تصفیه آب چیست؟

به فرایندی گفته می شود که در آن مواد محلول در آب برای مصارف مختلف جدا سازی می شود و آب تصفیه شده ایجاد می گردد .تصفیه آب از زمانی که انسان خودش را شناخته مورد استفاده قرار گرفته و در طول سالها به مرور تکامل یافته. آکواپروفیلتر در این مقاله تصمیم دارد تا به صورت فنی و ساده انواع روشهای تصفیه آب را بیان کند.
این مقاله یکی از مفیدترین مقالات موجود درباره ی روشهای تصفیه آب بوده که امیدوار هستیم این جمع بندی و دسته بندی هم برای مشتریان و هم همکاران ما ، مفید واقع شود.

تصفیه آب

الف : روشهای فیزیکی

روش جذب سطحی

جمع شدن مواد در سطح مشترک بین دو فاز
کاربرد در:
حذف مواد آلی محلول از آب با استفاده از کربن فعال گرانولی
 (GAC) یا کربن فعال پودری (PAC) – بعنوان مثال فیلترهای کارتریجی استفاده شده در دستگاه تصفیه آب خانگی

روش هوا دهی
فرآیند تماس مایع با هوا بوسیله گازی که انتقال دهنده از یک فاز به فاز دیگر است . فاز گاز به فاز مایع (جذب گاز) یا فاز مایع به فاز گاز (حذف گاز )
کاربرد :
حذف گاز ها از آب زیر زمینی (مانند H2S ، VOCS،CO2 و رادون ) اکسیژن رسانی به آب برای حذف آهن و منگنز است .

روش تقطیر
جدا سازی ترکیبات مایع از مایع بوسیله تبخیر و میعان
کاربرد در :
برای نمک زدایی (شیرین کردن ) آب دریا استفاده میشود .

روش فیلتراسیون (بستر)
حذف مواد ذره ای در بستر فیلتر تشکیل شده از بستر گرانولی از طریق انتقال و پیوستگی به بستر فیلتر
کاربرد در :
حذف جامدات به دنبال انعقاد ، لخته سازی ، ته نشینی ثقلی ، یا شناور سازی

با فیلتراسیون (فیلتراسیون ریز غشایی)

صافی غشایی برای حذف ذرات ریز میکرومتر ( ۰/۰۰۱ تا ۰/۰۳ میکرومتر) به وسیله فشار با در نظر گرفتن معیار اندازه ذرات استفاده میشود .
کاربرد :
برای حذف کدورت ، برخی ویروسها ، باکتری ها ، پروتوزوا مثل ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم استفاده می شود .

تصفیه آب با لخته سازی
تجمع ذرات ریز لخته شده با وزن مخصوص کمتر از آب یا سرعت ته نشینی خیلی پایین
کاربرد در تصفیه آب :
به وجود آوردن ذرات بزرگتری که بتوان آنها را به وسیله سایر فرآیندها مثل ته نشینی ثقلی یا فیلتراسیون حذف کرد .

تصفیه آب با شناور سازی با هوای محلول
حذف ذرات ریز لخته شده با وزن مخصوص کمتر از آب یا سرعت ته نشینی خیلی پایین
کاربرد در تصفیه آب :
حذف ذرات بعد از انعقاد و لخته سازی برای تخلیه به آبهای خام با کیفیت بالا که کدورت پایین ، رنگ و یا TOC یا سابقه شکوفایی جلبکی شدید دارند .

تصفیه آب با متعادل سازی جریان
تانک ذخیره در بخشی از فرآیند است که میتواند آب را برای متعادل کردن جریان و به حداقل رساندن نوسان کیفیت آب ذخیره نماید .

کاربرد در تصفیه آب :
شامل تانکهای ذخیره بزرگ به منظور جمع آوری فاضلاب ناشی از شستشوهای مداوم برگشت داده شده به اول جریان تصفیه خانه و یا چاه های ذخیره آب تصفیه شده در تصفیه خانه جهت تامین میزان بهره برداری ثابت مورد نیاز علیرغم تغییرات کوتاه مدت مصرف آب می باشد .

