روش های حذف کدورت آب

منظور از کدورت آب، کدورت ناشی از ذرات معلق فیزیکی مانند شن، ماسه، گل و لای، لجن و موارد مشابه است. لازم به ذکر است که بعضی از مواد آلی و مواد محلول داخل آب نیز ممکن است باعث تغییر رنگ آب شوند که ما فعلاً در مورد انها صحبتی نمی‌کنیم. منظور ما در این بحث، کدورت ناشی از ذرات معلق فیزیکی است.

نکته بعدی این است که ما در مورد روش‌هایی صحبت می‌کنیم که در سیستم‌های تصفیه آب کوچک مانند مصارف خانگی، نیمه صنعتی و سیستم‌های صنعتی با حجم کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند. طبعاً دستگاه‌های بزرگ مانند آب شیرین‌ کن ها و تصفیه خانه ها ممکن است از روش‌های دیگری هم برای حذف کدورت آب استفاده کنند.

کدورت آب با واحد NTU اندازه‌گیری و بیان می‌شود. هر چقدر کدورت آب بیشتر باشد، عدد کدورت با واحد NTU بزرگتر خواهد بود. هدف از کاهش کدورت، رساندن آن به کمتر از  1 NTU است.

آب با کدورت بالا باعث ایجاد مشکلات قابل توجهی از جمله موارد زیر می شود:

- افزایش احتمال وجود آلودگی میکروبی در آب

- ظاهر ناخوشایند برای استفاده

- ته نشینی گل و لای و ذرات در کف مخازن ذخیره و لوله‌های انتقال آب

- عدم امکان تصفیه آب با کدورت بالا در مراحل بعدی: آب با کدورت بالا رو نمی‌توان با اشعه یووی و یا با کلر زنی به درستی ضدعفونی کرد. همچنین آب دارای ذرات معلق، باعث ایجاد مشکلاتی در سایر دستگاه ها مانند سختی ‌گیر رزینی، دستگاه‌های RO، فیلترهای کربنی و موارد مشابه می شود.

بنابراین همیشه در یک سیستم تصفیه آب، اولین کار باید کاهش کدورت آب و رساندن آن به زیر 1 NTU باشد.

در ادامه به روش های مختلف کاهش کدورت آّب اشاره می شود:

فیلتر کارتریجی

اولین، در دسترس‌ترین و آسان‌ترین روشی که می توان برای حذف کدورت آب استفاده کرد، استفاده فیلترهای کارتریجی است. فیلترهای کارتریجی، داخل یک محفظه فیلتر به نام هوزینگ قرار میگیرند. آب از یک سمت هوزینگ وارد شده، از روی سطح فیلتر عبور نموده و ضمن عبور، ذرات معلق در داخل بدنه فیلتر آز آب جدا شده و آب تمیز و شفاف از مرکز فیلتر به سمت خروجی هوزینگ برای استفاده هدایت میشود.

این فیلترهای کارتریجی حذف کدورت آب انواع مختلفی دارند که از آن جمله می توان به فیلتر نخ تابیده، فیلترهای پلی پروپیلن (PP) و یا فیلترهای آکاردئونی (Pleated) اشاره کرد. فیلترهای نخ تابیده نسل قدیمی این فیلترها هستند که عملکرد خیلی مناسبی نداشته و خیلی کمتر از آنها استفاده می شود. فیلترهای Pleated عملکرد خیلی خوبی دارند. سطح مقطع زیادی دارند و به همین دلیل از طول عمر بیشتری برخوردارند. اما هزینه تأمین آنها بالاست. با توجه به این موارد، فیلتر های پلی پروپیلن (PP) بیشترین استفاده را در بین فیلترهای کارتریجی برای حذف کدورت آب دارند.

هوزینگ هایی که این فیلترها داخل آنها قرار می گیرند نیز انواع مختلفی دارند. هوزینگ های تک المانه برای دبی های کم و هوزینگ های چند المانه که چند فیلتر در کنار هم داخل آنها قرار می گیرند، برای دبی های بالاتر مورد استفاده قرار می گیرند.

فیلترهای کارتریجی از نظراندازه سایزهای مختلفی دارند. از نظر ارتفاع معمولاً مدل های ۱۰ اینچ (25 سانتیمتر)، ۲۰ اینچ (50 سانتیمتر)، ۳۰ اینچ (75 سانتیمتر) و ۴۰ اینچ (100 سانتیمتر) مورد استفاده قرار می گیرند. فیلترهای با ارتفاع ۳۰ و ۴۰ اینچ بیشتر استفاده‌های صنعتی دارند. در حالیکه در مصارف کوچک خانگی و نیمه صنعتی سایزهای ۱۰ اینچ و ۲۰ اینچ بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

 از نظر قطر، فیلترهای الیافی 10 و 20 اینچ، دو مدل دارند. فیلترهای "اسلیم" با قطر دو و نیم اینچ که حدوداً 6.5 سانتیمتر و فیلترهای "جامبو" که قطر چهار و نیم اینچ که حدوداً 6.5 سانتیمتر هستند.

