵1۵۵ - 2 ۱۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۵-۵ دشواریهای بهره‌برداری فلوئورزدایی با استفاده از روشهای فیزیکی و شیمیایی فوق‌الْذ کر دارای پیچیدگی خاصی نیست : ولی استفاده از شیوه‌های پایلوت قبل از طرح سیستم تصفیه توصیه شده است؛ زیرا کیفیت آب خام در استفاده از انوع تصفیه موثر است و ضوابط طراحی از طریق مطالعات پایلوت قابل تعیین خواهد بود. ۶-۵ سولفات و سولفورها گوگرد در آبهای سطحی و زیرزمینی به دو صورت اکسیده شده (سولفات) و یا احیا شده (سولفور) یافت می‌شود. احیای ترکیبات گوگرددار به سولفورها همراه با تشکیل گاز سولفید هیدروژن یا اسید سولفیدریک است که از منابع اصلی بو و مزه در آبها و همچنین عامل خوردگی در مصارف صنعتی آب است. سولفات کلسیم به نوبه خود یکی از عوامل رسوب‌گذاری در مصارف آب آشامیدنی است. ۱-۶-۵ روش تصفیه حذف گاز هیدروژن سولفوره آبهای زیرزمینی توسط هوادهی ممتد مقّدور است. در 011 کمتر از ۶ گوگرد به صورت هیدروژن سولفوره وحود خواهد داشست و در 4 بیش از ۸ گوگرد به صورت 5 و یا بون گوگرد ظاهر می‌شود؛ بدین علت در این 1ام فشار گاز هیدروژن سولفوره محلول در آب ناچیز و به تبع آن بو و مزه نامطلوب ناشی از آن به حداقل می‌رسد. حذف بون سولفات توسط فرایند اسمز معکوس ممّدور است. راندمان این فرآیند در غالب واحدهای تصفیه در حد قابل توجهی بوده است. سیستمهای تبادل یونی با لایه‌های ویژه حذف آنیونها به ویژه در حذف ترکیبات سولفاته راندمان جشمگیری داشته‌اند. در موارد متعددی از مکانیزم جذب سطحی با کاربرد پودر کربن فعال برای حذف تر کیبات آلی سولفاته استفاده شده است. ۷-۵ نیتراتها نیتراتها هم در آبهای سطحی و هم در آبهای زیرزمینی ممکن است. وجود داشته باشند. وجود نیتراتها در آبهای سطحی بر تماس آب با مواد آّلی پروتئینه در فاصله دوری دلالت می‌کند. بدین شکل که مواد آلی حاوی پروتئین در طی گذر از رودخانه و تحت تاثیر فعل و انفعال بیوشیمیایی اکسیده شده و نهایتاً به نیترات مبدل می‌شوند. وجود نیتراتها در لایه‌های زمین موجب انحلال این مواد معدنی در آبهای زیرزمینی در هنگام تماس آب زیرزمینی ۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- به حز وحود نیتراتها در طبیعت. فاضلابهای صنعتی و شهری یکی از منابع اضافه شدن نیترات به آبهای پذ پرنده از دیدگاه شیمی معدنی ازت به شکل هفت ظرفیت متفاوت شامل: ِ 1 3 ی 20 2 و[ 01 5و )۷۶(۵) )۴۳۲۱( وجود دارد. از میان حالات فوق حالتهای ۳ ۴ و ۶ فاقد اهمیت از نظر سیستمهای بیولوژیکی هستند؛ ولی حالات دیگر مانند: 3 0 3 5 ۸20 - 205[ - ]1 - و ۷1 به ویزه حائز اهمیت‌اند. و20 و ۷6 ایندریدهای اسید نیترو و اسید نیتر یک هستند. وحود نیترات در آب آشامیدنی در غلظتهای بیش از ۴۵ میلیگرم بر لیتر موجب بیماری «مت هموگلوبینمیا»" در میان نوزادان کمتر از ۶ ماه می‌گردد؛ بدین لحاظ در تهیه مواد غذایی کودکان. آب مصرف شده نباید بیش از حد فوق‌الذکر حاوی ۲-۷-۵ روش تصفیه میزان نیتراتها در آبهای طبیعی معمولاً در غلظتهای بالا دیده نمی‌شود. با وجود این در برخی موارد در آبهای سطحی و زیرزمینی آلوده در حد بیش از ۰ میلیگرم بر لیتر به صورت ازت آلی یافت می‌گردد. به منظور تقلیل و یا حذف نیترات ها از روشهای تصفیه‌ای مانند: تبادل یونی و یا اسمز معکوس استفاده می‌شود. این روشها معمولاً دارای هزینه نسبتاً زیادی است و در مواردی که محدودیت منابع آب وحود دارد. کاربرد دارند. از روشهای حدید. الکتر ودیالیز را می‌توان نام برد که از نظر عملکرد شباهت زیادی به اسمز معکوس دارد؛ با این تفاوت که نیروی محر که یونها برای عبور از برده مشک را اختلاف سطح الکتر یکی به صورت حریان مستفیم تشکیل 1۳۳0 ۱۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸-۵ تری هالومتانها حاصل ترکیب شیمیایی کلر با برخی از مواد آلی موجود در آب ترکیباتی‌اند که اصطلاحاً تری‌هالومتان نامیده می‌شوند. اصولاً کلر و ترکیبات آن ضد عفونی کننده موثری برای سالم سازی آب به منظور جلوگیری از شیوع غالب بیماریهای عفونی است. در کشورهای در حال توسعه درصد عمده‌ای از مرگ و میرها ناشی از بیماریهای مربوط به آب آلوده است؛ لذا استفاده از کلر و ترکیبات آن اهمیت ویژه‌ای کسب نموده است. شایان ذکر است که بیماریهای ناشی از مصرف آب آلوده به کشورهای در حال توسعه محدود نمی‌شود. به عنوان مثال در کشور ایاللات متحده آمریکا حدود ۷۰/۰۰۰ مورد ابتلا از این گونه بیماریها در ۲۳۵ بار شیوع بیماریهای عفونی بین سالهای ۱۹۷۸-۱۹۸۳ توسط سازمان بهداشت جهانی "۷۷۲10" گزارش شده است. بدین سبب نقش کلر در سالم‌سازی آب در سطح جهانی اهمیت بسزایی دارد و در نتیجه مسئله "تری‌هالومتان" نیز در رابطه با استفاده از کلر در سالهای اخیر رخ نموده است. از سال ۱۹۷۰ تاکنون غالب مسئولان بهداشت در کشورهای مختلف در سطح جهان در تکاپوی شناخت ترکیبات آلی کلره. تقلیل غلظت این گونه ترکیبات و تعیین استانداردهای ویژه برای آنها بوده‌اند. علت اصلی این مساعی کشف تری‌هالومتان‌ها در آب آشامیدنی و همچنین احتمال سرطانزایی غالب آنها بوده است. در جهان کنونی منابع آب هر روز آلوده‌تر از روز پیش می‌شوند و در نتیجه به استفاده از کلر برای سالم‌سازی آب نیاز بیشتری احساس می‌گردد که متاسفانه همراه با تولید بیش از پیش تری‌هالومتان‌ها نیز است. ۱-۸-۵ شناخت و ترکیب شیمیایی ترکیب شیمیایی کلر به مواد آلی طبق استاندارد کشور اروپایی "بلژیک. آلمان. ایرلند. ایتالیا. لوگزامبورگ. انگلستان "" به سه گروه به شرح ذیل تقسیم شده‌اند: *‏ تری هالومتانها * هیدروکربن‌های کلردار فرار سنتز شده *سایر ترکیبات آلی کلردار (فرار و غیر فرار سنتز شده) در میان تری‌هالومتانها (7110/5) و یا کل تری‌هالومتانها (77110/5) تر کیبات آلی ذیل تاکنون شناخته شده‌اند. - تری کلرومتان (کلروفرم) و۲77 - برومودی کلرومتان وا +۲۱18 - دی برومو کلرومتان ۲7786۱ - تری برومتان (بروموفرم) ۲7718 - دی کلرویدومتان آاح۲71 ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- - برومو کلرویدومتان +078 - کلرو دی‌یدومتان 0۳ - دی برومویدومتان آ ۲7178 - برومو دی یدومتان ۲778 - تری یدومتان (یدوفرم) و۲17 چنانچه ملاحظه می‌گردد. ترکیبات فوق ناشی از فعل و انفعال کلرء برم و ید به عنوان سه هالوژن با مواد آلی است. خوشبختانه چهارمین هالوژن و یا فلوئور در ترکیبات تری هالومتان‌ها هیچ گونه نقشی ندارد. ترکیبات آلی فوق در واقع ناشی از ترکیب هالوژن‌های یاد شده با متان هستند؛ ولی تا جایی که وجود تری هالومتانها در آب مربوط می‌شود. ترکیب کلر با برخی از ترکیبات آلی آب که اصطلاحاً "اسیدهای هیومیک"! نامیده می‌شوند و ناشی از فساد گیاهان در آب می‌باشد به ویژه مورد توجه بوده است. اسیدهای هیومیک اصطلاحاً پیش‌سازها" نامیده می‌شوند و تشکیل تری‌هالومتانها در رابطه ساده زیر خلاصه شده است: سایر تری‌هالومتانها + کلروفرم اج پیش‌سازها + کلر بدین ترتیب. لازم است بیشترین توجه را به منابع آب سطحی مانند: آب رودخانه‌ها. دریاچه و برکه‌ها معطوف نمود و سیستمهای آبرسانی را که در پیش کلرزنی در بخشهای مختلف آن بدون استفاده از سایر روشهای متعارف تصفیه آب به کار گرفته می‌شود. مورد توجه قرار داد. در واقع تری‌هالومتانها از زمانی که کلر برای ضد عفونی آبهای آشامیدنی به کار گرفته شد. در این گونه آبها وجود داشتند؛ ولی به سبب نبودن تکنولوژی لازم برای شناخت آثار بهداشتی. اندازه‌گیری و حذف آنها تنها این اواخر اهمیت ویژه‌ای کسب نمودند. در میان تری‌هالومتانها. کلروفرم به عنوان زیانبارترین تری‌هالومتانها شناخته شده است. زیرا در تحفیقات آزمایشگاهی عامل ایجاد سرطان در حیوانات بوده است. از ده تری‌هالومتانها فوق‌الذکر. کلرو فرم و برومودی کلرومتان از فراوانترین تری‌هالومتان‌ها در آب‌اند. دی بروموکلرومتان و بروموفرم نیز در موارد زیادی در آب دیده شده است؛ ولی دی کلرویدومتان به ندرت وجود داشته و به طور کلی سایر تری‌هالومتانها کمتر دیده شده‌اند. به عنوان مثال. در سال ۱۹۷۵ سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (1۳۸) طی برنامه ویژه‌ای نوع تری‌هالومتانها و غلظت آنها را در آبهای آشامیدنی بررسی نمود. نتایج این بررسی نشان داد که کلروفرم با غلظت بیش از ۱۰۵ میکروگرم بر لیتر در ۱۰ درصد سیستمهای آبرسانی وجود داشته است. شایان ذکر است شناسایی تری‌هالومتانها با تکنولوژی آزمایشگاهی موجود با دشواری همراه است و اصولاً شناخت پیش سازها به سهولت امکانپذیر نیست. بدین علت در روشهای شناسایی به جای پیش سازها به وجود مواد آلی در آب تکیه می‌شود؛ در حالی که ارتباط پیش سازها با کل مواد آلی آب همچنان در ابهام مانده است. به طور کلی میزان کلروفرم در بررسیهای فوق‌الذ کر در آمریکا بین ۰/۲ تا ۳۱۱ میکرو گرم بر لیتر با میانگین ۲۰ میکرو گرم بر لیتر بوده است. 0 م11۳1 - | 5 2 ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۸-۵ تاثیرات بهداشتی و استانداردها در یکی دو دهه اخیر بررسیهای متعددی در مورد شناسایی. تعیین حدود و آثار بهداشتی تری‌هالومتانها انجام پذیرفته است در میان آنها نتایج حاصل از بررسی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (۲۳۸) و همجنین بررسی سازمان بهداشت جهان "۷۷۲10" از اهمیت ویژه‌ای برخودارند. نتایج بررسی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا در مورد تری‌هالومتانها در سال ۱۹۷۹ انتشار یافت و به صورت پیوستی به مقررات ملی آب آشامیدنی آمریکا ضمیمه شد. خلاصه این نتایج به قرار ذیل است: ۵ هیج‌گونه سندی که دلالت بر آثار زیانبار کوتاه مدت تری‌هالومتانها بر سلامت افراد کند. به دست نیامد؛ ولی در استفاده از آب آلوده به کلروفرم در غلظت زیاد و برای مدت طولانی به وسیله موشهای آزمایشگاهی. اثر سرطانزایی مشاهده شد. 0 چنانچه آب آشامیدنی آلوده به کلروفرم با غلظت بیش از ۰/۱ میلیگرم بر لیتر توسط افراد در مدت زمان طولانی مانند هفتاد سال به صورت روزمره در حد دو لیتر در روز مصرف شود. امکان خطر برای سلامت افراد وجود خواهد داشت. ۵ نظر به اینکه غلظت بالای کلروفرم در آبها در جوندگان ایجاد سرطان می‌نماید. بنابراین تا جای ممکن از نظر اقتصادی و فنی باید غلظت این ترکیب شیمیایی در آب آشامیدنی به حداقل رسانده شود. ۵ در حال حاضر حداکثر غلظت تری‌هالومتانها ۰/۱ میلیگرم بر لیتر در آب آشامیدنی تعیین می‌شود: ولی با تحقیقاتی که در حریان است. ممکن است حدود جدیدی برای این منظور تعیین گردد. در سال ۱۹۸۳ موسسه آمریکایی یاد شده (۳۳۸) برای شهرهایی با جمعیت بیش از ۷۵۰۰۰ نفر. حد غلظت تری‌هالومتانها در آب آشامیدنی را معادل ۱۰۰0 تعیین نمود؛ ولی این غلظت برای شهرهای ۷۵۰۰۰- ۰ نفر توصیه نشد و تعیین حد غلظت تری‌هالومتانها برای این گونه شهرها به عهده ارگانهای ذی‌ربط ایالتی گذارده شد سازمان بهداشت جهانی در بررسیهای خود چنین نتیجه گرفت: ۰ در میان تری‌هالومتانها. کلروفرم. برومودی کلرومتان. دی کلروبرمومتان و بالاخره بروموفرم بیش از سایر تر کیبات در آبهای آشامیدنی دیده می‌شوند. غلظت چهار ترکیب یاد شده در آبهای آشامیدنی تا میزان ۱۰۰۰ میکروگرم بر لیتر دیده شده. ولی