تصفیه آب با جداسازی ثقلی تسریع شده
زلال سازهای تماس جامدات و زلال سازهای تماس با پتوی لجن واحدهایی هستند که انعقاد ، لخته سازی، و ته نشینی در یک تانک انجام میشود .
کاربرد در تصفیه آب :
در مکانهایی که زمین محدود باشد و میزان بارگزاری سطحی ۲/۴ متر بر ساعت و یا بیشتر باشد سبک سازی با آهک و سودا انجام میشود .

روش تصفیه آب اختلاط
مخلوط کردن یا به هم زدن ۲ یا چند محلول از طریق مصرف انرژی
کاربرد در تصفیه آب :
در اختلاط و مخلوط کردن مواد شیمایی استفاده میشود .

روش تصفیه آب نانوفیلتراسیون
فیلتراسیون غشایی با فشار بالا برای حذف ذرات ریز میکرونی محلول ۰/۰۱ تا ۰/۰۰۱ میکرومتر با در نظر گرفتن معیار اندازه ذرات استفاده میشود .
کاربرد در تصفیه آب :
برای تولید آب آشامیدنی از اقیانوس ، دریا یا ابهای لب شور ، سبک سازی آب ، حذف ترکیبات محلول خاص مانند آفت کش ها و مواد آلی طبیعی به منظور کنترل محصولات جانبی گندزدایی استفاده میشود .

روش تصفیه آب اسمز معکوس RO

فیلتراسیون غشایی با فشار بالا برای حذف ذرات محلول زیر میکرومتر ۰/۰۰۵ تا ۰/۰۰۰۱ میکرون بوسیله انحلال یا انتشار
کاربرد در تصفیه آب :
برای تولید آب آشامیدنی از اقیانوس ، دریا یا آبهای لب شور ، سبک سازی آب ، حذف ترکیبات محلول خاص مانند آفت کشها و مواد آلی طبیعی به منظور کنترل محصولات جانبی گند زدایی استفاده میشود . این روش به عنوان محبوبترین روشهای مورد استفاده برای تصفیه آب آشامیدنی در سطح خانگی , نیمه صنعتی و صنعتی میباشد .

تصفیه آب با آشغالگیر درشت
عبور آب تصفیه نشده از میان آشغالگیر درشت به منظور حذف ذرات بزرگ در گستره ی ۲۰ تا ۱۵۰ میلی متر و بزرگتر صورت میگیرد .
کاربرد در تصفیه آب :
در ساختمان آبگیر به منظور حذف چوب ها ، آشغال ها و سایر مواد بزرگ در آب تصفیه نشده از توری آشغالگیر (جداسازی ) استفاده میگردد .

تصفیه آب با آشغالگیر ریز
آب تصفیه نشده از میان بسترهای فولاد ضد زنگ یا پلی استر عبور داده میشود و ذرات کوچک ۰/۰۲۵ تا ۱/۵ میلی متری بوسیله توری آشغالگیر (جداسازی) حذف میگردند .
کاربرد در تصفیه آب :
برای حذف جلبک فیلامنتوس استفاده میشود .

تصفیه آب با روش ته نشینی
جداسازی جامدات قابل ته نشینی بوسیله نیروی ثقلی
کاربرد در تصفیه آب :
برای حذف ذرات بزرگتر از ۰/۵ میلی متر استفاده است و معمولا پس از واحد انعقاد و لخته سازی تعبیه میشود .

تصفیه آب به روش گندزدایی با UV
برای غیر فعال کردن میگروارگانیسم ها از اشعه UV استفاده میشود .
کاربرد در :
معمولا همراه یک ماده شیمیایی با باقیمانده پایدار در سیستم توزیع به منظور غیر فعال کردن میکروارگانیسم هایی از قبیل ویروس ها ، باکتریها و پروتوزوا به کاربرده میشود  .

روش اکسیداسیون با UV
برای اکسید نمودن مولکولها و ترکیبات آلی پیچیده از اشعه UV استفاده میشود  .
کاربرد در :
برای اکسیداسیون N نیتروز دی متیل آمین (NDMA) استفاده میشود .

