دستگاهها و تجهیزات تصفیه آب انواع مختلفی دارند، اما بیشتر تجهیزاتی که در سیستمهای متداول تصفیه آب استفاده میشوند، یکی از چهار فرآیند اصلی را انجام میدهند: حذف ذرات معلق و کاهش کدورت، حذف املاح محلول، ضدعفونی آب و حذف کلر، بو و برخی مواد آلی.
شناخت وظیفه هر یک از این تجهیزات اهمیت زیادی دارد؛ اما موضوع مهم دیگری که در طراحی سیستم تصفیه آب باید به آن توجه شود، ترتیب قرارگیری تجهیزات است. اگر تجهیزات مناسب انتخاب شوند اما ترتیب نصب آنها صحیح نباشد، ممکن است عملکرد بعضی از مراحل تصفیه کاهش پیدا کند، عمر تجهیزات کم شود یا هزینه نگهداری سیستم افزایش یابد.
در این مقاله، قواعد کلی مربوط به ترتیب قرارگیری تجهیزات متداول تصفیه آب را بررسی میکنیم. البته باید توجه داشت که هر پروژه شرایط خاص خود را دارد و طراحی نهایی سیستم باید با توجه به کیفیت آب ورودی، آنالیز آب، دبی مورد نیاز، نوع تجهیزات و محدودیتهای اجرایی انجام شود.
پیش از بررسی ترتیب تجهیزات، بهتر است دستگاههای متداول تصفیه آب را بر اساس کاری که انجام میدهند، بهصورت کلی دستهبندی کنیم.
۱. حذف ذرات معلق و کاهش کدورت آب
یکی از اولین اهداف تصفیه آب، حذف ذرات معلقی مانند شن، ماسه، گلولای و سایر مواد جامدی است که باعث کدورت آب میشوند.
برای این منظور، بسته به مقدار و نوع ذرات موجود در آب، میتوان از تجهیزاتی مانند موارد زیر استفاده کرد:
برخی از این تجهیزات، مانند فیلترهای شنی و مولتیمدیا، قابلیت بکواش دارند و برای آبهایی با بار ذرات معلق بالاتر مناسبتر هستند.
۲. حذف املاح محلول از آب
دسته دوم تجهیزاتی هستند که برای کاهش یا حذف برخی املاح محلول در آب استفاده میشوند.
بهعنوان مثال:
نوع سیستم مورد نیاز در این بخش کاملاً به آنالیز آب و کیفیت مورد انتظار از آب خروجی بستگی دارد.
۳. ضدعفونی آب
بعضی از تجهیزات با هدف کنترل یا غیرفعالسازی میکروارگانیسمها و ضدعفونی آب مورد استفاده قرار میگیرند.
از متداولترین روشهای ضدعفونی آب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
هر یک از این روشها ویژگیها، محدودیتها و الزامات اجرایی خاص خود را دارند.
۴. حذف کلر، بو و برخی مواد آلی
برای حذف کلر آزاد، بهبود بو و طعم آب و جذب برخی ترکیبات آلی، معمولاً از فیلتر کربن فعال استفاده میشود.
کربن فعال به دلیل سطح ویژه و قابلیت جذب سطحی بالا، در بسیاری از سیستمهای تصفیه آب بهعنوان یکی از مراحل اصلی پیشتصفیه مورد استفاده قرار میگیرد.
این چهار دسته، بخش عمده تجهیزات متداول در سیستمهای تصفیه آب را شامل میشوند. تجهیزات و فرآیندهای تخصصی دیگری نیز وجود دارند که انتخاب آنها به نوع کاربرد و کیفیت آب بستگی دارد.
اما نکته مهم این است که وقتی چند دستگاه تصفیه آب در یک سیستم قرار دارند، ترتیب قرارگیری آنها بسیار مهم است تا هم تداخل کاری بین آنها وجود نداشته و هم عملکرد مناسب و بهینه ای داشته باشند.
کیفیت آب ورودی، میزان کدورت، سختی، آهن و منگنز، وجود آلودگی میکروبی، TDS، دبی مصرف، نوع منبع آب، تجهیزات انتخابشده و حتی فضای موجود برای جانمایی تجهیزات میتوانند روی طراحی سیستم تأثیر بگذارند.
با این حال، قواعد عمومی مشخصی وجود دارد که در بسیاری از سیستمهای متداول تصفیه آب قابل استفاده است. در ادامه این قواعد را مرحلهبهمرحله بررسی میکنیم.