غالباً کمتر از ۱۰۰ میکروگرم بر لیتر است. ۰ کلروفرم عامل سرطان در دو گونه از حیوانات آزمایشگاهی است. تری هالومتانهای حاوی مختصر بروم. در طول مدت حیات حیوانات آزمایشگاهی آثار سرطانزایی نشان داده‌اند. ۰ حد قابل قبول غلظت کلروفرم در آب آشامیدنی ۳۰ میکروگرم بر لیتر است. ۱۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۸-۵ جلوگیری از تشکیل و حذف تری هالومتانها چنانچه در بخشهای قبل ذکر گردید. عامل اصلی تشکیل تری‌هالومتانها در آب آشامیدنی ترکیب کلر با پیش‌سازها است. وجود "پیش‌سازها" در آبهای سطحی دلالت بر وجود مواد آلی از نوع اسیدهای هیومیک می‌نماید که در عملیات تصفیه متعارف آب آشامیدنی با کلر به کار رفته برای سالم‌سازی آب. ترکیب شده و حاصل این فعل و انفعالات تری‌هالومتانها هستند. به منظور جلوگیری از تشکیل تری‌هالومتانها لازم است. میزان مواد آلی موجود در آب تصفیه نشده را قبل از به کارگیری کلر به حداقل رساند. معمولاً مواد آلی موجود در آب خام طی عملیات متعارف تصفیه آب مانند: انعقاد. لخته‌بندی. ته‌نشینی و صاف سازی تا حدود زیادی از آب حذف می‌گردند. بنابراین روش کلرزنی در رابطه با تشکیل تری‌هالومتانها اهمیت ویژه‌ای کسب می‌نماید. معمولاً استفاده از کلرزنی قبل از تصفیه آب (پیش کلرزنی) در طی عملیات تصفیه (قبل از ته‌نشینی و یا صاف‌سازی) و بالاخره پس از خاتمه تصفیه متعارف (پس از صاف‌سازی) انجام می پذ برد. در عملیات پیش کلرزنی حداکثر امکان تشکیل تری‌هالومتانها وجود دارد. چرا که مواد ی خام به راحتی با کلر تر کیب و تری‌هالومتانها تشکیل می‌شوند که امکان حذف آنها در عملیات تصفیه محدود است و در حد قابل توجهی در آب تصفیه شده باقی می‌مانند. بنابراین به منظور جلوگیری از تشکیل تری‌هالومتانها لازم است از پیش کلرزنی تا حد امکان اجتناب نمود و به جای آن کلرزنی در طی عملیات تصفیه قبل از ته‌نشینی به منظور جلوگیری از رشد آلگها و مساعدت به رفع بو و مزه و یا قبل از صاف‌سازی انجام گردد. بدین ترتیب غالب مواد آلی در عملیات ته‌نشینی از آب حذف می‌شوند. در برخی از واحدهای تصفیه آب از پیش کلرزنی به صورت شوک" استفاده می‌شود که در تقلیل غلظت تری‌هالومتانها نتایج مطلوبی به بار نیاورده است. کلرزنی پس از صاف سازی حداقل امکان برای تشکیل تری‌هالومتانها را به وجود می‌آورد: زیرا غالب مواد آلی موجود در آب طی عملیات: انعقاد. لخته‌بندی و ته‌نشینی از آب حذف شده در هنگام صاف سازی آب. بخش باقی مانده مواد آلی نیز جذب لایه‌های صافی می‌شوند و بالمال حذف می‌گردند. بدین ترتیب در آب تصفیه شده حداقل مواد آلی باقی خواهد ماند و در نتیجه حداقل تری‌هالومتان در عملیات سالم‌سازی به وجود خواهد آمد. حذف تری‌هالومتانها از آب طی عملیات تصفیه به سهولت امکانپذیر نیست: ولی فرآیندهایی مانند: جذب کربنی. هوادهی و استفاده از اوزون و دی اکسید کلر نتایج بالنسبه رضایتبخشی داشته‌اند. جذب کربنی با استفاده از پودر کربن فعال و یا کربن فعال دانه‌ای در حذف تری‌هالومتانها بسیار موثر است. به ویژه آنکه علاوه بر تری‌هالومتانها که طی عملیات جذب حذف می‌شوند. سایر مواد آلی نامطلوب نیز از آب حذف می‌گردند. استفاده از کربن فعال دانه‌ای همراه با هزینه بسیار و دقت کافی در بهره‌برداری است. چرا که لازم است لایه جاذب در فواصل کوتاه تعویض و یا احیا شده و در هنگام بهره‌برداری میزان جذب به دقت ٩۳۵۵ 3‏ - [ ۱۴۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- استفاده از هوادهی برای حذف کلروفرم نتایج مطلوب داشته است. باید توجه داشت چنانچه به منظور بهبود بو و مزه در آب. هوادهی پس از کلرزنی انجام پذیرد. بخش اعظمی از کلروفرم تشکیل شده به هوا متصاعد شده و از آب حذف می‌گردد. برخی از واحدهای تصفیه به منظور جذب آهن. منگنز و سولفید هیدروژن اقدام به هوادهی می‌شود این گونه هوادهی در حذف کلروفرم نقشی ندارد؛ زیرا عمل هوادهی قبل از تشکیل کلروفرم انجام شده است. جایگزین نمودن کلر در عملیات سالم‌سازی با اوزون و یا دی‌اکسید کلر در جلوگیری از تشکیل تری‌هالومتانها و یا حذف آنها موثر بوده است؛ ولی به سبب هزینه بسیار, باقیمانده عامل ضد عفونی در سیستم و بالاخره. مواد تشکیل شده اضافی دشواریهای متعددی به میان آمده است. شایان ذکر است تشکیل مواد سمی مانند کلراتها در استفاده از دی اکسید کلر محتمل است. انچه همه دست‌اندرکاران تصفیه آب بر آن متفق‌القول‌اند؛ این است که ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین روش جلوگیری و حذف تری‌هالومتانها دقت در به کارگیری انعقاد. لخته‌بندی و ته‌نشینی برای حذف "پیش سازها"ست. لازمه این کار به کارگیری ضوابط دقیق طراحی. انتخاب عوامل انعقاد و یا کمک عوامل انعفاد موثر و بالاخره. کنترل دقیق بهره برداری است. ۹-۵ مواد فعال سطحی و پاک کننده‌ها (دترجنتها) ماده فعال سطحی به ماده‌ای اطلاق می‌شود که دارای خاصیت تقلیل کشش سطحی با سطحی که با آن در تماس است. می‌باشد. کم شدن کشش سطحی به صورت ایجاد کف» تقویت خاصیت پخش شوندگی مایعات بر سطح جامدات. معلق شدن جامدات در مایعات و بالاخره تشکیل امولسیون (ایمولژن) ظاهر می‌شود. مواد فعال سطحی در تولید پاک کننده‌ها و مواد آرایشی کاربرد وسیعی پیدا کرده است و بر حسب خاصیت فعالیت سطحی مورد نیاز در پنج گروه ذیل قابل تقسیم‌اند: ۰۵ پاک کننده‌ها که برای حذف مواد جامد از سطوح و یا چرکزدایی کاربرد دارند. پودرهای پاک کننده. شامپو و صابونهای آرایشی از این گروهند. ۵ خیس کننده‌ها که برای تقویت خیس کنندگی در رنگ مو و لوسیونهای ویژه آرایش موها به کار گرفته می‌شوند. ۵ کف سازان که برای ایجاد کف زیاد در شامپوها و یا لوسیونهای ویژه استحمام کاربرد دارند. ۵ ایجاد کنندگان امولسیون که برای تقویت خاصیت تشکیل امولسیون در کرمهای پوست و یا مو مصرف می‌شوند. 0 "احلال‌ها که برای تقویت خاصیت حلالیت برخی از مواد مانند: عطرها و یا اساسنها به کار گرفته می‌شوند. خواص فوق‌الذ کر تنها به یک گروه خاص تعلق ندارد؛ بلکه هر ماده فعال سطحی به درجاتی دارای این خواص است. ۱۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۹-۵ انواع مواد فعال سطحی کلیه مواد فعال سطحی دارای خاصیت مولکولی آمفی‌پاتیک " هستند؛ بدین شکل که بخشی از مولکول آبدوست" و بخش دیگر آبگریز" است. بخش آبدوست معمولاً از گروههای قطبی " مانند کربو کسیلها. سولفاتها و سولفوناتها و یا در حالت مواد فعال سطحی غیر یونی. شماری از گروههای هیدروکسیل واترها تشکیل شده است. بخش آبگریز را معمولاً هیدرو کربنهای زنجیره ای و یا حلقوی و یا مخلوطی از هر دو تشکیل می‌دهد. خاصیت دوگانه این مولکولها عامل اصلی جذب سطحی آنهاست. مواد فعال سطحی بر حسب نوع مصرف. خواص فیزیکی و یا خواص شیمیایی تقسیم بندی می‌شوند. هیچ یک از تقسیم‌بندی شده‌اند که شرح آنها در پی آمده است. ۱-۱-۹-۵ گروه آنیونی مواد فعال سطحی آنتونی آن دسته از مولکولهایی‌اند که یون فعال سطحی آنان در محیط آبی دارای بار منفی ست‌ نمونه بارز این گروه صابون ۵ - 00)ن)وو اون و یا سدیم اولغات" است. این گروه بر حسب اتصال گروه آنتونی به بخش آبگریز ملکول به زیر گروههای متعددی تقَسیم می‌شود. (حدول شماره ۳-۵) جدول شماره ۳-۵ مواد فعال سطحی آنیونی (۳۸۲7۸۲7نا5 ۸7110711۳) ۳ ی 6 6 1۵ 01۳۵011۷ 0۵0۵۵۱۵۵ کابا۵ 2۳ ۸1۵۵۵ -1 ۱- گروههای انتونی متصل به واحد ابگریز » رت 1 ۷۵۲۵1۵10 ۲- گروههای آنیونی متصل به ریشه‌های استری 15 ماک حاعا۵ 3۳ 0۳160 کم‌با 2۲ ۸0۵ -2 ۳- گروههای آنیونی متصل به ریشه‌های اتری 1165 ۲عحااه جاع 13۳۵۵ 0ع1عع 00 کصبا ی ۸10۵۵ -3 ۴ گروههای آنیونی متصل به ریشه‌های آمیدی 1165 2106 (اع 113۳۵ 0۵1۵0 بای ۸۵۵۵ -4 ۵- گروههای آنیونی متصل به ریشه‌های آمیدین 115 21016 (اع 13۳۵ 0عاعع 00 کصام ی ۸10۵۵ -5 | - ۸۳۵0 2 - ۲1۳۵۲۵ 3 - ۲1۷۵۲۵۵۵ 4 - 7۳ 5 - 5001۶ 0116 ۱۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۱-۹-۵ گروه کاتیونی مواد فعال سطحی کاتیونی دارای یونهای فعال سطحی بوده که در محیط آبی دارای بار مثشت است (حدول شماره ۴-۵) جحدول شماره ۴-۵ مواد فعال سطحی کاتیونی (1۳۸۲7۸۲[7ال51 ۸110([10)) ۱- نمکهای آمونیوم جهار تایی ساده که در آن ازت ‏ ۷:0 «ز 52115 23۳01۳۵ 00216۳۵۳۷۷ 6امژگ -1 6 1۵ ۵1۳۵۷ 60 0اه دز 1۳۵۵۵0 1۳۵ مستفیما به بخش ابگریز متصل شده است. 1 11۷۵۲۵00010 ۲- گروههای کاتیونی جدا شده از گروه آبگریز 6 - ۲1۳۵۲ 500273160 ۳0ربا۲۵ع ۲0۵۵ -2 0 ۷۵۲۵۵1۵ ۳- گروههای کاتیونی جای گرفته در یک حلمه آبدوست 6 2 نز 10۳2160 2۳۹۷۵ ۹۵05 -35 َ ۱ َ ۱ زرا ۴- مواد فعال سطحی کاتیونی غیرازته 5 02110110 310-31۳۵2605 -4 ۵- مواد فعال سطحی دو کاتیونی ]5۳ 1102110116 -5 ۳-۱-۹-۵ گروه غیریونی در این گروه بخش آبدوست ملکول معمولاً از مجموعه‌ای از گروههای دو قطبی بدون شارژ تشکیل شده است. گروههای هیدرو کسیل و یا اتر وابسته به زنجیره اتیلن‌اکساید را به‌عنوان مثال می‌توان نام‌برد (جدول شماره ۵-۵) جدول شماره ۵-۵ مواد فعال غیر بونی (۳۸۲1۸([1آلا5 ۱07[/10([[0) ۱- اسیدهای الکیل آمینه 5 110 ۸1/1۵1 -| ۲- اسیدهای آسیل آمینه 05 ۸012110 -2 ۳- الکیل ایمیدازولین‌ها 05 آبا[۸ -3 ۴-۱-۹-۵ گروه آمفو لیتیک این گروه قادرند یونهای فعال سطحی را که دارای بارالکتریکی مثبت ومنفی‌اند تشکیل دهند(جدول شماره ۶-۵). ۱۵۰ -------- صفحهٔ بعد -------- جدول شماره ۶-۵ مواد فعال سطحی آمفو لیتیک (۸:۳۳۵۱۷:۵) ۱- الکانولامیدها ۲- مشتقات پلی اتیلن گلیکول ۳- مشتقات پلی اتیلن ایمین 05ل۸1۵0[3۵1711 -1 2- ۳۵۱۷۵۱۷1۵۵۷0] 05 3- ۳۵1۷۵1۷1۵۵11۵ ۵ خاصیت عمده مواد فعال سطحی تغییر خاصیت فعال سطحی آنها در رابطه با غلظت این مواد در آب است. برای مثال. وقتی غلظت سدیم دودسیل سولفیت (712و050وج] آم,)) در آب ازدیاد می‌یابد. کشش سطحی محلول. کشش بین سطوح و بالاخره هدایت الکتریکی نیز کاهش می‌یابد. در حد معینی از غلظت با ازدیاد غلظت. خواص باد شده تغییری نمی پاید. این حد. غلظت بحرانی میسل" و با ۳ نامیده می‌شود (شکل شماره ۴-۵). شکل ۴-۵ نمونه تغییرات کشش سطحی نسبت به غلظت برای یک ماده فعال سطحی براساس فرضیه مک‌بین. کشش سطحی با ازدیاد آنیون کاهش می‌یابد تا حد ۱/2 که آنیونها به صورت گروه و یا میسل در خواهند آمد. میسل‌ها به شکل کروی‌اند که در آنها انتهای آبگریز مولکول به طرف مرکز کره و انتهای آبدوست آن به سمت خارج متمایل است؛ مثلاً میسل در دودسیل سولفیت از دسته‌ای از ورآآم) که به سوی مرکز کره و دسته‌ای از و5 به طرف خارج رانده شده‌اند تشکیل شده است. ما[ ام یاس - | ۱/12 - 2 ۱۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- این پدیده اصطلاحاً "قابلیت حل کردن"! نیز نامیده می‌شود و توسط این خاصیت میسل‌ها قادر به انحلال مواد آلی غیر قابل انحلال در آب هستند. به طور کلی وقتی کشش سطحی کاهش می‌یابد. کشش سطحی بین سطوح "نیز کاهش یافته و در نتیجه خاصیت امولسیون تقویت می‌شود که یکی از خواص بارز پاک کنندگان در زدودن لکه‌های ناشی از مواد آلی غیر قابل حل در آب از پارچه و یا سایر سطوح است. اصولاً در غلظتهای مافوق ۲۱/۲ کلیه مواد فعال سطحی دارای خاصیت "قابلیت حل کردن" به درجات