ب : روشهای شیمیایی

اکسیداسیون پیشرفته
کاربرد واکنشهای شیمیایی به منظور تولید رادیکالهای هیدروکسل با واکنش پذیری بسیار بالا و عمر کوتاه (OH) جهت اکسیداسیون ترکیبات شیمایی است .

موارد زیر ترتیب کاهشی از متداول ترین واکنشهای تولید رادیکالهای آزاد است : O3 , پروکسون (O3,H2O2) , O3 و UV , H2O2 و UV

کاربرد در :
اکسیداسیون ترکیبات خاص هیومیک ، افت کش ها ، و مواد آلی کلردار و برخی ترکیبات تولید کننده ی طعم و بو از قبیل MIB و ژئوسمین یافت شده در آبهای سطحی و زیرزمینی آلوده .

روش گندزدایی شیمایی
اضافه کردن عوامل اکسید کننده شیمیایی به منظور غیر فعال نمودن ارگانیسم های پاتوژن در آب
کاربرد در:
گندزدایی آب با کلر ، ترکیبات کلر یا ازن

روش خنثی سازی شیمیایی
خنثی سازی محلول با اضافه کردن عوامل شیمیایی .
کاربرد در  :
کنترل PH و گستره ی بهره برداری بهینه برای سایر فرآیندهای تصفیه آب

با ترسیب شیمیایی
افزودن مواد شیمیایی باعث حذف ترکیبات خاص از طریق ترسیب فاز جامد میگردد .
کاربرد در :
حذف فلزات سنگین ، فسفر

روش انعقاد
فرآیند ناپایدارسازی کلوئیدها منجر به بزرگتر شدن ذرات میشود و میتواند در طول لخته سازی رخ دهد.
کاربرد در :
افزودن مواد شیمیایی مانند کلرید فریک، آلوم، پلیمرها به منظور ناپایدارسازی ذرات موجود در آب .

روش تبادل یون
روش تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی می باشد که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار می‌گیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌گردند. فرایند تبادل یونی فرایندی برگشت پذیر است که طی آن یون های خارجی موجود در آب جذب گروه های عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) می‌گردند و بدین ترتیب  هرگونه ناخالصی یونی آب برطرف می شود.پس از اشباع شدن گروه های عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد در :
سختی گیری و همچنین تولید آب با خلوص بالاتر 

روش  تثبیت
افزودن مواد شیمیایی به آب تصفیه شده جهت تشکیل رسوب کربنات کلسیم
کاربرد در  :ثابت شدن آب تصفیه شده قبل از داخل شدن به سیستم توزیع

ج : روش بیولوژیکی

بیوفیلتراسیون ( فاز مایع )
فیلتر سریع با بستر گرانوله به منظور دستیابی به دو هدف حذف ذرات و حذف مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی به وسیله اکسیداسیون بیولوژیکی مورد بهره برداری قرار میگیرد .
کاربرد در :
حذف مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی BOM به دنبال ازن زنی و آنیون های اکسیژن دار هالوژنی (مانند برومات ، کلرات)

دنیتریفیکاسیون
تبدیل بیولوژیکی نیترات NO 3  به گاز نیتروژن N2
کاربرد در  :
تبدیل نیترات موجود در برخی مواد زائد سطحی به گاز نیتروژن

 نیتریفیکاسیون
تبدیل بیولوژیکی آمونیاک NH3  به نیترات NO3
کاربرد در  :
تبدیل آمونیاک موجود در برخی مواد زائد سطحی به نیترات و پیگیری حذف آن بوسیله ی انجام فرآیند دنیتریفیکاسیون .

تمام روشهایی که در این مقاله به آن اشاره شد کاربردی بوده اما استفاده از آنها نیاز به تحقیق و بررسی کارشناسی بیشتری دارد . همانطور که ملاحظه میفرمایید مطالب کاملا به صورت خلاصه آمده و توضیحات بیشتر خارج از حوصله ی این مقاله می باشد . بسیاری از این روشها در مقالات مختلف این سایت مورد نقد و بررسی قرار گرفته است .دوستان و همکارانی که تمایل به کپی برداری از این مقاله را دارند، تنها با ذکر منبع مجاز هستند .