در بسیاری از سیستمهای تصفیه آب، اولین کار، کاهش کدورت و حذف ذرات معلق است.
شن، ماسه، گلولای و سایر ذرات موجود در آب بهتر است قبل از ورود آب به تجهیزات حساستر حذف شوند. این کار علاوه بر بهبود ظاهر و کیفیت فیزیکی آب، از ورود مقدار زیادی آلودگی فیزیکی به تجهیزات پاییندست جلوگیری میکند.
یکی از سادهترین تجهیزات برای این کار، فیلتر الیافی است. فیلترهای الیافی با دقت ۵ میکرون در بسیاری از کاربردها بهعنوان مرحله نهایی حذف ذرات معلق مورد استفاده قرار میگیرند.
اگر مقدار ذرات و کدورت آب بیشتر باشد، بهتر است بار اصلی ذرات قبل از رسیدن به فیلتر الیافی توسط تجهیزاتی مانند فیلتر دیسکی، فیلتر شنی یا فیلتر مولتیمدیا کاهش یابد. این کار علاوه بر افزایش ظرفیت سیستم، میتواند باعث افزایش عمر فیلتر کارتریجی و کاهش دفعات تعویض آن شود.
بنابراین بهعنوان یک قاعده کلی، حذف ذرات معلق یکی از اولین مراحل در چیدمان سیستم تصفیه آب است.
در بسیاری از سیستمهایی که از آب چاه استفاده میکنند، ابتدا آب وارد یک مخزن ذخیره شده و سپس توسط پمپ برای مصرف یا ادامه فرآیند تصفیه ارسال میشود.
در چنین شرایطی بهتر است تا حد امکان از ورود شن، ماسه و ذرات درشت به مخزن جلوگیری شود. برای این منظور میتوان قبل از مخزن از فیلتر دیسکی و، بسته به شرایط سیستم، یک مرحله فیلتراسیون مناسب استفاده کرد.
هدف این است که مقدار ذرات واردشده به مخزن کاهش پیدا کند تا رسوب گلولای در کف مخزن کمتر شود و تجهیزات پاییندست نیز با آب تمیزتری کار کنند.
موضوع زمانی مهمتر میشود که در مخزن ذخیره آب فرآیندهایی مانند کلرزنی، ازنزنی یا هوادهی انجام شود.
آب چاه ممکن است حاوی آهن، منگنز یا سایر ترکیبات محلول قابل اکسیدشدن باشد. در صورت انجام فرآیند اکسیداسیون، بخشی از این ترکیبات میتوانند از حالت محلول به شکل ذرات نامحلول تبدیل شوند و در نتیجه، کدورت آب بعد از مخزن افزایش پیدا کند.
در این شرایط، حتی اگر آب قبل از ورود به مخزن فیلتر شده باشد، ممکن است پس از مخزن نیز به مرحله دیگری از فیلتراسیون نیاز داشته باشیم.
بسته به کیفیت آب و فرآیند انتخابشده، میتوان بعد از مخزن از تجهیزاتی مانند موارد زیر استفاده کرد:
وظیفه این مرحله، حذف ذرات و رسوباتی است که طی فرآیند اکسیداسیون در مخزن تشکیل شدهاند.
اگر برای ضدعفونی یا اکسیداسیون آب از کلر استفاده شده باشد، ممکن است لازم باشد کلر باقیمانده پیش از برخی مراحل بعدی تصفیه کاهش یابد.
یکی از متداولترین روشها برای این کار استفاده از فیلتر کربن فعال است.
به همین دلیل، در سیستمی که بعد از مخزن یک فیلتر شنی، مولتیمدیا یا فیلتر حذف آهن وجود دارد، معمولاً فیلتر کربن فعال بعد از مرحله فیلتراسیون قرار میگیرد.
این ترتیب یک مزیت مهم دارد: ابتدا ذرات معلق توسط فیلتر شنی یا مولتیمدیا جدا میشوند و سپس آب با بار ذرات کمتر وارد بستر کربن فعال میشود. در نتیجه، بستر کربن عمدتاً برای فرآیند جذب مورد استفاده قرار میگیرد و بار ذرات معلق کمتری به آن وارد میشود.