مختلف هستند. ۳-۹-۵ کاربرد پاک کننده‌ها اصولاً پاک کنندگی فرآیند پیجیده‌ای است که در آن خیس شدن. برطرف کردن لکه‌های چرب. ایجاد امولسیون مواد چرب و تثبیت امولسیون انجام می‌پذیرد. برای نظافت پوست. صابون هنوز هم بهترین پاک کننده است و بر حسب عادت کف زیاد در هنگام مصرف مطلوب است. هر چند که اثر کیفی چندانی ندارد. ازدیاد کف معمولاً از ازدیاد میزان اسیدهای چرب یا مولکولهای خطی در ترکیب صابون میسر می‌گردد. همه مواد فعال سطحی دارای خاصیت خیس سازی است. زنجیر کوتاه م,۲ الکیل سولفاتها. الکیل اتر سولفاتها و بالاخره الکیل اریل سولفوناتها برای این خاصیت کاربرد دارند. برای ایجاد کف زیاد و پردوام از سدیم لاریل اتر سولفات (51]]: 5) استفاده می‌شود که توسط الکانولامید تقویت می گردد. غالباً ایجاد امولسیون به واحد آب گریز بلند بستگی دارد. صابون هنوز هم یکی از بهترین ایجاد کننده امولسیون است و تهیه آن نیز به سهولت مقدور است. پاک کننده‌های غیر یونی نیز دارای خاصیت امولسیون سازی‌اند. همه مواد فعال سطحی در غلظتهای مافوق ۲۱/۴ دارای خاصیت «قابلیت حل کردن» هستند. این خاصیت ممکن است براثر وجود الکترولیت در آب تقویت شود؛ زیرا وجود الکترولیت موجب تقلیل ۲۱/2 می‌شود که به جای خود باعث بهبود این خاصیت می‌شود. در برخی اوقات الکترولیتها موجب شکستن امولسیون شده که در این صورت خاصیت فوق تضعیف می‌گردد. همه پاک کنندگان کاتیونی دارای خاصیت باکتری‌زدایی‌اند. انتخاب مواد فعال سطحی برای مصرف معینی به سادگی مقدور نیست. اندازه‌گیری میزان کشش سطحی. کشش بین سطحی. حجم کف. پاک کنندگی, خیس کنندگی, تولید امولسیون به ارزیابی کاربری این گونه مواد کمک می‌نماید؛ ولی آنچه در آزمایشگاه مشاهده می‌شود معمولاً در عمل اطمینانبخش نیست. 1۳00 0 ]11۵۲13012 - 2 ۱۹۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۹-۵ آثار بیولوزیکی پاک کننده‌ها ۱-۴-۹-۵ آثار برهداشتی مواد فعال سطحی دارای خاصیت سمی شدید نیستند. پاک کننده‌های آنیونی از طریق جدا کردن جربیهای طبیعی. پوست را تحریک می‌کنند و ایجاد سرخ شدن. درد و درماتیت (التهابات پوستی) می‌نمایند و حتی در افراد حساس پوسته پوسته شدن و تاول زدن پوست را سبب می‌شوند. مصرف خوراکی این مواد اسهال. نفخ و تورم روده را سبب می‌شود. حد خطرناک این مواد بین ۲-۸ گرم بازاء هر کیلوگرم وزن بدن گزارش شده است. در بین پاک کنندگان. نوع کاتیونی بیش از سایر انواع سمی است و حد خطرناک آن بین ۵-۵۰۰ میلیگرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن تخمین زده شده است و این نوع پاک کننده‌ها به راحتی جذب شده و در بسیاری از اعمال سلولی تداخل می‌کنند. پاک کننده‌های غیر یونی سمیت کمتری نسبت به سایر گروهها دارند؛ به طوری که حد خطرناک آن بیش از ۵ گرم برای هر کیلوگرم وزن بدن گزارش شده؛ ولی مصرف مقادیر زیاد آن از طریق خوراکی مضر است. تحقیقات متعددی در مورد تاثیر پاک کننده‌ها بر روده‌ها. لنفوسیت انسان و بالاخره سرطانزانی این مواد انجام پذیرفته. ولی نتایج متقنی به دست نیامده است. تاثیر مواد پاک کننده در جلوگیری از فعالیت آنزیمها در برخی موارد غیر فعال نمودن آنها تایید شده است. پاک کننده‌های کاتیونی به ویژه موجب تضعیف متابولیسم باکتریها از طریق دخالت در فعالیت آنزیمی آنها می‌شوند و در غلظت زیاد نیز سبب تجزیه پروتئین گشته مرگ باکتریها را موجب می گردند. ۲-۴-۹-۵ آثار زیست محیطی به سبب اینکه مواد پاک کننده در حد وسیعی مصرف می‌شوند و همراه با فاضلابها به آبهای پذیرنده راه می‌یابند؛ بررسی آثار این مواد بر روی ماهیها و آبزیان اهمیت ویژه‌ای کسب نموده است. تاثیر پاک کننده‌ها به طور عمده بر گوش ماهیها و درنتیجه خرابی آن بر اثر کاهش کشش سطحی تایید شده است. تحقیقات متعددی در خصوص تاثیر مواد پاک کننده روی بافتهای ماهیها. اثر سمی آنها بر روی نوزادان ماهی تا کنون انجام پذیرفته است. یکی از راههای ورود فسفات به آبهاء تخلیه فاضلابهای حاوی مواد پاک کننده است. تاثیر فسفات بر رشد الگها و آثار سوء آن موضوع بررسیهای زیادی بوده است؛ بدین سبب جایگزینی فسفات در تهیه پاک کننده‌ها در سالهای اخیر مورد توجه ویژه قرار داده شد. ولی این جایگزینی با توفیق چندانی همراه نمی‌باشد؛ چرا که تاثیرات سوء دیگری بر کیفیت آب پذیرنده بر جای می‌نهد. ۱۵۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۹-۵ تجزیه بیولوزیکی استفاده روز افزودن از مواد پاک کننده به جای صابون یکی از مسائل تصفیه فاضلابهای خانگی بوده است؛ زیرا برخی از مواد پاک کننده توسط باکتریهای موجود در فاضلاب و در تصفیه بیولوژیکی آن تجزیه نمی‌شوند و در انتیجه بدون هرگونه تغییری همراه با فاضلاب به آبهای پذیرنده راه می‌یابند. بدین علت تجزیه پذیری بیولوژیکی مواد پاک کننده از نظر استانداردهای تخلیه فاضلاب اهمیت ویژه‌ای کسب نموده است. عموماً مواد پاک کننده‌ای که دارای مولکولهای زنجیره‌ای خطی‌اند. از نظر بیولوژیکی تجزیه پذیرند. بنابراین صابونها. الکلهای چرب خطی, الکیل سولفاتها. اترسولفاتها. استرهای سوکروز. الکل فسفاتها و بالاخره الکالامیدهای چرب جملگی از نظر بیولوژیکی در غالب استانداردها. تجزیه پذیر قلمداد می‌شوند. پاک کننده‌های غیر یونی از نوع اکسید اتیلن از نظر تجزیه‌پذیری بیولوژیکی مشکوک‌اند. هر چند که عده‌ای بر این عفیده‌اند که الکیل فنل اتیلن اکساید از نظر بیولوژیکی تجزیه پذیر است. الکلهای جرب تجزیه پذیرند؛ ولی با ازدیاد اکسید اتیلن در آنها این خاصیت را از دست می‌دهند. برخی اکسوسولفاتهای الکل و اتوکسیلاتها نیز از نظر بیولوژیکی تجزیه‌پذیرند. اما با ازدیاد شاخه‌ها در مولکول آنها تجزیه پذیری آنها کاهش می‌یاید. غالب کارخانه‌های تولید کننده مواد فعال سطحی جزییات تجزیه پذیری بیولوژیکی محصولات خود را در اختیار مصرف کنندگان قرار می‌دهند. ۶-۹-۵ تشخیص میزان مواد پاک کننده در آب بر حسب نوع مواد فعال سطحی و میزان غلظت آن در آب و فاضلاب روشهای آزمایشگاهی متعددی پیشنهاد شده است. از میان این روشها. روش استاندارد متیلن بلو برای اندازه‌گیری غلظت پاک کننده‌های آنیونی بیش از سایر روشها کاربرد داشته است. این روش متکی بر تشکیل املاح آبی رنگی است که از تاثیر بلودومتیل بر روی مواد فعال سطحی آنیونی ایجاد می‌شود و الکیل سولفانات خطی و الکیل سولفاتها را نیز شامل می‌گردد. بدین سبب به موادی که از این طریق غلظت آنها تعیین می‌گردد. ۱/3۸5 گفته می‌شود. جزییات این آزمایش و تداخل مواد آلی و معدنی در آن در غالب روشهای استاندارد آزمایشگاهی یافت می‌شود (کتاب استاندارد متد). همجنین سایر روشهای آزمایشگاهی برای تعیین مقدار انواع مواد فعال سطحی در استانداردهای آزمایشگاهی در دسترس‌اند. | - ۱/1۵۵۵ ‏از‎ ۸011۷۵ ٩۹6 ۱۹۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۰-۵ سموم دفع آفات و علف کشها نظر به پیچیدگی و اهمیت موضوع و نیز نیاز به تخصصهای خاص لازم است که این بخش به صورت جداگانه با دعوت از متخصصان مربوطه مورد بررسی قرار گیرد. ۱۱-۵ مواد رادیو اکتیو مواد رادیو اکتیو در آب به سه صورت ذیل با درجات متفاوت ییافت می‌شوند: * ذرات الفا! به صورت اتم هلیوم فاقد الکترون‌اند که معمولاً سرعت آنها به 10۴ متر بر ثانیه می‌رسد. به سبب وزن نسبی زیاد ذرات الفا. قدرت نفوذ این ذرات محدود است: ولی جنانجه مواد آلوده به این ذرات خورده شوند. فوق‌العاده زیانبارند. ۹ ذرات بتا" که از الکترونها با انرژی زیاد و دارای سرعتی معادل سرعت نور حاصل می‌شوند. به سبب اندازه کوچک ذرات میزان نفوذ آنها نسبت به ذرات الفا بیشتر. ولی از نظر آسیب سازی کم خطرند. ۹ اشعه گاما" که به صورت تشعشعات الکترو مغناطیسی با قدرت نفوذ بیشتر و تاثیر محدود نسبت به سایر عوامل رادیو اکتیو است. اشعه بتا حاصل وجود ایزوتوپهایی مانند: رادیوم ۲۲۶ رادیوم ۲۲۸ و استرونسیوم ۹۰ است؛ ولی ایزوتوپهای رادیوم نام برده به ویزه منبع اصلی ذرات الفا و اشعه گاما شناخته شده‌اند. ۱-۱-۵ منابع آلودگی رادیو اکتیویته منبع آلودگی رادیو اکتیویته به صورت طبیعی در زمین در برخی نقاط وجود دارند که مالاً موحب آلودگی آبهای زیرزمینی می‌شوند. فضولات دفن شده رادیو اکتیو و یا تخلیه فاضلابهای صنایع هسته‌ای به ویژه حاوی مواد دُرات و تشعشعات در هنگام تماس با مواد رادیو اکتیو در بدن نفود نموده و موحب تغبیراتی در پروتوپلاسم سلولها خواهند گردید. این تغییرات موجبات تشکیل ملکولها و مواد دیگری را فراهم می‌نمایند که به جای خود دن[۳۵۳(۵ ۵ام|۸ - [ ۳۵۳۵|۵۵ 0۵ - 2 ۳۵۳۵|۵۵ 02۵) - 3 ۱۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- تغییرات بیولوژیکی دیگری را سبب می‌شوند. تشعشعات ممکن است بدون هرگونه صدمه‌ای از سلول عبور نمایند؛ ولی جنانچه تغییراتی را در سلول ایجاد کنند و سلول تغییر یافته به صورت طبیعی ترمیم نیابد. تکثیر می‌یابند و تغییرات دراز مدتی مانند: ایجاد سرطان. صدمات ژنتیکی و ارثی را سبب می‌شوند. این تغییرات به عوامل ذیل بستگی دارند: ۰ میزان و نوع اشعه جذب شده حدود جذب در بدن ٩‏ حساسیت نسبی سلولها در بخشهای مختلف بدن * وضعیت تغذیه و متابولیسم حداکثر مجاز رادیو اکتیویته طبق استاندارد سازمان محیط زیست آمریکا (۳۸:]) در جدول ذیل خلاصه شده است : مواد آلوده کننده حداکثر آلودگی (پیکو کوری بر لیتر) به صورت طبیعی: دُرات الما شامل رادیوم ۶ بحز رادون و اورانیوم بر اثر فعالیتهای انسانی : تریتیوم درات بتا دی کوری برابر است با ایحاد ور 3/7 دذره و با فتون بر ثانیه. روش حذف مواد رادیو اکتیو به کیفیت آب خام. ویژگیهای سیستم تصفیه و بالاخره هزینه عملیات تصفیه بستگی دارد و مهمترین عامل در انتخاب نوع تصفیه میزان لجن حاصل و انتخاب روش دفن لجن است. در میان روشهای تصفیه استفاده از آب آهک و کربنات سدیم برای رسوب دادن هسته‌های رادیو اکتیو " و همجچنین سیستمهای تبادل یونی در حذف رادیوم کاربرد نسبتاً وسیعی دارند. ۵010۶۵1105 - | ۱۵۶ -------- صفحهٔ بعد -------- روش تبادل یونی با کاربرد زئولایت در حد وسیعی برای حذف سیزیوم ۱۳۷ به کار گرفته شده است. برای بازیابی زئولایت از محلول نیترات سدیم با غلظت ۷ مول بر لیتر استفاده می‌شود. صاف کردن آب حاوی مواد رادیو اکتیو توسط فیلترهایی با لایه‌های طبیعی مانند: خاک و یا گل مونت موریلونایت موجب حذف استرونسیوم ۹۰ در حد ۹۶ درصد و کبالت ۶۰ به میزان ۹۹ درصد شده است. روشهای تصفیه مانند: انعقاد با سولفات آلومینیوم. لخته‌بندی با کمک سیلیس فعال و پولیمرهای غیر یونی. ته‌نشینی. تبادل یونی کاتیونی و آنیونی و بالاخره استفاده از کربن فعال نیز راندمان بسیار خوبی در حذف هسته‌های اتمی داشته‌اند. ۱۳-۵ سیانور سیانورها مانند: سیانور سدیم (۱۷1۵۳10) و یا اسید سیانیدریک (8-) 11) در سطح وسیعی به عنوان مواد صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورتی که 1ام محلول برابر ۸ یا پایین‌تر باشد. بیشتر به صورت هیدروژن سیانید یا اسید سیانیدریک در می‌آید که سمیت بیشتری دارد. این ماده در فاضلاب صنایعی همجون: کک‌سازی. کارخانه ذوب‌آهن و نورد. استخراج سنگهای معدنی. عملیات عکاسی و اکثر صنایع آبکاری یافت می‌شود. آثار عمده سیانور روی انسان عبارت است از: ایجاد مسمومیت و اختلال جذب اکسیژن در سلولها. روشهای متداول برای حذف سیانور عبارتند از: کلریناسیون در 1ام بالا. تجزیه الکترولیتیکی. اکسیداسیون توسط اوزن (اوزناسیون) و بازیابی به وسیله تبخیر. روشهای دیگری از جمله اسمز معکوس. سیستم تعویض یونی و روش اکسیداسیون کاتالیتیک (فلزی) هم اخیراً مورد توجه قرار گرفته‌اند. حداکثر مقدار مجاز سیانور در آب آشامیدنی طبق توصیه سازمان بهداشت جهانی ۰/۰۷ میلیگرم بر لیتر است. ۶- روشهای حذف مواد شیمیایی نامطلوب در آب آشامیدنی طرح واحدهای تصفیه آب ابتدا با شناخت دقیق از کیفیت آب خام آغاز می‌شود و سپس با تامین آب با کیفیت مطلوب و مطابق با استانداردهای پذیرفته شده خاتمه می‌یابد. پنابراین شناخت اولیه کیفیت آب و تجزیه و تحلیل عوامل کیفی از اقدامات اساسی در تعیین نوع عملیات تصفیه است. شناخت کیفیت لازم است در رابطه با متابع آب و همچنین در ارتباط با تغییرات فصلی انجام پذیرد؛ زیرا ممکن است نتوان تنها به یک نوع تصفیه بسنده نمود و انواع روشهای دیگر به منظور حذف عوامل شیمیایی نامطلوب ضرورت پیدا نماید. این روشها ممکن است جملگی در طول سال به کار گرفته شوند و یا در فصول مختلف بر حسب تغییرات کیفی و ضرورت تصفیه برخی از روشها در عملیات تصفیه به کار روند. ۱۵۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۶ سختی زدایی * تعاریف سختی آب. خاصیتی از آب است که اساساً ناشی از وجود کربناتها و کلرورها و سولفاتهای کلسیم و منیزیم است و مانع تولید کف فراوان به وسیله صابون می‌شود (.