نکته دیگر در مورد فیلترهای الیافی در مورد "دقت فیلتراسیون" آنهاست. دقت حذف ذرات در فیلترهای الیافی با واحدی به نام "میکرون" بیان می شود. هر میکرون معادل 0.001 میلیمتر است. یعنی یک فیلتر الیافی 5 میکرون، درصد بالایی از ذرات بالای ۵ میکرون را از آب جدا می کند. برای درک بیشتر درنظر داشته باشید که به عنوان مثال ضخامت موی بدن انسان حدود ۷۰ تا ۸۰ میکرون است. البته دقت حذف ذرات بر حسب میکرون در فیلترهای الیافی، در دو نوع Nominal و Absolute هم وجوددارد که فعلاً در محدوده بحث ما نیست.

در فیلترهای الیافی پلی پروپیلن (PP) دانسیته مواد فیلتر از بیرون به داخل بیشتر می شود. یعنی سطح بیرونی فیلتر نرم‌ تر و داخل آن به سمت هسته فیلتر، سفت تر و متراکم تر میشود. این ساختار به این دلیل است که ذرات معلق بتوانند داخل فیلتر نفوذ کرده و فیلتراسیون تا عمق فیلتر ادامه داشته باشد و تمام فضای داخل فیلتر مورد استفاده قرار گیرد.

فیلترهای الیافی خیلی ساده و ارزان قیمت بوده و شفافیت خیلی خوبی در آب ایجاد می کنند. اما مشکلی که وجود دارد، غیر قابل شستشو بودن این فیلترهاست. فیلترهای الیافی بعد از کثیف شدن می بایست با فیلتر جدید جایگزین شوند. به همین دلیل، اگر کدورت آب بالا بوده و شما فقط از این فیلتر استفاده کنید، دائماً مجبور خواهید بود که کارتریج فیلتر را تعویض کرده و به تبع آن، هزینه نگهداری افزایش پیدا می‌کند. لذا بهتر است در آب با کدورت و دارای ذرات معلق زیاد، از یک فیلتر قابل شستشو یا بک واش قبل از فیلتر الیافی استفاده شود تا طول عمر فیلتر افزایش پیدا کند.

فیلتر پیش تصفیه جامبو

فیلتر پیش تصفیه جامبو دارای فیلتر پلی پروپیلن حذف ذرات معلق بالای 5 میکرون، شن و ماسه و گل و لای

مشاهده مشخصات

فیلتر توری و فیلتر دیسکی

اگر آب مورد نظر برای تصفیه، دارای شن و ماسه، سنگریزه و ذرات درشت باشد، توصیه می شود قبل از کارتریج فیلتر الیافی، از یک فیلتر توری یا فیلتر دیسکی استفاده کنید. فیلترهای توری و دیسکی بسته به استاندارد سازنده معمولاً میتوانند ذرات بالای ۵۰ میکرون را از آب حذف کنند.

مزیت اصلی این فیلترها این است که می توانند ذرات معلق درشت را بخوبی از آب جدا کرده و در عین حال، قابل شستشو و استفاده مجدد هستند.

فیلترهای دیسکی بعد از مدتی نیاز به شستشو دارند. انواع مختلفی از فیلتر دیسکی وجود دارد که شستشوی دیسک آنها بصورت دستی، نیمه اتوماتیک و کاملاً اتوماتیک قابل انجام است. در حالت شستشوی دستی، درب فیلتر باز شده، دیسک ‌های داخل آن خارج و با کمی آزاد کردن دیسک‌ها، آن را شستشو داده و با قرار دادن مجدد آنها داخل فیلتر، از ان استفاده کنید.

بنابراین، اگر آب دارای شن و ماسه باشد، بهترین راه استفاده از یک فیلتر دیسکی یا توری و بعدش یک فیلترالیافی است . با این روش، آب کاملا شفاف خواهد شد.

البته فیلترهای دیسکی وتوری برای گرفتن چربی، گل و لای و جلبک مناسب نیستند. اگر آب دارای گل و لای زیاد باشد، بهترین راه استفاده از فیلترهای قابل بک واش است.

فیلتر قابل بک واش (فیلتر شنی و فیلتر مولتی مدیا)

این فیلترها ساختار ساده‌ای دارند. این فیلترها از یک مخزن، لوله و نازل داخلی، یک شیر کنترلی و مواد فیلتراسیون داخل آن تشکیل شده اند. آب از یک سمت شیر وارد شده، از مواد فیلتراسیون داخل مخزن عبور کرده، گل و لای و ذرات معلق داخل آب در داخل بستر مواد فیلتراسیون از آب جدا شده و در نهایت، آب تمیز از لوله و نازل مرکزی مخزن به سمت بالا هدایت و از سمت دیگه شیر خارج می شود.