در صورت وجود کلر آزاد، کاهش آن قبل از برخی تجهیزات پاییندست اهمیت ویژهای دارد. برای مثال، کلر آزاد میتواند در طول زمان به رزینهای تبادل یونی آسیب برساند و در سیستمهای RO دارای ممبران پلیآمیدی نیز باید کلر آزاد پیش از ورود آب به ممبران به مقدار قابل قبول کاهش یابد.
بنابراین یک چیدمان متداول میتواند به شکل زیر باشد:
مخزن ذخیره ← فیلتر شنی/مولتیمدیا/حذف آهن ← فیلتر کربن فعال
البته وجود یا عدم وجود هر کدام از این تجهیزات باید بر اساس آنالیز آب و فرآیند مورد نیاز مشخص شود.
چرا بعد از فیلتر شنی و کربنی دوباره فیلتر الیافی قرار میدهیم؟
در سیستمهایی که از فیلتر شنی، مولتیمدیا یا فیلتر کربن فعال استفاده میشود، بهتر است قبل از ورود آب به تجهیزات حساس پاییندست یک مرحله فیلتراسیون کارتریجی نیز در نظر گرفته شود.
این فیلتر میتواند ذرات ریزی را که از مراحل قبلی عبور کردهاند، حذف کند. همچنین در سیستم دارای فیلتر کربن فعال، ممکن است مقدار کمی ذرات کربن از بستر خارج شوند که فیلتر کارتریجی پاییندست میتواند مانع ورود آنها به تجهیزات بعدی شود.
بنابراین در بسیاری از سیستمها ترتیب زیر منطقی است:
فیلتر شنی یا مولتیمدیا ← فیلتر کربن فعال ← فیلتر الیافی ۵ میکرون
با این چیدمان، آب با کیفیت فیزیکی مناسبتری وارد مراحل حساستر تصفیه میشود.
سیستمهای حذف آهن و منگنز میتوانند طراحیهای متفاوتی داشته باشند و نوع بستر مورد استفاده نیز به کیفیت آب و فرآیند انتخابی بستگی دارد.
در سیستمهایی که آهن یا منگنز ابتدا با کلر، ازن، هوا یا روش دیگری اکسید میشود و سپس قرار است محصولات اکسیدشده توسط فیلتراسیون حذف شوند، مرحله حذف این ذرات معمولاً پس از اکسیداسیون قرار میگیرد.
در یک سیستم دارای مخزن ذخیره، میتوان بر اساس طراحی سیستم، فیلتر حذف آهن یا فیلتر مولتیمدیای مناسب را بعد از مخزن قرار داد.
اگر در فرآیند از کلر استفاده شده باشد و نیاز به حذف کلر باقیمانده وجود داشته باشد، فیلتر کربن فعال میتواند در مرحله بعدی قرار گیرد و پس از آن نیز یک فیلتر الیافی برای کنترل ذرات ریز در نظر گرفته شود.
سختیگیر رزینی بهتر است با آبی تغذیه شود که مقدار ذرات معلق آن تا حد قابل قبول کاهش یافته باشد.
ورود ذرات معلق میتواند عملکرد شیر کنترلی و بستر رزین را مختل کند و باعث افزایش نیاز به سرویس و نگهداری شود. به همین دلیل، وجود پیشتصفیه مناسب پیش از سختیگیر اهمیت دارد.
اگر سیستم دارای فیلتر شنی یا مولتیمدیا و فیلتر کربن فعال باشد، ابتدا این مراحل انجام شده و سپس یک فیلتر الیافی مناسب پیش از سختیگیر قرار میگیرد.
در سیستمهای سادهتر نیز حداقل باید کیفیت آب ورودی سختیگیر از نظر ذرات معلق کنترل شود.
موضوع مهم دیگر کلر آزاد است. کلر یک اکسیدکننده است و تماس طولانیمدت آن با بسیاری از رزینهای تبادل یونی میتواند موجب تخریب رزین و کاهش ظرفیت آن شود. بنابراین اگر غلظت کلر آب ورودی قابل توجه باشد، باید پیش از سختیگیر برای کنترل آن تمهید مناسبی در نظر گرفته شود. شرکت DuPont نیز در راهنمای رزینهای تبادل یونی خود به اثر تخریبی کلر بهعنوان یک اکسیدکننده بر رزین اشاره میکند.
یک ترتیب متداول میتواند به شکل زیر باشد:
فیلتر شنی/مولتیمدیا ← فیلتر کربن فعال ← فیلتر الیافی ← سختیگیر رزینی
البته بسته به آنالیز آب، همه این مراحل الزاماً در هر پروژه وجود ندارند.