۷۷.۲/. 0). سختی کربناتی آب ناشی از انحلال کربناتها یا بیکربناتهای کلسیم و منیزیم است. سختی غیر کربناتی آب ناشی از وجود املاح کلسیم و منیزیم. بجز کربنات و بیکربنات آنها است. کربنات کلسیم در آب به مقدار کم حل می‌شود و گاز کربنیک موجود در آب که به صورت گاز محلول در آب مشاهده می‌شود. طبق واکنش شیمیایی زیر کربنات کلسیم را به بیکربنات کلسیم تبدیل می‌کند و بدین ترتیب حالت تعادلی بین بیکربنات و کربناتها به وجود می‌آورد که به هم خوردن تعادل مزبور با خارج کردن گاز کربنیک که تحت عنوان گاز کربنیک آزاد خوانده می‌شود سبب خواهد شد که بیکربنات کلسیم تبدیل به کربنات کلسیم شده و با رسوب کردن از محیط خارج شود. و( و۸)1100) ج 1120 + ۳0+ و۲0ه) ۱-۱-۶ سختی‌زدایی با مواد شیمیایی اگر آهک را خشک و به صورت پودر در آب وارد کنیم؛ تر کیب آهک با آب گرمازا است و واکنش شیمیایی با سرعت بیشتری پیشرفت خواهد کرد و جنانجه شیر آهک یا آب آهک در آب وارد کنیم. قابلیت تنظیم مقدار هک بهتر میسر می‌شود و در نتیجه عمل سختی زدایی با مراقبت بهتری اجرا خواهد شد که واکنشها به شرح زیر 20+ 2400+ و(2)011) + و( و110)ه) و۲2۳0 + ((۷/10)011 + و(2)011) + ۱۷8۲0 ۱۵۸ -------- صفحهٔ بعد -------- با توجه به واکنشهای فوق. از سختی آب آن قسمتی که ناشی از کربنات و بیکربناتهای کلسیم و منیزیم باشد. بر اثر آهک افزوده شده حذف خواهد شد: ولی آن قسمت از سختی آب که سختی غیر کربناتی گفته می‌شود در محیط باقی خواهد ماند. برای حذف سختی غیر کربناتی آب. باید محیط را قلیایی کرد که در این صورت *کربنات سدیم" در محیط افزوده می‌شود و واکنشهای شیمیایی به شرح زیر ادامه خواهد داشت تا کلیه کلسیم و منیزیم فلزات سنگین 4 + و200 + و ۲0رد< + رصکم) 2201+ با و2۳0 + و0کرهل« + رام کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم که در این واکنش ها تولید می‌شوند جزء ترکیبات کم محلول‌اند. و در شرایط عمل که به خوبی تنظیم شده باشد به میزان قابل توجه از آب جدا می‌شوند؛ ولی نمی‌توان انتظار داشت که کلیه سختی آب حذف شده باشد و به هر حال مقداری از سختی باقی خواهد ماند. مقدار این باقیمانده در شرایط محیط گرم. کمتر از شرایط عمل در حرارت عادی خواهد بود. چنانچه آب آهک توام با کرپنات سدیم مصرف شود. در شرایط محیط مساوی از نظر حرارت مقدار سختی باقیمانده به نصف مقادیر با آهک خواهد رسید و اصل مهم در سختی‌زدایی با آهک یا به کمک سودا و آهک تنظیم مواد شیمیایی است که به میزانی مصرف شود که زیادی از آن باقی نماند و ]01 محیط را تا ۱۰/۵ برساند و مقدار یون سدیم نیز در صورت کاربرد آب در سیستمهای گرمایشی و دیگ بخار تاثیر سویی در سیستم نداشته باشد. ۲-۱-۶ راهبری تاسیسات سختی‌زایی با آهک عطف به واکنشهای شیمیایی که قبلاً اشاره شد. ترکیبات نامحلولی را که در اثر افزودن آهک و یا آهک با سودا. تولید خواهد شد شامل: سولفات کلسیم. کرینات کلسیم و هیدروکسید منیزیم نامحلول و بسته به ترکیب شیمیایی آب مقداری کلرور کلسیم و کلرور سدیم و سولفات سدیم و اضافی کربنات سدیم به صورت محلول خواهد بو د. به منظور اینکه بتوان راهبری دستگاه سختی زدایی را به نحو مطمئن انجام داد. ضرورت دارد که کیفیت آب خام قبلاً شناسایی و ضمن عمل نیز مرتباً اندازه‌گیری شود تا بتوان آب را با کیفیت مطلوب به سیستم مصرف انتقال داد. لازم است توجه شود که در مورد اب مورد نیاز برای مصارف شرب و مصارف عمومی شهری نباید از ۱۵۹ -------- صفحهٔ بعد -------- کرپنات سدیم استفاده نمود؛ بلکه باید مقدار آهک بیش از حد لازم تزریق شود و سپس برای پس گرفتن آن با تزریق *"گاز کربنیک " اقدام شود که فرایند مورد استفاده تحت عنوان 7۳0۸1۳۵۲۲۱ 1110 100۵5] و تزریق گاز کربنیک تحت عنوان 1۵00۲0۵۱1۵۸110 نامگذاری شده است. سختی‌زدایی در شرایط |ام نزدیک ۱۰/۵ خواهد بود و اقدامات نیز بهتر است با آزمایش آب و شناسایی ترکیب شیمیایی آن انجام گیرد. آبهایی که دارای سختی بالاتر از حد متعارف و توصیه استانداردها برای مصارف عمومی شهری و آب آشامیدنی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. معمولاً آب چاه یا آب چشمه‌سار خواهند بود و در هر حال بهتر است قبل از هر اقدامی با اجرای آزمایشهای شیمیایی و فیزیکی. ترکیب فرضی آب مشخص گردد. بدین منظور آب در محل دریافت در تاسیسات تصفیه نمونه‌گیری و مورد آزمایش قرار می‌گیرد و اگر آزمایش در محل مقدور نیست. سریعاً برای آزمایش به آزمایشگاه ارائه تا آزمایش زیر اجرا شود: ۹ ارفام مورد نیاز به صورت آزمایش در محل دریافت آب رقم 1 قلیائیت کل. سختی کل. درجه حرارت آب و درجه حرارت هوا ارقام مورد نیاز در صورت ارجاع به آزمایشگاه رقم 11 قلیائیت کل. سختی کل. کلسیم. منیزیم و سدیم. آنیونهای کلرور و سولفات و نیترات ۱-۳-۱-۶ استفاده از ارقام آزمایش الف- در صورتی که !ام آب بالاتر از رقم ۸/۲ باشد. آب دارای کلربنات‌های قلیایی است و گاز کربنیک آزاد وحود ندارد. ب- در صورتی که رقم 0۲1 پایین‌تر از ۸ باشد. گاز کربنیک آزاد در آب مورد بحث وجود دارد و با استفاده از فرمول زیر محاسبه و مقدار آن تعیین می‌شود: 9 + ۲۲ -(۸1) وما< و0) ۵۶ که در آن مقدار (۸۱۴) قلیاییت کل آب بر حسب کربنات کلسیم به میلیگرم در هر لیتر و مقدار ۵2 به میلیگرم جنانجه آزمایشگاه قلیائیت آب را به واحد "میلی گرم در لیتر ۲۸0" داده باشد. فرمول به شکل زیر قابل استفاده 4 + ۳ -(۸1) ما > و0 ع] ۱۶۰ -------- صفحهٔ بعد -------- در رابطه ریاضی فوق شرایط محیط و حرارت آب موثر واقع می‌شود. خطای محاسبه در شرایط عادی که ۱۵ تا ارقام فوق تطبیق ننماید. بهتر است با استفاده از نوموگرام‌های استاندارد مقدار گاز کربنیک آزاد تعیین شود. ۲-۳-۱-۶ محاسبه مقادیر آهک و کربنات سدیم مورد نیاز شرایط محیط برای حذف گاز کربنیک آزاد موحود در آب. بسته به غلظت آن در محلول بوده و تابع شرایط زیر جنانجه ملاحظه می‌شود. در شرایطی که غلظت گاز کربنیک محلول زیاد است. ممکن است که موازات افزایش غلظت. رقم 4 آب به ۴/۵ نزدیک شود که در این صورت اسید کربنیک که در محلول موجود است. به صورت بون یدروژن و یون بیکربنات در می‌آید؛ ولی با تغییر رقم 1[ به طرف رقم ۸ یون بیکربنات به یون کربنات تبدیل خواهد شد. وجود گاز کربنیک به مقدار زیاد. خاصیت خورندگی در آب را تشدید می‌کند. از طرفی چنانچه منظور ادامه قلیایی کردن آب و رسیدن 0۲1 و رقم بالاتر از ۸ باشد. با تشکیل یون کربنات. کلسیم موجود در آب به صورت کربنات کلسیم راسب خواهد شد و رسوب کربنات کلسیم در مسیر جریان ایجاد مزاحمت خواهد کرد. بنابراین در عمل باید رویه‌ای اتخاذ شود که شرایط محیط برای مصرف مورد نیاز مناسب باشد. به طور کلی روابطی که در این زمینه از نظر پیشبرد واکنشهای شیمیایی وجود دارد. به شرح زیر است: الف - استفاده از آهک 0+ ۷ و۲260 + و(011):) + ۲0۶ 20+ ۷ 2۳260 + و(2)011) + و( و۱160)ه) 0 + و00ع/۱+ ۷ و۲260 + و(۲2)011 + و( و۱۷۵)1۳0 و(01)ع۱1+ ۶ و۲260 + و(۲2)011 + و۷8۲0 در صورتی که آهک به مقدار بیش از اندازه مصرف شود و یا کربنات سدیم به کار گرفته شود واکنشها به صورت زیر خواهد بود : 20+ و(011)ع۱+ ۲ 2۳:60 + و(2۳2)011+ و( و۱۷۵)۲1۳0 و(017)ع18/ + ,80 + و(077)) + ,۱۷2۹0 4ب و۳0) + و کرد + رصکم) ۱۶۱ -------- صفحهٔ بعد -------- از روابط شیمیایی فوق نتیجه‌گیری می‌شود که آهک افزوده شده در محیط خواه به صورت خشک و خواه محلول در آب. به صورت هیدروکسید کلسیم عمل خواهد کرد و سپس با بیکربنات کلسیم ترکیب می‌شود و کلسیم را به صورت کربنات کلسیم رسوب خواهد داد. نتیجه می‌گیریم که یک اکی والان گرم آهک. با یک اکی والان گرم گاز کربنیک و یا با یک اکی والان گرم بی کربنات کلسیم ترکیب خواهد شد؛ ولی چون یون منیزیم را نمی‌توان به صورت کربنات رسوب داد. مقدار آهمک لازم در مقابل منیزیم دواکی والان به ازای هر اکی والان از ترکیبات منیزیم خواهد بود. در مورد سختی غیر کربناتی نیز اگر املاح کلسیم و منیزیم در محیط داشته باشیم. همان طور که برای سولفات منیزیم نشان داده شده است. به ازای هر یک اکی والان از املاح مزبور یک اکی والان آهک مورد نیاز خواهد بود. بون کلسیم به خوبی در واکنش شیمیایی شرکت خواهد کرد و در شرایط گفته شده در بالاا 11م محیط به ۱۰/۳ می‌رسد. لیکن منیزیم در 011 بالاتری رسوب می‌کند و نیاز به افزودن مقدار بیشتری آهک در محیط دارد و به جای هر یک اکی والان گرم منیزیم ۱/۲۵ اکی والان گرم آهک مصرف می‌شود. در مواردی که مقدار آهک بیش از اندازه لازم به مصرف برسد و از به کار گرفتن کربنات سدیم که در سختی‌زدایی آب آشامیدنی آن از آن استفاده نخواهد شد.. اجتناب شود. موضوع تزریق گاز کربنیک برای حذاف زیادی آهک پیش خواهد آمد که واکنش آن به شرح زیر خواهد بود: ۷+0 و۲360 + و0 + و(0۲)ه)۲ که در این مورد نیز مقداری از کربنات کلسیم مجدداً در مقابل اسید کربنیک حاصل از انحلال گاز کربنیک در آب به صورت محلول در می‌آید تا کلسیم مورد نیاز آب آشامیدنی را تامین کند: و( و2)11۳0) + 110 + 60 + و۲۲0 علاوه بر کلیه ضوابط فوق جنانکه قبلاً نیز اشاره شد. سختی‌زدایی با آهک نمی‌تواند آب تصفیه شده را با سختی صفر ارائه نماید و ممّدار سختی باقیمانده بعد از صاف سازی آب (گذرانیدن از فیلتر) در حدود ۴۰ میلی‌گرم بر لیتر کرپنات کلسیم خواهد بود که شامل سختی کلسیمی و منیزیمی است و رقم 1ام آب نیز باید در نهایت تصحیح و تنظیم شود؛ به طوری که از ۹/۵ بالاتر نباشد که با تزریق گاز کربنیک مقّدور خواهد بود. ۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ب- مواد شیمیایی