آب تصفیه نشده ،بسته به منبع آن،کم و بیش آلوده است.تصفیه آب(جهت آب آشامیدنی) از مراحل زیر تشکیل می شود :

  • کلردار کردن تا حد دگرگونی ( یا تصفیه ازنی)
  • انعقاد
  • ته نشینی
  • صاف کردن
  • تصفیه با کربن فعال
  • کلردار کردن اطمینانی

تعداد مراحلی که در عمل انجام می گیرد به طور کلی به کیفیت آب تصفیه نشده بستگی دارد.

در خصوص آب چشمه فقط به کلردار کردن اطمینانی نیاز خواهد بود.

در مورد آب بسیار آلوده (مثل آب صاف شده ی چاه های نزدیک سواحل دریاها) تقریبا انجام تمام مراحل فوق الزامی است.به این طریق می توان از هر آب شدیدا آلوده ای ، آب آشامیدنی بدست آورد.

 

فرایند تصفیه آب

 

از سوی دیگر،تولید آب غیر آشامیدنی مثلا جهت مقاصد سرمایشی به مراحل تصفیه ی بسیار کمتری نیاز دارد.

مراحل تصفیه بیشتر نیز ممکن است جهت مقاصد زیر ضروری باشد:

  1. کاهش غلظت سخت کننده های آّب (یون های کلسیم و منیزیم)
  2. حذف دی اکسید کربن،آهن و منگنز
  3. کاهش غلظت یون نیترات
  4. حذف هیدروکربن های کلردار

کلردهی تا حد دگرگونی و اُزن دهی

در خصوص آب های سطحی شدیدا آلوده، پس از خروج اولیه هرگونه ماده ی خارجی درشت،کلردهی اولین مرحله تصفیه را تشکیل می دهد.کلر به اندازه ای اضافه می شود که غلظت کلر آزاد در آب پس از تصفیه به حدود 0.2 تا 0.5 میلی گرم بر لیتر برسد( کلردار کردن تا حد دگرگونی).کلر با آب واکنش می دهد و بسته به مقدار pH ،اسید کلریدریکک و آنیون هیپوکلریت تشکیل می شود.نتیجه کلردار کردن به قرار زیر می باشد :

  • حذف میکروب های بیماری زا و غیر فعال سازی ویروس ها
  • اکسایش کاتیون هایی نظیر آهن یا منگنز به ظرفیت های بالاتر
  • کلردار کردن آمونیاک و تبدیل آن به کلروآمین ها یا تری کلرید نیتروزن
  • کلردار کردن فنل ها و تبدیل آن ها به کلرو فنل ها
  • کلردار کردن ناخالصی های آلی و تبدیل آنها به مثلا،کلرو هیدروکربن های آلیفاتیک

دو فرآیند آخرمطلوب نیستند: کلرو فنل ها،مزه ی بسیار تندی داشته و برخی از کلروهیدروکربن های آلیفاتیک (مثل کلروفرم) نیز احنمال سرطان زائی را با خود به همراه دارند.

به همین دلیل پیشنهاد شده است که کلردار کردن صرفا تا مرحله ی کلرآمین ها انجام گرفته و سایر آلوده کننده ها مثلا از طریق فرآیندهای تجزیه (تخریب) میکروبیولوژی با کربن فعال حذف شوند.

ازن دهی از روش های جایگزین کلردهی می باشد.این روش دارای مزایایی مانند :تشکیل نشدن ترکیبات آلی کلرو،کمک به انعقاد بعدی و دارای معایبی مانند  قیمت بالا است.

 

انعقاد و ته نشینی

در صورتی که آب تصفیه نشده، میزان کدری بالایی داشته و حاوی ناخالصی های آلی کلوئیدی باشد،تصفیه ابتدایی از طریق انعقاد ضروری خواهد بود.نمک های آلومینیوم یا آهن آب افزوده می شوند تا هیدروکسید آهن یا آلومینیوم رسوب نمایند.

در ته نشینی ماده لجنی حاصل از انعقاد که به طور ریز پراکنده شده است جداسازی می شود.

 

فرآیند تولید آب آشامیدنی

 

صاف کردن(فیلتراسیون)

آبی که تحت عمل انعقاد قرار گرفته باید صاف شود.در این مرحله جداسازی جامدات حل نشده بر روی یک پالایه (صافی) شنی که به طور اختیاری با یک صافی آنتراسیت تلفیق می شود. وقتی پالایه یا فیلتر بخاطر وجود ناخالصی مسدود گردید با آب و یا هوا شستشو داده می شود.

 

خروج ناخالصی های غیرآلی حل شده(سخت کننده ها)

در اثر گرم کردن آب تصفیه نشده ای که حاوی مقادیر زیادی از انواع کربنات هیدروژن حل شده می باشد ،رسوبی عمدتا متشکل از کربنات کلسیم (کربنات سخت،پوسته دیگ بخار) است ایجاد می شود.

سخت گرها با افزودن اسید سولفوریک و دفع دی اکسید کربن،هیدروکسید کلسیم و جداسازی کربنات های تشکیل شده از ترکیب آب جدا می شوند.

در بسیاری از آب ها، آهن و منگنز به صورت یون های دو ظرفیتی وجود دارند. این یون ها از طریق اکسایش و تبدیل شدن به هیدرات های اکسیدی خارج می گردند.

تصفیه با هوا باعث خروج دی اکسید کربن حل شده در همان زمان خواهد شد.در صورتیکه هوا نتواند به عنوان عامل اکسایش به قدر کافی قوی عمل نماید، عوامل اکسیدکننده قوی تری نظیر کلر به کار می رود. این یون ها را می توان در طی تصفیه با کربن فعال نیز خارج نمود.

 

خروج ناخالصی های آلی حل شده

انجام عمل تصفیه به کمک کربن فعال بویژه جهت خروج ناخالصی های آلی حل شده مناسب می باشد.در این مورد دو فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد:

 

  • همیزش(نفوذ) از طریق کربن فعال گرانوله(دانه گرد) به خصوص در آلمان غربی سابق
  • همزدن در پودر کربن، بخصوص در ایالات متحده

 

استفاده از کربن فعال دارای مزایایی مانند هزینه پایین سرمایه گذاری و تنظیم نموندن کیفیت نسبت به آلودگی است.

کربن فعال گرانوله را گاهی اوقات توسط شستشوی وارونه و "بازفعال سازی حرارتی" بازیابی می شود.

تصفیه با کربن فعال اثرات دیگری به غیر از حذف ناخالصی های آلی حل شده دارد که به قرار زیر می باشد :

  • کلر اضافی تجزیه می شود.
  • آمونیاک و برخی از ترکیبات آلی به صورت بیولوژیکی اکسید می شوند.
  • هیدرات های اکسید آهن و منگنز خارج می شوند.

کلردار کردن اطمینانی

پس از انجام عمل تصفیه، جهت جلوگیری از آلودگی مجدد آب در شبکه توزیع،کلردار کردن اطمینانی صورت می گیرد.این مرحله پس از ازن دهی قبلی نیز ضروری خواهد بود. آب آشامیدنی حدودا حاوی 0.1 تا 0.2 میلی گرم بر لیتر کلر می باشد.

به جای کلر میتوان از دی اکسید کلر نیز استفاده نمود.

 

منبع :

 

Büchner, W. (1989). Industrial inorganic chemistry. Weinheim, Federal Republic of Germany: VCH.