یکی از اصول مهم در جانمایی دستگاه UV این است که این تجهیز تا حد امکان نزدیک به نقطه مصرف و در مراحل انتهایی تصفیه قرار گیرد.
UV برخلاف کلر، ماده ضدعفونیکننده باقیماندهای را وارد شبکه آب نمیکند. بنابراین اگر آب پس از عبور از UV دوباره در یک مخزن ذخیره شود یا در مسیری قرار گیرد که احتمال ورود آلودگی ثانویه وجود داشته باشد، UV نمیتواند از آلودگی ایجادشده بعد از دستگاه جلوگیری کند.
به همین دلیل، بهتر است ابتدا فرآیندهای اصلی تصفیه انجام شوند و سپس دستگاه UV در قسمت انتهایی سیستم قرار گیرد.
این ترتیب از نظر کیفیت آب ورودی UV نیز مزیت دارد. هرچه آب شفافتر باشد و عوامل ایجادکننده رسوب و کاهش عبور UV بهتر کنترل شده باشند، شرایط عملکرد دستگاه مناسبتر خواهد بود.
کدورت، آهن، منگنز و سختی میتوانند بر عملکرد دستگاه UV یا تشکیل رسوب روی غلاف کوارتز تأثیر بگذارند. برای نمونه، VIQUA برای شرایط مطلوب ورودی بسیاری از سیستمهای UV خود مقادیری مانند کدورت کمتر از 1 NTU، آهن کمتر از 0.3 mg/L، منگنز کمتر از 0.05 mg/L و سختی کمتر از حدود 120 mg/L را ذکر میکند. این مقادیر باید بهعنوان الزامات وابسته به دستگاه و دستورالعمل سازنده بررسی شوند، نه یک استاندارد ثابت برای تمام UVها.
بنابراین استفاده از فیلتر ۵ میکرون پیش از UV میتواند بخشی از پیشتصفیه باشد، اما کافی بودن آن به کیفیت واقعی آب بستگی دارد.
یک ترتیب متداول در چنین سیستمی میتواند به شکل زیر باشد:
سختیگیر رزینی ← فیلتراسیون نهایی در صورت نیاز ← UV ← مصرف
اگر پس از انجام مراحل تصفیه، هدف تولید آب با TDS پایینتر، بهویژه برای آشامیدن، باشد میتوان از سیستم اسمز معکوس (RO) استفاده کرد.
برای مصارف خانگی، یکی از روشهای متداول استفاده از دستگاه تصفیه آب RO زیرسینکی است. در این حالت آب تصفیهشده عمومی وارد ساختمان میشود و در محل مصرف، دستگاه RO آب مورد نیاز برای آشامیدن را تولید میکند.
این روش در بسیاری از کاربردهای مسکونی میتواند سادهتر از تولید تمام آب مصرفی ساختمان توسط یک سیستم RO مرکزی باشد.
اگر به هر دلیل از یک دستگاه RO مرکزی استفاده شود، RO باید پس از پیشتصفیه مناسب قرار گیرد. کیفیت آب ورودی به ممبران، بهخصوص از نظر کلر آزاد، کدورت، مواد رسوبگذار و سایر پارامترهای طراحی، اهمیت بسیار زیادی دارد. برای ممبرانهای پلیآمیدی FilmTec، DuPont حذف کلر آزاد باقیمانده در مرحله پیشتصفیه را توصیه میکند.
آب تولیدی RO در سیستمهای مرکزی معمولاً در یک مخزن محصول ذخیره شده و سپس با استفاده از سیستم پمپاژ مناسب برای مصرف ارسال میشود.
اگر آب پس از RO وارد مخزن ذخیره ثانویه شود، باید احتمال آلودگی ثانویه در مخزن و شبکه بعد از آن نیز در نظر گرفته شود. در پروژههایی که کنترل میکروبی آب اهمیت دارد، ممکن است لازم باشد پس از مخزن محصول، یک مرحله ضدعفونی نهایی مانند UV نیز در نظر گرفته شود.
بنابراین یک آرایش احتمالی میتواند به صورت زیر باشد:
پیشتصفیه ← RO مرکزی ← مخزن آب تصفیهشده ← پمپ توزیع ← UV در صورت نیاز ← مصرف
نوع دقیق این چیدمان باید بر اساس شرایط همان پروژه تعیین شود.