بعضی از مواد شیم جدول زیر نشان دا حدول آمده است: هک زنده 6] ع1ا0) آهمک آب دیده ( کشته) 6] ۲1۷07۵160 06 1010171116 06 ۱1۵81163101 ۸٩‏ 5۵۵۵ ٩۵۵۱۳ ) ۵۵ زاج ۸ 6 یاک یازع | ۸ آلومینیوم سدیم 6 5۵۵۱۵۶۳۱ کلرور سدیم 6 ) )۲ و موارد استفاده در بایی که غالبا در تص ده شده و خواصی ک فرمول و نام شیمیایی (8 :6 اکسید کلسیم (0)0) هیدرو کسید کلسیم ) 0 و۵2۲ کربنات سدیم زاج الومینیوم سولفات الومینیوم ظرفیتی دایی آب موارد استفاده آنها در ص (۰/۰۰۲) ۱۶۳ به کار برده می‌شوند. مشروحا در درحه خلوص متعارف و موارد استفاده ۰ درصد 0م) سختی‌زدایی آبها و حذف گاز کربنیک آزاد ۳ درصد ,(017):) سختی‌زدایی آبها و حذف گاز کربنیک آزاد برای سختی‌زدایی و حذف سیلیس ۸ درصد 20 و ۴۰ درصد ۱120 برای حذف سیلیس ۵ درصد 0ع]۱ برای کمک در سختی زدایی ۸ تا ‎۹۹٩‏ درصد ر۲0ره۲ لخته سازی مواد معلق در حرارت متعارف ۵ تا ۱۷/۵ درصد ,ر,50)ما۸ تا ۹۰ درصد و(,50)یه۲ ۶ درصد ر,0را۸ره:< و ۳۱ درصد برای کاستن قلیاییت و تصحیح 7 آب گرانول: ۷۵ درصد ای و اگر پرک باشد ۸ درصد والم) -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۶ جذب سطحی (زغال فعال)" آبهای خام معمولاً حاوی مقادیری مواد آلی هستند که غلظت این مواد در آب خام سطحی بیشتر از آب خام استحصالی از سفره آبهای زیرزمینی است. مواد آّلی مثل مواد هیومیک. مواد آلی فاضلابی و مواد نفتی و میکرو ارگانیسمها و نتایج فعالیتهای آنها در مسیر عبور جریان آب به آن اضافه می‌گردد و هر چند در مراحل پالایش آب در تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی مانند: مرحله ضد عفونی کردن (اکسیداسیون) و زلال‌سازی (انعقاد- لخته‌بندی و ته‌نشینی) تا حدودی حذف می‌گردند. لیکن حذف کامل و رضایتبخش این مواد در فرآیندهای عادی و معمولی پالایش میسر نیست و در مرحله ضد عفونی کردن آب بخصوص با افزودن کلر و مشتقات موثر آن. ممکن است ترکیبات نامطلوب سمی و سرطانزای جدیدی (بسته به نوع آلودگیها) را سبب گردند که برای سلامت مصرف کنندگان خطرهای جدی در بر دارد. هرگروه از ترکیبات آلی از نظر سلامت حائز اهمیت فراوانی هستند. - برخی از ترکیبات آلی فرعی ناشی از کلریناسیون آب حاوی مواد آلی طبیعی مانند: تری هالومتان‌ها که حتی در مقادیر سرجمع (00 ۱۰۰) سرطانزا هستند (به بخش ۸-۵ مراجعه شود). - ترکیبات آلی ناشی از فعالیتهای انسانی مانند انواع سموم دفع آفات. حلالهاء دترجنتها و نظایر آنها که عمدتاً از طریق فاضلابهای شهری. پسابهای صنعتی و کشاورزی وارد منابع آب می‌گردند. به طوری که اشاره شد. نظر به اینکه در فرآیندهای معمول پالایش آب این مواد تا حد استانداردهای لازم حذف نمی‌گردند. لازم است از روشهای موثرتری بهره‌گیری شود. روش جذب این مواد به وسیله ذغال فعال روش مناسبی در این زمینه است که در زیر مورد بحث قرار می‌گیرد. ۱-۲-۶ روش جذب این روش براساس جذب سطحی انجام می‌گیرد. به طور کلی جذب قابلیتی است که بعضی از مواد از جمله ذغال فعال نسبت به ثابت کردن ملکولهای آلی موجود در مایعات یا گازهایی که ذغال فعال در آن غوطه‌ور است که از خود نشان می‌دهد؛ این فرآیند در واقع انتقال جرم از فاز مایع یا گاز به سطح جامد است که بستگی به عوامل زیر دارد: - سطح ماده جاذب - مواد جاذب طبیعی مانند: خاک رس سطح نسبتاً کوچکی در حدود ۵۰ تا ۵ / ۲۰۰۱۳ دارد و مواد جاذب صنعتی به طور معمول سطحی بیشتر از 8 را ایجاد می‌نمایند. یک ذغال فعال با کیفیت خوب می‌تواند سطحی در حدود ۷۰۰ تا ع/ ۱۵۰۰۱ را تولید کند. - نوع ذغال فعال ۸01۷10 -1 ۱۴ -------- صفحهٔ بعد -------- -‏ نوع و غلظت مواد آلی محلول - ویژگیهای هیدرو دینامیکی تبادل بخصوص زمان تماس بین دو فاز مایع و جامد - انرژی پیوندهای مواد شیمیایی و میل ترکیبی آنها: در این زمینه فاکتورهای 1ام و درجه حرارت موثر است و در محیط اسیدی جذب مواد ألی مزاحم به وسیله ذغال فعال تسهیل می‌گردد. ذغال فعال معمولاً به صورت پودر و دانه‌ای به بازار عرضه می‌شود. ذغال فعال معمولاً از آنتراسیت !- قیر۲- ذغال نرم"- استخوان؟ و خون- ذغال سنگ" و چوب ‏ تهیه می‌گردد. ذغال فعال طیف گسترده‌ای از مواد را بر روی خود جذب می‌کند؛ به طوری که اغلب ملکولهای آلی بر روی آن جذب می‌شوند و به علاوه میکرو ارگانیسم‌ها و فلزات سنگین نیز در حد رضایتبخشی حذف می‌گردند. ذغال فعال همجنین قادر به حذف کلر باقیمانده آب است. به طوری که اشاره شد. ترکیبات آلی سمی و همین طور ترکیبات آلی نامطلوب مولد بو و طعم مثل: کلروفنل‌ها یا نیتروژن تری کلراید (و1ح«) را می‌توان با افزایش مقداری از پودر ذغال فعال در حدود 8/107 حذف کرد؛ در این مورد ذغال فعال دترجنت‌های پایدار را حتی بهتر از ترکیبات فنلی حذف می‌نماید و برای جذب مواد معدنی در مقادیر کم می‌تواند مفید واقع گردد؛ به خصوص برای جذب مواد رادیونو کلید" به کار برده می‌شود. هر جند در این موارد قابلیتی را که در مورد جذب مواد آلی خنثی داراست. نشان نمی دهد. با این حال بهترین جذب کننده مواد معدنی با مولکولهای خنثی مثل گازرادون است. از موارد دیگری که در این زمینه می‌توان اشاره نمود. حذف فرمهای خنثی کبالت ۶۰ و روتینیم ۱۰۶ است. ذغال فعال در پالا یش آب معمولاً در دو مرحله به کار برده می‌شود: - در مرحله زلال‌سازی - در مرحله فیلتراسیون * در مرحله زلال‌سازی معمولاً پودر ذغال اکتیو به کار می‌رود. پودر ذغال اکتیو در اقطار ۱۰ تا ۵۰ میکرون می‌تواند به همراه مواد لخته‌ساز (فلو کولانت) به آب اضافه شود. ذغال فعال مصرفی از طریق لجن اضافی دفع شده از حوض زلال‌ساز تخلیه می‌شود. استفاده از پودر ذغال فعال به دلیل قدرت جذب عالی و تاثیرات آن در سنگین‌سازی ذرات لجن و کمک به ته‌نشینی می‌تواند بسیار مفید واقع گردد. میزان مصرف پودر ذغال فعال کمتر از ۵۰8/105 است و مقدار آن بسته به کیفیت آب و میزان آلاینده‌های آن و استانداردهای مورد انتظار آب زلال شده تعیین می‌گردد. باید به خاطر داشت که بازیابی ذغال فعال در این روش اقتصادی و عملی نیست. 0 ۳۳| 81 - 2 [5011002 - 3 6 - 4 1 - 5 040 - 6 ۵۵106[ - 7 ۱۶۵ -------- صفحهٔ بعد -------- در مرحله صاف‌سازی از ذغال فعال دانه‌ای استفاده می‌شود. در این روش ذغال فعال. بستر صافی و یا بخشی از آن را تشکیل می‌دهد و با عبور آب راز روی آن آلاینده‌های آب جذب بستر می‌شود و فعالیت بستر ذغال فعال نیز به تدریج کاهش می‌یابد تا زمانی که بستر اشباع و خاصیت جذب خود را از دست بدهد. به طور کلی بستر ذغال فعال در صافی در مورد زیر موثر است: - فیلتراسیون: مانند صافیهای ماسه‌ای. در این مورد برای جلوگیری از جذب ذرات لجن آب ورودی بر روی لایه سطحی و در نتیجه گرفتگی لایه ذغال فعال. آب ورودی می‌باید در حد مناسبی زلال‌سازی شده باشد. - نظر به اینکه سطح ذغال فعال محیط مناسبی برای رشد میکرو ارگانیسم‌هاست. هر چند که این پدیده می‌تواند در فرآیند حذف آلاینده‌ها موثر باشد. لیکن می‌تواند در صافیها زمینه را برای فعالیت باکتریهای بی‌هوازی مساعد کند و سبب ایجاد بو و گرفتگی لایه زغال فعال گردد: لذا برای جلوگیری از این اتفاق توجه دقیق به زمان استفاده از ذغال فعال و حجم آب عبور داده شده از آن ضروری است و باید به موقع در مورد تجدید و فعال‌سازی مجدد آن اقدام گردد. - جذب سطحی: اقتصادی بودن استفاده از ذغال فعال تا حد زیادی بستگی به ظرفیت جذب ذغال فعال دارد. این ظرفیت به صورت مقدار گرم 01) جذب شده در هر کیلوگرم ذغال فعال بیان می‌شود. در این ارتباط عمق بستر ذغال فعال رابطه مستقیم با میزان جذب آلاینده‌ها دارد؛ ضمناً تجربه نشان داده است که یک حجم ذغال فعال برای عبور ۳ حجم آب در ساعت بهترین نسبت برای پالایش آب با آلاینده‌های زیادی است. روشهای مختلفی به شرح زیر وجود دارد: * روش احیا با بخار از این روش برای احیای دذغال فعال که مواد قابل تبخیر را حذب نموده استفاده می‌ گردد: در این روش دغال مجدداً متخلخل و ضمناً ضد عفونی می‌شود. * روش احیای حرارتی در این روش پس از آبگیری مقدماتی ذغال به وسیله حرارت خشک مواد عالی جذب شده بر روی ذغال فعال سو‌زانده شده و دغال فعال به خوبی احیا می‌شود. ۱۶۶ -------- صفحهٔ بعد -------- برای جلوگیری از سوختن ذغال فعال در حین احیا. درجه حرارت در حدود 800 و عمل در شرایط کنترل شده و دقیق صورت می‌پذیرد. -‏ سرمایه‌گذاری نسبتاً سنگین برای تهیه کوره‌های مخصوص - اتلاف حدود ۷ تا ۱۰ درصد دذغال فعال روش احیای شیمیایی این روش براساس بهره‌گیری از یک حلال در درجه حرارت حدود *7 و ام قلیایی است. در این روش اتلاف ذغال فعال حدود ۱/ برآورد می‌گردد. در سال ۱۹۸۶ استفاده از دذغال فعال از سوی سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده (15]:۳۸]) به عنوان بهترین تکنولوژی در دسترس برای تصفیه و حذف آلاینده‌های آلی مصنوعی در آب شرب معرفی گردیده است. برای تقویت عمل پالایش و حذف بهتر آلاینده‌ها به وسیله ذغال فعال کاربرد توام آن با ازون زنی بسیار مفید است. با این همه دغال فعال قادر به حذف تمام آلاینده‌ها نیست و بعضی از مواد بخصو ص املاح معدنی از آن عبور می‌نمایند. ۳۶ نمکزدایی نمکزدایی در واژه‌نامه و فرهنگ بین‌المللی هیدرولوژی 00:۸11۵10 و 00۵۵118 به شرح زیر تعریف شده است. هر فرآیندی که به وسیله آن غلظت املاح آبهای شور یا لبشور به اندازه‌ای کاهش یابد که برای مصارف مختلف انسانی. حیوانی. صنعتی با هر مصرف پیش‌بینی شده دیگر مناسب شوند. فرآیندهای معمولی برای نمکزدایی آبها بسته به موارد استفاده از آب و مواد شیمیایی محلول که از آب حذف خواهد شد. انتخاب می‌شوند و ممکن است با استفاده از خواص آب در مقابل گرمایش "۷ تبخیر آب " و سرمایش که منجر به جدا شدن نسبی مواد محلول از آب گردد و یا به کار گرفتن مواد شیمیایی که ترکیب آنها با مواد محلول آب تولید ترکیبات نامحلول نموده و با گذرانیدن از صافی. بتوان از آب جدا و آب را نمکزدایی کرد. در هر حال منظور از نمکزدایی به دست آوردن آبی خواهد بود که برای مصارف یا مصرف مورد نظر مناسب باشد. عاری از مواد کلوییدی و آلی و میکرو ارگانیسم‌ها و نظایر آنها باشد و باید واحد پیش تصفیه مناسب برای ۱۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- سیستم در نظر گرفته شود. اگر یون‌های آهن و منگنزی که در آب موجود است و یا مقدار کلر باقیمانده به میزان بیش از ۰/۱ میلیگرم بر لیتر در آب ورودی به دستگاه موجود باشد. سبب تخریب رزین و کاهش بازده دستگاه خواهد شد. ۱-۳-۶ نمکزدایی آبها با فرآیند گرمایش (تقطیر)! قدیمی‌ترین روش حذف املاح آب (بی‌نمک کردن آبهای شور) تقطیر است که ابتدا در کشتیها مورد استفاده قرار گرفت. تهیه آب شیرین به روش تقّطیر را می‌توان به کمک انرژی حرارتی که به صورت مختلف (سوختهای فسیلی. الکتریکی و خورشیدی) قابل تامین است. انجام داد. با توجه به اینکه حرارت تبخیر املاح موجود در آب خیلی بالاست. می‌توان با حرارت دادن به آب. جزء آب را بخار نمود که در این صورت نمکها باقی می‌مانند. به طور کلی در این روش سه مرحله زیر وجود دارد. - ایجاد بخار با حرارت دادن آب - جدا کردن بخار - میعان بخار سیستم تقطیر ساده شامل دو محفظه " است که محفظه اول به عنوان تبخیر