بعد از مدتی استفاده، این بستر مواد فیلتراسیون کثیف شده و به تبع آن فشار آب خروجی فیلتر افت می کند. در این موقع لازمست تا فیلتر اصطلاحاً "بک واش" (Backwash) شود. در فرآیند بک واش جهت جریان آب عوض شده و این بار آب از لوله وسط به سمت پایین حرکت کرده و از پایین بستر مواد وارد شده، آن را منبسط کرده و کثیفی های داخل بستر مواد را از پورت فاضلاب شیر به سمت خارج و کفشور فاضلاب هدایت می‌کند. بعد از انجام بک واش، مجدداً فیلتر آماده استفاده و قرار گرفتن در مدار خواهد شد.

شیرهای روی این فیلترها هم می تواند به صورت دستی عمل کرده و توسط اپراتور انجام شود و هم به صورت کاملاً اتوماتیک. برنامه ریزی در شیرهای اتوماتیک فیلتر، به نحوی است که فیلتر هر چند روز یکبار و طبق برنامه، بدون نیاز به اپراتور بک واش می شود.

نکته مهم دیگر در مورد این فیلترها، نوع موادی است که داخل آنها ریخته می شود. قدیمی ترین و ارزان ترین ماده‌ای که در این فیلترها استفاده می شود، سیلیس با پایه سنگ معدن است. امروزه پیشرفت‌های زیادی در زمینه بهبود این مواد فیلتراسیون در دنیا انجام شده و فناوری های جدیدی توصیه می شود. به عنوان مثال، اگر به جای سیلیس معمولی از سیلیس شیشه ای (Glass Media) استفاده شود، هم عملکرد فیلتر افزایش پیدا می‌کند، هم افت فشار کمتر خواهد شد، هم فاصله زمانی بین بک واش ها بیشتر میشود و هم طول عمر بیشتری دارد.

اگر بجای فیلتر شنی ساده از فیلترهای مولتی مدیا یعنی از سیلیس یا سیلیس شیشه‌ای در لایه پایین و آنتراسیت در لایه بالا استفاده شود، جذب و کیفیت فیلتراسیون افزایش چشمگیری می یابد. مزایای استفاده از فیلترهای مولتی مدیا در یک ویدیو جداگانه به صورت مفصل توضیح داده شده که می توانید برای اطلاعات بیشتر به آن رجوع کنید.

استفاده از فیلترهای شنی یا مولتی مدیا برای حذف گل و لای از آب، بسیار گزینه مطلوبی است. این فیلترها معمولاً ذرات با اندازه حدودی بیشتر از ۱۰ تا ۲۵ میکرون را از آب جدا کرده و برای آبی که گل و لای و کدورت بالایی دارد، نصب آن قبل از فیلتر کارتریجی نتیجه کاملاً خوبی خواهد داشت.

علیرغم هزینه بالاتر استفاده از فیلتر شنی یا مولتی مدیا، صرفه جویی در تعویض فیلتر کارتریجی در طول زمان کاملاً از نظر اقتصادی آن را توجیه می کند.

جمعبندی

- اگر از آب چاه یا حتی آب شهری استفاده می‌کنید، به دلیل اینکه در طول مسیر انتقال آب ممکن است زنگ آهن و یا موارد دیگر وارد آب شده باشند، پیش لز استفاده حداقل از یک فیلتر کارتریجی برای شفاف کردن آب حتماً استفاده کنید.

- در صورتی که کدورت آب بالا باشد، سعی کنید که سیستم تصفیه را چند مرحله‌ای کنید تا تمام حجم آلودگی ها روی فیلتر کارتریج نیفتد.

- اگر آب شن و ماسه دارد، قبل از فیلتر کارتریجی می‌توانید از فیلتر دیسکی یا توری استفاده کنید.

- اگر آب گل آلود بوده و کلاً مواد ایجاد کننده کدورت آب مانند گل و لای و یا اکسید فلزات بالاست، بهتر است از ترکیب یک فیلتر شنی یا مولتی مدیا و بعد از آن فیلتر کارتریجی استفاده شود.

- بهترین روش برای تشخیص زمان تعویض کارتریج فیلتر یا زمان بک واش فیلتر شنی یا مولتی مدیا، اندازه گیری فشار ورودی و خروجی فیلترهاست. روش اصولی این است که قبل و بعد از این فیلترها یک گیج فشار روی خط نصب شود تا فشار ورودی و خروجی فیلترها مشخص باشد. زمانی که این فیلترها دچار گرفتگی شوند، فشار آب خروجی افت پیدا میکند. اگر اختلاف فشار بین دو گیج به 7-10 psi رسید، زمان تعویض کارتریج فیلتر یا زمان بک واش فیلتر است.

- در سیستم‌های بزرگ، تصفیه خانه‌ها و آب شیرین‌کن‌های صنعتی، روش‌های دیگری مثل استفاده از بگ فیلترها، تزریق مواد منعقد کننده یا ممبران های UF هم برای حذف کدورت استفاده می شوند که در سیستم های کوچک کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. این سیستم ها در محدوده بحث ما نیست.