با کنار هم قرار دادن قواعد مطرحشده میتوان یک نمونه کلی از ترتیب تجهیزات را ترسیم کرد. این چیدمان یک طراحی قطعی برای تمام پروژهها نیست، بلکه نمونهای برای درک منطق قرارگیری تجهیزات است.
در دیاگرام، آب از سمت چپ وارد سیستم میشود.
در مرحله اول، فیلتر دیسکی شماره ۱ و سپس مرحله فیلتراسیون اولیه برای کاهش ذرات معلق قبل از ورود آب به مخزن در نظر گرفته شده است.
اگر در مخزن از فرآیندهایی مانند کلرزنی، ازنزنی، هوادهی یا سایر روشهای اکسیداسیون استفاده شود، ممکن است آهن و منگنز محلول یا سایر ترکیبات قابل اکسیدشدن به ذرات نامحلول تبدیل شوند.
به همین دلیل، بعد از مخزن مرحله دیگری از فیلتراسیون در نظر گرفته میشود.
فیلتر شماره ۵ میتواند، بسته به فرآیند و کیفیت آب، فیلتر شنی، فیلتر مولتیمدیا یا فیلتر حذف آهن باشد.
پس از آن، فیلتر شماره ۶ فیلتر کربن فعال است که میتواند برای کاهش کلر باقیمانده، بو و برخی ترکیبات قابل جذب مورد استفاده قرار گیرد.
بعد از فیلترهای بستری، فیلتر شماره ۷ یک فیلتر الیافی است که وظیفه کنترل ذرات ریز احتمالی خروجی از مراحل قبلی را بر عهده دارد.
سپس سختیگیر رزینی شماره ۸ قرار گرفته است. با این ترتیب، آب با مقدار کمتری از ذرات معلق و در صورت طراحی مناسب، کلر آزاد کنترلشده وارد سختیگیر میشود.
پس از مراحل اصلی تصفیه، دستگاه UV در بخش انتهایی سیستم قرار میگیرد تا آب پیش از ورود به مسیر مصرف ضدعفونی شود.
پس از این مرحله، دو سناریو قابل تصور است.
در حالت اول، آب برای مصارف عمومی ساختمان ارسال شده و برای تأمین آب آشامیدنی میتوان در محل مصرف از یک دستگاه RO زیرسینکی استفاده کرد.
در حالت دوم، در صورت نیاز به تصفیه کل جریان توسط سیستم اسمز معکوس، یک RO مرکزی در نظر گرفته میشود. آب تولیدی RO وارد مخزن ثانویه شماره ۱۱ شده و از آنجا توسط پمپ برای مصرف ارسال میشود. در صورت وجود ریسک آلودگی ثانویه، ضدعفونی نهایی بعد از این مخزن نیز باید در طراحی بررسی شود.
یک ترتیب ثابت برای همه پروژهها وجود ندارد
نکتهای که در تمام مراحل طراحی سیستم تصفیه آب باید در نظر داشت این است که هیچ دیاگرام ثابتی را نمیتوان بدون بررسی شرایط پروژه برای تمام آبها استفاده کرد.
برای مثال، ممکن است یک پروژه اصلاً به سختیگیر احتیاج نداشته باشد، در حالی که در پروژهای دیگر حذف سختی یکی از مهمترین مراحل پیشتصفیه باشد. ممکن است آب یک چاه آهن و منگنز بالایی داشته باشد و به فرآیند اکسیداسیون و فیلتراسیون اختصاصی نیاز پیدا کند، در حالی که آب منبع دیگری فاقد این مشکل باشد.
همچنین نوع دستگاهها، ظرفیت آنها، دبی لحظهای مصرف، مشخصات آب ورودی، کیفیت مورد نیاز آب خروجی و فضای در دسترس برای جانمایی تجهیزات همگی میتوانند ترتیب نهایی سیستم را تحت تأثیر قرار دهند.
بنابراین قواعد مطرحشده در این مقاله، اصول کلی برای درک ترتیب قرارگیری تجهیزات متداول تصفیه آب هستند و طراحی نهایی بهتر است بر اساس آنالیز آب و شرایط واقعی هر پروژه انجام شود.
برای انتخاب تجهیزات، طراحی سیستم و تعیین ترتیب مناسب دستگاههای تصفیه آب میتوانید با کارشناسان شرکت آب فناور در ارتباط باشید.
پشتیبانی بله
پشتیبانی واتساپ
☎ تماس با ما
نظرات