کننده است. بدین معنی که آب درون آن بخار شده و از آن خارج می‌گردد و وارد محفظه دوم شده که کندانسه می‌شود. در این سیستم بازاء هر کیلوگرم بخار داده شده. کمی کمتر از یک کیلوگرم آب تولید خواهد شد. در سیستم تقطیر چند مرحله‌ای راندمان چند برابر سیستم تقطیر یک مرحله‌ای است. در روش تبخیر ناگهانی چند مرحله‌ای " بر اثر کم کردن فشار محیط کار مقداری بخار به صورت ناگهانی تولید می‌گردد. در این روش راندمان بالا و تعداد مراحل نیز زیاد است و این سیستم معمولاً ۲۰ تا ۴۰ مرحله دارد که تغییرات درجه حرارت در آنها 1 می‌رسد و 15 آب تولیدی حدود 518/1 خواهد بود. کننده‌ها که به علت حرارت زیاد سیستم حاصل می‌گردند. از اهم مشکلات است: به علاوه هزینه سرمایه‌گذاری و راهبری سیستمهای تقطیری هم زیاد است. آب تقطیر شده بسیار خورنده است و اضافه کردن مقّداری بیکربنات | 0 2 - 5۳۵11 3 - ۱/۱۲ 51386 ۲1۵5 0 ۱۶۸ -------- صفحهٔ بعد -------- جلوگیری از آلودگی آبهای اطراف این تاسیسات و همچنین حفظ آنها از آلودگیها اهمیت زیادی دارد. وجود سوختهای مایع و روغنهای خطر بالقوه است که باید تاسیسات آب شیرین کن را به نحوی از آنها دور داشت؛ یا اینکه از رود آنها به محل مورد نظر جلوگیری کرد. پساب حاصل از دستگاهها را که غلظت نمک آنها نزدیک به دو برابر آب دریاست. باید با آب خنک کننده رقیق کرد و به نحوی مطلوب دفع نمود. این پساب حاصل اصولاً حاوی مس است. بهتر است در ایک فاصله مناسب (حدود ۳۰۰ متر) از ساحل تخلیه گردد. دودکش تخلیه گازها باید مرتفع و سرعت گاز در آنها نیز زیاد باشد. سولفور موجود در گاز خروجی از دودکشها اهمیت زیادی دارد. استفاده از سوختهایی با سولفور کم هزینه بهره برداری را افزایش می‌دهد؛ ولی مسایل مربوط به آلودگیهای دیگری را که حاصل می‌شود. برطرف نمی کند. ۲-۳-۶ نمکزدایی آبها در حرارت پایین‌تر از نقطه جوش مهمترین فرآیندی که در این زمینه به کار گرفته می‌شود. بالا بردن حرارت آب توام با کاهش فشار وارد بر سطح آب است. انرژی حرارتی مورد نیاز را می‌توان از *انرژی خورشیدی" بهره گرفت که آب در محیط مسدود با دیواره شفاف در معرض تابش خورشید قرار می‌گیرد و برای بالا بردن اثر تابش خورشید نیز کف اطاقک گرمایش را سیاه انتخاب می‌کنند و بخار آب تولید شده در این اطاقک که فشار آن کمتر از فشار اتمسفر یک است. در معرض لوله‌هایی که آب سرد وارد اطاقک می‌نمایند. تقطیر خواهد شد که در ناودانهایی جمع‌آوری می‌شود و حریان آب مقطر نیز به پایین آوردن فشار داخل اطاقک کمک خواهد کرد. ۲-۳-۶ نمکزدایی به کمک مواد شیمیایی رسوبدهنده در این روش مواد محلول آب یا بخشی از مواد محلول که برای استفاده در مصارف مورد نظر نامطلوب تشخیص داده شده است. تحت تاثیر مواد شیمیایی که به آب اضافه می‌شود. به صورت نامحلول در می‌آید. و با گذراندن از صافی از آب جدا می‌شوند. بدین ترتیب آب با کیفیت مطلوب تولید خواهد شد. ته‌نشین سازی مواد محلول ممکن است در شرایط طبیعی محیط و یا در حرارت نزدیک به حرارت جوش بسته به نوع ماده شیمیایی که باید حذف شود و ماده شیمیایی با مواد شیمیایی که به کار گرفته می‌شود. انجام گیرد. در هر حال مجاورت و اختلاط کامل آب با مواد شیمیایی افزوده شده به وسیله دستگاههای مکانیکی تکمیل می‌گردد و این فرایند در سختی‌زدایی ابها بیشتر به کار برده می‌شود. ۱۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۳۶ نمکزدایی با فرآیند تبادل یونی زئولیت‌ها یا ماسه سبز از گروه گلوکونایت " محسوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آنها "سدیم آلومینوسیلیکات" است که از قدیم‌الایام برای تبادل یونی به منظور سختی‌زدایی آب به کار برده شده و در این فرآیند که یک واکنش جابه‌جایی دو طرفه است. سدیم موجود در ترکیب با مواد فوق در مجاورت با آب با یون کلسیم و منیزیم و یا آهن موجود در آب مبادله می‌شود و زمانی که تمام سدیم جای خود را به یونهای کلسیم و سدیم آب تفویض کرد. می‌توان با مجاور کردن نمک طعام با مواد مزبور قدرت تبادل یونی را مجدداً احیا کرد و بعد از شستشو با آب کافی از فعالیت مواد مزبور استفاده نمود. امروزه با پیشرفت صنعت و نباز فراوان به تبادل بونی با استفاده از تر کیبات آلی نظیر: «اسید کر بو کسیلیک» و «اسید سولفونیک» که در ترکیب فنلی تهیه و تحت عنوان «رزینهای تبادل یونی» عرضه می‌شوند. سختی‌زدایی و ۱-۴۳-۳۶ تبادل بونی در سیکل سدیم تر کیبات شیمیایی که به صورت محلول در آبهای طبیعی وجود دارند و به محض انحلال در آب به یونهای خود تفکیک می‌شوند و یونیزاسیون آب منجر به تولید ون هیدروژن و یون هیدروکسیل می‌شود که در برابر یونهای تر کیباتی که حل شده‌اند. قرار گرفته است و این یونها شامل کاتیونها با بار مثبت و آنیونها با بار منفی است. رزینهای تبادل یونی در سیکل سدیم. مواد جامدی هستند که به منظور سختی‌زدایی با تعویض یونهای کلسیم و منیزیم و آهن با یون سدیم به کار گرفته می‌شوند و از گروه ترکیبات آلی «اسید سولفونیک و فنل» و ترکیبی از «الدئید فورمیک اشباع از فنل» است که باایون سدیم تا حد اشباع آن مجاور شده است. بدین معنی که گرانول‌های مواد مزبور در محلول نمک طعام شستشو داده می‌شود وایون سدیم را به خوبی در سطح گرائولها جذب سطحی می‌نماید. هر گاه رزین‌های فوق رادر آب حاوی کلسیم و منیزیم غوطه‌ور سازیم. سدیم موجود در رزین جای خود را با کلسیم و منیزیم عوض خواهد کرد. بدین معنی که در اثر تبادلی که صورت گرفته سختی آب حذف می‌شود و یون سدیم در آب افزایش پیدا کرده است. مداومت عمل تا وقتی است که نزدیک به تمام سدیم موجود در رزین جای خود را به سختی آب بدهد و بدین ترتیب رزین از کلسیم و منیزیم اشباع شده است. در جنین حالتی جنانکه آب نمک در محیط وارد شود و رزین را در آب نمک غرق سازیم. عمل عکس چنانچه رزین مورد نظر را به 1۹11۵ نشان دهیم. می‌توان نوشت: + م۸۲ ج ای + و2 [| - 0 ۱۷۰ -------- صفحهٔ بعد -------- و در صورت اجرای عمل احیای رزین خواهیم داشت: ۵ + و۲8۳ + |ع6ه<2 + ۲۵را به منظور اینکه رزین جامد بتواند بیشتر با آب تماس حاصل نماید. رزین را به صورت گرانئول با دانه‌های یکنواخت می‌سازند تا دارای سطح تماس بیشتر باشد و بتواند فعالیت شدیدی داشته باشد. لذا یکنواختی و قطر دانه‌ها در بازده رزین تاثیر کامل خواهد داشت. ۲-۴-۳-۶ رزینهای تبادل بونی در سیکل هیدروژن یا در سیکل هیدروکسیل این دو نوع رزین نیز کاتیونها و انیونها را با هیدروژن و یا بون هیدروکسیل مبادله می‌کنند و بدین ترتیب در صورتی که متعاقب هم قرار گیرند. آب بدون کاتیون و آنیون تولید می‌شود. 0 + 2۱۱۵ ج 27+ ۳18 که در آن ۴ یک رزین کمپلکس در سیکل هیدروژن است و به طوری که ملاحظه می‌شود. کاتیونهای کلسیم. منیزیم و سدیم موجود در آب با هیدروژن موجود در ترکیب رزین مبادله می‌شود و اسیدهایی در جوار آنیونهای موجود در آب به وجود آورده است و چنانچه عمل تبادل یونی ادامه یابد. سبب خواهد شد که رزین از کاتیونهای غیر هیدروژن اشباع گردد که در این صورت قدرت تبادل یونی رزین خاتمه یافته است و باید نسبت به احیای رزین اقدام شود. رزینهایی که در سیکل هیدروکسیل عمل می‌کنند. آنیونهای موجود در آب را با یون (011) موجود در ترکیب رزین مبادله می‌کنند که عکس عمل کرد رزینهای سیکل هیدروژن است. حال چنانکه آب عبور کرده از بستر رزین سیکل هیدروژن را در ستون حاوی رزین سیکل هیدروکسیل وارد کنیم. از اسیدهای تولید شده در جوار رزین هیدروژنی ریشه‌های اسیدی با عامل هیدروکسیل مبادله می‌شود و هیدروژن اسید با (0117) آزاد شده از رزین تولید آب خواهد کرد و بدین ترتیب آنیونها و کاتیونهای آب در این دو مرحله به ترتیب با 011 و *1] مبادله می‌شود و مجموعه آنها همراه با یونهای بیکربنات و بی سیلیکات که حاصل شده است. محصول واکنشها خواهد بود که نهایتاً آب خالص تولید خواهد شد. فعل و انفعال تبادل به شرح زیر خواهد بود: ۱+20 |(20 21+ ]۱+20 [(ع21 20 211010 ۱۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- و سیلیکات و کربناتی که در ستون ]۲ به اسیدهای خود تبدیل شده بودند. به صورت زیر وارد عمل می‌شوند: و۲2۲0 [و12۳0] (0ر[] + ۱ ج [][(0 ۲ + ۱ و271510 و2510 1] در صورتی که حذف بیکربنات و سیلیکات مورد نظر باشد. یا از رزینهای خاص که قدرت تبادل این گونه یونها را در سیستم دارند. استفاده می‌کنند و یا اینکه قبل از ورود به مرحله رزین سیکل هیدروکسیل. در صورت لزوم اسید کربنیک تولید شده و اسید سیلیسیک را حذف می‌کنند. باید توجه داشت که رزینهای آنیونی که در گروه عملکرد متعاقب رزینهای سیکل هیدروژن با سیکل هیدروکسیل. آبی با درجه خلوص قابل توجه تولید خواهد کرد. لیکن بعضی از بونها از حیطه تبادل فراتر می‌روند و آب به دست آمده را نمی‌توان خالص تصور کرد. احیا کردن رزینهای سیکل هیدروژن با استفاده از محلولهای اسید قوی به شرح زیر انجام می‌شود. 4 ه)) ۵ ۱۵6 +211 ج ]+ 2-۱۱8۱ که بعد از مجاورت رزین با اسید. آب برای شستشو در مدار وارد می‌شود و نمکهای تولید شده با آب شستشو که آب تصفیه شده است. از محیط تخلیه می‌ گردد. نوع و غلظت و مقاد یر اسید مورد نیاز را سازندگان رزین همراه با فروش آن اعلام می‌دارند. احیای رزینهای سیکل هیدروکسید نیز با استفاده از محلول سود سوزآور به شرح زیر انجام می‌شود: ۳5 ۹501 |22 2 و2012710 ۱ +2101 ج 077ع2+7+ 2-۱20 و201217100 و21۳0 و27۵115:0 211510 ۲-۳-۳-۶ گروه بندی رزینهای تبادل یونی در رزینهای تبادل یونی ریشه ثابت رزین است که ظرفیت و نوع تبادل یونی را بیان می‌کند و رزینهای معمول در گروهها به شرح زیر است: 0 گروه رزینهای کاتیونی «اسید قوی» ۱۱۷۲ -------- صفحهٔ بعد -------- 0 گروه رزینهای کاتیونی «اسید ضعیف)» 0 گروه رزینهای انیونی «قلیایی قوی» 0 گروه رزینهای آنیونی «قلیایی ضعیف)» در صورتی که رزینهای اسید قوی یا قلیایی قوی مورد استفاده قرار بگیرد. تبادل یونی در ردیف تبدیل املاح محلول آب به اسید یا قلیای مربوط انجام خواهد شد. رزینهای کاتیونی اسید قوی فعالیت تبادل یونی را مدیون عاملی خواهند بود که با ریشه !(و1150) عمل می‌کنند که در سیکل هیدروژن کلیه کاتیونهای آب خام را طبق واکنش زیر مبادله می‌نمایند. و 2112۲0 [8 و2110 8 21711 23 2 23 چنانچه ملاحظه می‌شود. آنیونهای موجود در آب به اسید مربوط خود تبدیل شده‌اند و زمانی که ادامه جریان آب. کلیه یونهای قابل تبادل رزین را مبادله کرد. می‌توان با استفاده از اسید سولفوریک (اسید قوی) رزین را رزینهایی که از گروه "اسیدی ضعیف " باشند دارای عامل کر بو کسیلیک هستند ( 00([7)) که در تبادل بونی شر کت می‌کند و در مواردی استفاده می‌شود که تغییر قلیاییت آب حاصل شده مورد نظر باشد؛ به شرح زیر: 01 01 2۵ 2۵ واکنش فوق نیز در اثر اسیدهای ضعیف که بتواند رقم 011 محیط را به *۵" نزدیک کند. قابل برگشت است و می‌تواند رزین را احیا کند. محصول به دست آمده از تبادل یونی نیز هم ردیف کارکرد رزینهای گروه «اسید قوی» است. رزینهای قلیایی قوی از ترکیبات چهار تایی آمونیم می‌باشند و تبادل یونی در اینگونه رزین‌ها آنیونی خواهد بود. رزینهای تبادل آنیونی گروه قلیایی قوی نیز دارای دو نوع مشخص از نظر ترکیب است که نوع اول از این رزینها و0 ۱ ترکیبات تری متیل است. !*(و71)- 7 -) ۱ ول در نوع دوم از این رزینها یکی از ریشه‌های سه گانه متیل با «اتانول» همراه شده است. ۱۱۷۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ول ۱ 01 ۲7و77 + -م) ۱ و7 نوع اول از این رزین‌ها دارای ثبوت بیشتری‌اند و نوع دوم دارای خاصیت احیا شوندگی و قدرت تبادل بیشتری است که در به کار گرفتن رزینها باید مورد توجه قرار گیرد. نوع هیدرو کسیدی از این گروه قلیایی قوی بیشتر مورد توجه است و توانایی تبادل کلیه اسیدهای معدنی را طبق رابطه شیمیایی زیر داراست: ۲۲۶50 50: 211 2 ۱ + 21 0][ - 21۲ - ۱ + 2110 2112۳0 211۳0 به طوری که قبلاً اشاره شد. رزینهای آنیونی نیز همانند رزینهای کاتیونی قابلیت احیا را دارا هستند و در این مورد از سود سوزآور یا یک قلیایی قوی دیگر برای احیای رزین استفاده می‌شود و ترکیباتی که یونیزاسیون آنها ضعیف است. نظیر: سیلیس و گاز کربنیک نیز قابل تبادل است. رزینهای آنیونی قلیایی ضعیف نیز از گروه تر کیباتی است که عامل فعال آنها آمینه هستند؛ از جمله می‌توان ترکیبات نظیر: (م1آ[11-7) و (/11-7111) و (1-7-19) را ذکر کرد. این گونه رزینها نیز قادرند که اسیدهای کانی موجود در آب از جمله: اسید کلریدریک و اسید سولفوریک را جذب سطحی کنند و تبادل یونی به شرح زیر انجام دهند. 50 ۳8 سا ۷ 1 21 و یا اینکه ریشه رزین خود اسیدها را در ترکیب خود جذب سطحی نمایند: 1۸۹0 1۹0 نا : ِ روابط شیمیایی فوق نیز قابل برگشت است و رزینهای گروه قلیایی ضعیف نیز قابلیت احیا را دارا هستند و مسئله‌ای که باید مورد توجه قرار گیرد. این است که رزینها نمی توانند اسید سیلیسیک و اسید کربنیک را جذاب نمایند. ۴-۳-۳-۶ بهره‌برداری دستگاههای تبادل یونی تر کیبات اّلی مختلفی برای تولید رزینهای تبادل یونی وجود دارد که گروههای رزین با استفاده از ترکیبات مزبور ساخته و در بازار عرضه می‌شوند. دستگاه تبادل یونی از بخشهای زیر تشکیل می‌شود: * رزین یا رزینهای تبادل یونی بدنه دستگاه ۱۱۷۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ٩‏ مخزن تهیه محلول مواد شیمیایی * تلمبه یا وسیله انتقال ماده یا مواد شیمیایی به دستگاه * لوله‌های ورود آب خام و خروج آب تصفیه شده * لوله و متعلقات ورود و خروج و دفع پساب شستشو و احیای رزین دستگاه تبادل یونی. نظیر دستگاههای فیلتر فشاری ساخته می‌شود و مصالح و متعلقاتی که در ساختمان دستگاه به کار گرفته می‌شود. پاید صرفنظر از ظرفیت دستگاه از نظر تاثیر شیمیایی آب دارای مقاومت کافی باشند. طراحی دستگاه های تبادل یونی براساس مشخصات کیفی آب خام و آب تصفیه شده مورد نظر با انتخاب رزین مناسب و محاسبات حجم مورد نیاز از رزین برای تحویل آب به مقدار مشخص انجام می گردد. ضمناً مقدار و نوع مواد شیمیایی که در احیای رزین مصرف خواهد شد. تعیین و شرح کاملی تحت عنوان «دستورالعمل بهره‌برداری» تهیه و ارائه می‌شود که خریدار دستگاه بتواند با اجرای درستورات مندرج در «دستورالعمل» از دستگاه بهره‌برداری نماید. خریدار نیز باید مشخصات شیمیایی و فیزیکی و بیولوژیکی و کیفیت آب تصفیه شده مورد نظر خود را موقع سفارش یا خرید دستگاه به فروشنده یا طراح ارائه نماید. شمایی از یک دستگاه تبادل یونی در شکل ۱-۶ نشان داده شده است. ۱-۴۳-۴۳۲۶ نصب دستگاه تبادل بونی محلی که برای نصب دستگاه تبادل یونی در نظر گرفته می‌شود. باید حداقل فاصله ممکن با مصرف کننده عمده آب تصفیه شده را داشته باشد و از نصب دستگاه در هوای آزاد و در جوار دستگاههای گرمایشی خودداری گردد. اتصالات و لوله کشیها باید کاملاً آب بند باشند و کلیه بدنه دستگاه و متعلقات و شیر آلات از موادی انتخاب شوند که در مقابل آب و مواد شیمیایی مقاوم باشند. ۱۷۵ -------- صفحهٔ بعد -------- د ۹ د ا سا ۳ سس 8 پیش 6ب و ۳5 1۱3 ابا و پگ ۲ ی ِ ام را ۱ : 6 ار الق داد 73 1 [ 2۱2۵ 1 واه 01 سس شدد ۵ ۰ ۹ ۹ ۹ ۰ سا / ۱ ۱ جمل بت للم 9 پلسممیلیح با | ال هی از سای ای ۰ / یس یس 1-9 / رل ای ی / سس / / ۳ / / / ۱۱ 1 / 5 / ۱ 1 /ر ُ/ 3 1 1 دج اد [ سا ۱۷۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۴-۴-۳-۶ مواد شیمیایی مورد نیاز احیای رزینها انواع مواد شیمیایی که در عملیات احیای رزینها به کار برده می‌شوند. با غلظتهای معین و برای رزینهای مشخص در دستورالعمل ذکر شده است. این مواد که بخشی از آنها با غلظتهای مجاز در زیر ارائه می‌شود بر حسب دستورالعمل به کار برده خواهد شد: محلولهای فوق در مواردی توصیه می‌شود که برای اجرای عملیات احیای ستون رزین متناسب با نوع رزین و با استفاده از تلمبه به داخل دستگاه فرستاده شود؛ ولی در مورد نمک طعام که در سختی‌زدایی آبها معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنانچه مکش محلول نمک طعام به داخل دستگاه با استفاده از خلاء نسبی ایجاد شده به وسیله آب تحت فشار در نظر گرفته شود. محلول اشباع شده به کار گرفته خواهد شد. مقدار مواد شیمیایی از نظر وزن یا حجم محلول که باید مورد استفاده قرار گیرد. در دستورالعمل ذکر شده است. ۲-۴-۴۴۳۶ مدت کار دستگاه بین دو مرحله احیاء رزین چنانچه قبلاً نیز اشاره شد. توانایی تبادل یونی رزین محدود است؛ بنابراین تعداد ساعات کار براساس آبدهی دستگاه و یا حجم آب که از دستگاه تحویل گرفته می‌شود. ملاک عمل برای احیای رزین خواهد بود که در دستورالعمل ذکر می‌شود: ولی نظر به امکانات تغییر در کیفیت آب در شرایط فصلی و بهره‌برداری و برای اطمینان از صحت کار دستگاه. بازرسی کیفیت آب خروجی از دستگاه به طور مرتب ساعتی یا برنامه‌ای که تعیین شود. ضرورت خواهد داشت که تا هر موقع نیاز به احیای رزین باشد اقدام گردد. به عبارت جامعتر می‌توان گفت که مدت کار دستگاه یا حجم آب استحصالی نسبت به کیفیت آب و شرایط محیط متغیر خواهد ۱۱۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۴-۴۳۳۶ راه اندازی دستگاه تبادل یونی رزینهای تبادل یونی اعم از کاتیون و آنیونی در کیسه‌های محکم و غیر قابل نفوذ هوا و رطوبت عرضه می‌شوند و رزین خود به صورت مرطوب و دارای قریب ۲۵ درصد رطوبت خواهد بود رزین خشک مطلوب نیست. آماده کردن دستگاه رزینی که در دستگاه تبادل پونی ریخته خواهد شد. همراه دستگاه ارائه می‌شود و یا دستگاه با رزین تکمیل شده و تحویل می‌گردد. در هر حال آماده کردن دستگاه به شستشوی رزین و بارآوری آن (احیای رزین) آغاز می گردد. اگر رزین در محل نصب به دستگاه ریخته شود. داخل بدنه و لوله کشیها باید با آب شستشو داده شود و سپس با آب پر کرده شود و تحت فشاری که کار خواهد کرد به مدت یک ساعت نگهداری شود تا از آب‌بند بودن دستگاه اطمینان حاصل گردد و اگر دستگاه آماده کار تحوبل شده است. بعد از خاتمه نصب. با باز کردن شیر «(آب شستشوی معکوس)» و باز کردن شیر تخلیه هوا آب به آرامی وارد دستگاه شده تا پر شود. سپس آب‌بند بودن دستگاه را با بسته بودن کلیه شیرها و باز کردن شیر ورود آب خام آزمایش می‌کنند. بعد از اطمینان از صحت نصب دستگاه. دستورالعمل نسبت به اشستشوی معکوس ستون رزین با آب اقدام می‌شود. سپس طبق دستور کاری که در «دستورالعمل بهره‌برداری» ذکر شده برای اجرای عملیات احیای رزین اقدام می‌شود و در نهایت همان طور که در دستور کار ذ کر شده شستشوی نهایی انجام می‌گیرد و دستگاه آماده بهره‌برداری می‌ گردد. احیای رزین که به مورد اجرا گذارده شد. ساعت شروع راه‌اندازی یادداشت می‌شود و یک برگ یادداشت با دفتری در جوار دستگاه قرار داده شده تا بتوان نتایج آزمایش نمونه‌های آب را مرتباً انجام می‌شود در آن ثبت کرد. احیای رزین در مراحل بعدی به ترتیب زیر خواهد بود. - اشستشوی معکوس - انتقال و ارسال محلول احیا کننده به داخل ستون - ادامه انتقال محلول احیا کننده توام با ارسال آب شستشو و قطع جریان محلول -‏ شستشوی نهایی برای تخلیه محلول احیا کننده اضافی - آزمایش و تائید خارج شدن کامل محلول احیا کننده بعد از خاتمه عملیات فوق دستگاه آماده بهره‌برداری خواهد بود. ۱۷۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۴-۴-۶ آزمایش های مورد نیاز طی عملیات بهره‌برداری در فواصل زمانی مشخص که در دستورالعمل بهره برداری امده است. ازمایش نمونه اب تحویل شده از دستگاه ضرورت دارد. آزمایشها بستگی به کیفیت آب خام و آب مورد نیاز دارد و به طور معمول اندازه‌گیری یک یا چند پارامتر ذیل 0 کلسیم 0 منیزیم 0 سدیم 0 کل مواد محلول ۶-۴۴-۴-۳-۶ دستگاههای تبادل یونی خودکار در این گونه دستگاهها پارامترهای معینی از خروجی به طور خودکار اندازه‌گیری می‌شود و در صورتی که میزان این پارامترها از حدود تعیین شده قبلی فراتر رود. دستگاه متوقف می‌شود و به طور خودکار احیای رزین آغاز می‌شود و بعد از خاتمه عملیات "احیا" دستگاه مجدداً در مدار بهره‌برداری قرار می‌گیرد. ۵-۳-۶ نمکزدایی به روش اسمز معکوس تصفیه آب با کمک غشاء یا ممبران" عملاً شامل سه روش زیر است: - اسمز معکوس - اولترافیلتراسیون - الکتر ودیالیز در این روشها از نظر اینکه نیاز به اضافه نمودن مواد شیمیایی به آب نیست و از طرفی در این روشهای تصفیه حتی مواد مفید برای آب آشامیدنی حذف می‌گردد. لذا بیشتر در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و در مصارف شهری هنوز استفاده از این سیستم محدود است. | - 1۵۷۵۲۹۵ 0510۶5 )1۹.0(( 2-0 ۱۱۷۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵-۳-۶ فشار اسمزی پدیده اسمزی در گیاه و حیوان بیش از ۲۰۰ سال است که شناخته شده است. این پدیده عبارت است از عبور خود به خودی حلال از داخل غشای نیمه تراوایی که دو محلول با غلظتهای مختلف (یا یک محلول با حلال خالص آن) را از همدیگر جدا می‌کنند. "در حالت ایده آل غشاء فقط برای حلال تراواست ". انتقال حلال همیشه و به طور طبیعی از محلول رقیق به طرف محلول غلیظ است و این پدیده آنقدر ادامه می‌یابد تا تعادل اسمزی برقرار شود (شکل ۲-۶). نیروی محر که این انتقال. اختلاف پتانسیل شیمیایی پیل بین دو محلول که در اثر آن به تدریج آب خالص وارد آب نمک می‌شود و این کار تا زمانی انتقال می‌یابد که فشار محلول آب نمک تا حد مشخصی از فشار آب خالص بیشتر شود و پتانسیل دو طرف غشاء برابر گردد. این فشار به نام "افشار اسمزی" معروف است و از رابطه زیر به دست می‌اآید: ]۲ << که در آن: ۲ > فشار اسمزی بر حسب 02 (پاسکال) ۴ - اختلاف غلظت بر حسب ,۱۵1/1 با ۳ ٩‏ > ثابت مولکولی گازها برابر با ۸/۳۱۴ جرم مولکولی 71 درجه حرارت بر حسب کلوین است. در حدول زیر فشار اسمزی جند نوع نمک داده شده است. ۱121 ۱2 زد ۱ وال۲۵ ۸1۵11۳0 را 80 ۲ در عمل فشار را بین ۲۵ تا ۸۰ "بار "" نظر می‌گیرند. ۱/۸۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۵-۳-۶ اسمز معکوس کمتر جریان یابد در نتیجه محلول غلیظ. غلیظتر و محلول رقیق. رفیفتر خواهد شد (شکل ۲-۶). غشاء که قسمت اصلی واحد تصفیه است. در انواع مختلف ساخته می‌شود: _ غشاءهای تخت - غشاءهای لوله‌ای تو خالی ۴-۵-۳-۶ جنس غشاءها از نظر فنی از بین تمام غشاهایی که برای تصفیه آب مناسب است. غشاءهای از جنس مواد معروفترند: - استات سلولز" ۲ ۰ ۰ - پلی پروپیلن متخلخل ضخامت غشاءها در حدود ۰/۵-۲/۵ میکرون و ضخامت نگهدارنده آن در حدود ۱۰۰-۲۰۰ میکرون است. ۵-۵-۲-۶ مدول در هر واحد تصفیه اسمز معکوس, غشاء نصب شده با شکل خاص و تجهیزات مربوط مدول نامیده می‌شود. تحهیزات مدول عبارتند از: غشاء مجاری اعمال فشار. نگهدارنده غشاء و قطعات ویژه مربوط. به طوری که گفته شد. پدیده اسمز معکوس یک فرآیند تحت فشار است؛ بنابراین در دو طرف غشاء دهها اتمسفر اختلاف فشار وجود دارد. از طرف دیگر سرعت عبور آب از واحد سطح غشاء بسیار کم است. بنابراین باید هر مدول دارای خصوصیات زیر باشد: الف- سطح زیادی از غشاء در یک حجم کم قرار گیرد. ب- نگهدارنده غشاء باید سبک و در عین حال در مقابل فشار بسیار مقاوم باشد. | - 0110٩6 16 2 - ۳۵| ۷ 5 ۱۸۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵- گرفتگی و کثیفی غشاء باید کم باشد و تمیز نمودن آن به سهولت انجام گیرد. ه- تعویض غشاء هر مدول بسهولت انجام گیرد و در زمان تعویض امکان اختلاط آب خام و آب تصفیه شده وحود نداشته باشد. ۱۵-۵-۲۶ انواع مدول با توجه به خصوصیاتی که در فوق برای هر مدول ذکر گردید. امروزه در مقیاس تجارتی انواع مدولهای مختلف ساخته می‌شود که مهمترین آنها به شرح زیر است: ه مدول هالوفاییر " مدول هالوفایبر شامل اجزای زیر است: - غلاف محافظ - بسته‌های لوفایبر (الیاف توخالی) - لوله مرکزی مشبک - سازه نگهدارنده - نگهدارنده فیبر صفحه متخلخل جمع‌آوری آب تصفیه شده - صفحه انتهایی بارینگ نگهدارنده آب خام از لوله مشبک مرکزی برای تقسیم آب به طور یکنواخت به فیبر توخالی وارد می‌شود. فیبر توخالی که از جنس پلی آمید یا استات سلولز است با قطر خروجی ۲۲ تا ۸۵ میکرون است. قطر داخلی لوله‌های موئین ۴۲ تا ۱۱۰ میکرون است. این بسته فیبری 1 شکل در داخل لوله‌ای که توسط لایه محافظ نگاه داشته می‌شود. قرار دارد. هر دو انتهای هر فیبر در داخل پایه‌ای قرار داده شده است. آب خام به داخل دیواره‌های فیبری که لایه خارجی آن مانند یک غشاء نیمه تراوا عمل می‌کند وارد می‌شود و از داخل لوله‌های مویین و قسمت متخلخل عبور می‌کند و سپس به قسمت جمع کننده وارد می‌شود (شکل ۳-۶) [با100/< 1-1۳0۲ 11010۷۷ - |[ ۱۸۳ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۳-۶ مدول‌ها لوفایبر ٩‏ مدول لوله‌ای این مدول شامل چندین لوله غشاء با قطر تقریبی یک سانتیمتر است. غشاء‌ها ممکن است داخل یا خارج لوله نگاهدارنده قرار داده شوند (شکل ۴-۶) آب تفلیظ شده خروحی شکل ۴-۶ مدول لوله‌ای (مقطع) ۱۸۴ -------- صفحهٔ بعد -------- مدول با غشاء صفحه‌ای این مدولها بدو صورت حلزونی و تحت قابی شکل ساخته می‌شوند. مدولهای حلزونی خود به دو صورت حلزونی با جریان هم مرکز یا خارج از مرکز ساخته می‌شوند. الف - مدول حلزونی * مدول حلزونی با جریان خارج از مر کز" در این نوع مدول بسته غشاء به دور یک لوله مشبک به طور حلزونی با یک لایه جدا کننده پیچیده می‌شود. هر بسته غشاء شامل ۲ غشاء است. بین دو غشاء لایه‌ای از مواد متخلخل قرار داده شده است که آب خام از قسمت جدا کننده وارد شده و به قسمت مقابل تغذیه کننده نفوذ می‌کند و آب تصفیه شده از لایه متخلخل و لوله مشبک خارج می‌شود (شکل ۵-۶). ۹ مدول حلزونی با جریان خارج از مر کز این نوع مدول نیز به صورت حلزونی است که جریان آب خام به شکل خارج از مرکز وارد می‌شود و آب تغلیظ شده در جهت مقابل جهت جریان ورودی خارج می‌شود و آب صاف از لایه متخلخل و لوله مشبک خارج می‌شود (شکل ۶-۶). ب- مدول قابی شکل مشابه فیلترهای صفحه‌ای است (شکل ۷-۶). ۶-۵-۳-۶ تصفیه خانه به روش "اسمز معکوس " حداقل تاسیسات مورد نیاز در تصفیه به روش اسمز معکوس عبارتند از؛ - پمپ فشار فوی - مدول - شیر اطمینان - سیستمهای اندازه‌گیری و کنترل (فشار سنج و جریان سنج) شکل شماره ۸-۶ ساده‌ترین دیاگرام یک تاسیسات تصفیه خانه با روش اسمز معکوس رانشان می‌دهد. این سیستم شامل: یک پمپ فشار قوی. جند دستگاه مدول. دو فشار سنج در ورودی و خروحی مدولهاست که افت [با۲/0۵ ۷/۵۵ |51۳۵ - | ۱۸۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فشار مدول را نشان می‌دهد. دو دستگاه اندازهگیری که هر کدام مقدار آب تصفیه شده و پساب خروحی را نشان می‌دهند و از روی این دو جریان سنج نسبت بین آب تصفیه شده و پساب خروجی تعیین می‌شود. ضمنا هر کدام از جریان سنجها توسط یک شیر کنترل تنظیم می‌گردد. در مواردی که لازم باشد آب تصفیه شده با کیفیت بالایی تولید شود. می‌توان عمل تصفیه را دو مرحله‌ای انجام داد بدین ترتیب که آب تصفیه شده خروجی مرحله اول را ورودی مرحله دوم قرار داده و پساب مرحله دوم را به ورودی مرحله اول برگشت داد. لاب نگاهدارند» متخلخل شکل ۵-۶ مدول حلزونی با جریان محوری ۱۸۶ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۶-۶ مدول حلزونی با جریان آب تصفیه شده خارج از محور ۱۸۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- درا ر آب تصفه شده اب خام ورودی شکل ۸-۶ دیاگرام تاسیسات تصفیه‌خانه به روش اسمزمعکوس (۳.0) ۱۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۷-۵-۳-۶ بهره‌برداری ! عمل سیستم اسمز معکوس جداسازی مواد حل شدنی و حل نشدنی در آب است. مقدار این مواد جدا شدنی بستگی به ویژگیها و شرایط سیستم تصفیه دارد. مقدار موادی که از آب جدا می‌شود مواد حذف شده" و آنچه که در آب باقی می‌ماند مواد عبور کرده " نامیده می‌شود. مقدار مواد حذف شده بستگی به پارامترهای مختلف دارد. جنانجه غلظت آب خام ورودی ملع و غلظت مواد باقی مانده باقی در آب تصفیه شده ص باشد. درصد مواد حذف شده 1 برابر است با: ۳ 0( -1) <اا ۳ اگر غلظت پساب خروجی ,!) فرض شده و ضریب تبدیل ۷ باشد. در این صورت: م1000 0 ۷ -100 مثال: اگر ۷-۰/۷۵ باشد: 4۳ < ب هدف آن است که سعی شود. ضریب ۷ به بیش از ۲۰ تا ۳۰/ برسد که در این صورت تصفیه مقدماتی لازم خواهد بود. مقدار ضریب تبدیل بهینه را می‌توان با آنالیز آب خام تعیین نمود که البته هر چه ۷ بیشتر باشد به تصفیه مقدماتی بهتری نیاز است؛ ولی از طرف دیگر باید مصرف حداقل انرژی برای تولید هر متر مکعب آب ۱-۷-۵-۶ عوامل موثر بر حذف مواد مقدار مواد حذف شده بستگی به پارامترهای مختلف زیر دارد: ۰ فشار: به طور کلی فشار در سیستم اسمز معکوس باید بیش از حدی باشد که در تحت آن فشار, پدیده اسمز معکوس اتفاق می‌افتد. این فشار سبب می‌شود که آب از غشاء عبور نماید. مقّدار جریان آب تصفیه شده با این افزایش فشار زیاد می‌شود. ممدار فشار با توجه به ساختمان مدول و غشاء تعیین می‌شود. | 5 2 - 01 3 - 86 ۱۸۹ -------- صفحهٔ بعد -------- * درجه حرارت: هر چه درجه حرارت آب خام ورودی زیادتر باشد. مقدار آب تصفیه شده نیز بیشتر می‌شود به طوری که تقریباً به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش درجه حرارت ۲/ به حجم تولید آب تصفیه شده اضافه می‌گردد. حداکثر درجه حرارت کار سیستمهای اسمز معکوس در حدود ۴۰۰۲ تعیین شده است. در درجه حرارت بیش از حداکثر تعیین شده نه تنها ازدیاد تولید مشاهده نمی‌شود. بلکه کار در درحه حرارتهای بیش از حد تعیین شده سبب فرسودگی و کوتاه شدن عمر غشاء می‌گردد حد درجه حرارت با توجه به جنس غشاء توسط سازنده تعیین می‌شود ولی به طور معمول این درجه حرارت برای غشاء از مواد مختلف و آب با غلظتهای کمتر از ۱۵ گرم در هر لیتر به شرح جدول زیر است: استات سلولوز پلی امید ۳۵ ۴۰ 5-9 تراوایی غشاء: تراوایی غشاء از جمله فاکتورهایی است که روی تولید و راندمان سیستم اثر قابل توجهی دارد. غشاءهایی که از جنس استات سلولز شناخته می‌شوند و لوله‌ای یا حلزونی شکل و بخصوص نوع جدید آن هالوفایبر نسبت به انواع دیگر دارای تراوایی بیشتری هستند. به طوری که عمر غشاء‌های استات سلولز ۲ تا ۳ سال ولی برای جنس پلی آمید ۵-۳ سال است. ه اثر فاکتورهای دیگر: مواد موجود در آب روی بازده تصفیه اثر می‌گذارد که مهمترین آنها عبارتند از: - اندازه مولکولی. قطر یونها و امکان کریستا لیزه شدن - بارالکتریکی یونها - تمایل موجود بین یونها و آب (مانند پل هیدروژن) - ظرفیت یونها (معمولاً غشاءها یونهای چند ظرفیتی را بهتر از یک ظرفیتی حذف می‌کنند.) - مواد آلی: مواد آلی با توجه به وزن مولکولی. اندازه مولکولی. اندازه ملکول و ساختمان آنها به درجات مختلف توسط غشاء حذف می‌شوند. مثلاً موادی که دارای وزن مولکولی بیشتر هستند. زیادتر از مواد آلی با وزن مولکولی و کمتر حذف می‌شوند. ۱۹۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۷-۵-۶ بازده بازده غشاء‌ها با توجه به شرایط آزمایش استاندارد شده از غلظت. (مثلاً ۱۵۰۰۱۳۵/۱ 31۵21 آب نسبتاً شور و یا ۳۰۰۰۰۵۷/۱ 312601 حدود آب دریا) در درحجه حرارت 2 ۲۵ و فشارهای مختلف اعمال شده که بستگی به نوع مدول دارد. تعیین می‌شود. با توجه به اینکه انواع غشاء را با درجات مختلف تخلخل می‌توان تولید کرد و به لحاظ تاثیر تخلخل غشاء در راندمان آنها نشان می‌دهد : ۹۴-۷ ۹۹/۷ ۹۴/۵ ۸-۵-۳-۶ تصفیه مقدماتی به طور کلی در تصفیه آب به روش اسمز معکوس تصفیه مقدماتی در انواع غشاءهای موجود در بازار به لحاظ بالا بردن بازده و همجنین از نظر اقتصادی ضروری است. در تصفیه مقدماتی نوع غشاء سیستم مدول. مشخصات آب خام. کیفیت آب تصفیه شده و کیفیت غلظت در نظر گرفته می‌شود. ۱-۸-۵-۶ هدف از تصفیه مقدماتی در تصفیه مقدماتی به موارد زیر باید توجه شود: - رقم []0 طبق دستور سازنده و با توجه به مقاومت غشاء تنظیم شود. - آب خام بلحاظ آلودگی به مواد معلق مجاز کنترل شود. - اصلاح درجه حرارت - محافظت در مقابل رسوباتی که در اثر رسیدن غلظت به حداکثر اشباع مانند یونهای کلسیم و منیزیم و اسید سیلیسیک. باریم و استرانسیم باید مورد توجه قرار گیرد. - محافظت در مقابل مواد آلی - محافظت از آلودگی میکرو ارگانیزمها - محافظت غشاء در مقابل مواد اکسید کننده ۱۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۸-۵-۶ دستورالعمل تصفیه مقدماتی با عملیات زیر می‌توان از خراب شدن سریع غشاء‌ها جلوگیری کرد: -‏ حذف مواد معلق با کمک فیلترهای دانه‌ریز و در صورت لزوم فیلترهای چند لایه‌ای و یا میکرو فیلتراسیون و حتی صافیهای بسیار ریز در صورت لزوم اجرای مقدماتی عمل انعفاد و لخته‌بندی و ته‌نشینی به منظور حذف مواد کلوئیدی که خود سبب گرفتگی غشاء در مدول می‌ گردد. - حذف سختی آب به کمک سیستمهای نرم کننده مناسب - تثبیت سختی با افزودن موادی مانند فسفات و غیره -‏ حذف کربناتها با افزودن اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک برای مثال با توجه به غشاءهای موجود در بازار (پلی آمید و استات سلولز) کیفیت آب ورودی به اسمز معکوس باید طبق جدول زیر باشد: ۳/۵ ۹-۵-۳-۶ موارد کاربرد اسمز معکوس برای تصفیه آب ۱-۹-۵-۳-۶ تصفیه آب برای شرب دستگاه اسمز معکوس کلیه نمکهای موحود در آب ورودی به دستگاه و همجنین سختی و حتی سولفات‌ها. نیتراتها. کلوئیدها و باکتریها را حذف می‌کند. به همین دلیل برای اینکه آب خروجی از دستگاه اسمز معکوس قابل شرب باشد. اصلاح ثانوی املاح آن ضروری است و از این رو با افزودن مواد شیمیایی باید کیفیت آب به لحاظ خورندگی (رقم ار اهک. کربنات و گاز کربنیک تعادل) و مطبوعیت اصلاح شود. |- 17۱۳۵ ۱۹۲