انعقاد و بهینه سازی آن در فرایند تصفیه آب

انعقاد و بهینه سازی آن در فرایند تصفیه آب
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)
انعقاد و بهینه سازی آن در فرایند تصفیه آبReviewed by Admin on Apr 8Rating:

انعقاد و بهینه سازی آن در فرایند تصفیه آب

چه برای مصارف آشامیدنی و چه برای مصارف صنعتی، معمولا آب طبیعی احتیاج به تصفیه دارد.تصفیه آب برای مصارف آشامیدنی هم آسان تر و هم ارزان تر از تصفیه آب برا ی مصارف صنعتی است.

نگرانیهای اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:

▪ باکتری های بیماری زا ( پاتوژن ها ) در آب.

▪ کمبود و یا وجود زیادی غلظت بعضی از یونها که در سلامتی انسان نقش دارند مانند: یون فلوئور.

▪ ذرات معلق در آب.

▪ بو و مزه آب.

دامنه نگرانی های اساسی در مورد آب های صنعتی بستگی به محل مصرف آب دارد. آب به صورت های متفاوت در صنایع وابسته مطرح می شود:

۱) به عنوان ماده اولیه برای تهیه محصول نهایی، بدون اینکه تغییر شکل دهد.

۲) به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنش شیمیایی تهیه محصول نهایی.

۳) به عنوان حلال موادی که در واکنشهای شیمیایی شرکت می کنند.

۴) به عنوان ماده واسطه انتقال حرارت از دمای زیر صفر( آب نمک ) تا دمای بخار آب.

۵) به عنوان ماده ذخیره کننده انرژی.

۶) به عنوان ماده واسطه جهت خارج کردن مواد ناخواسته (زائد).

۷) به عنوان سپر محافظتی در برابر گرما و تشعشع آب سنگین( D۲O ) مورد استفاده در نیروگاهها.

۸) به عنوان ماده ای راحت و ارزان جهت استاندارد ساختن دستگاههای اندازه گیری دما،دانسیته و ویسکوزیته.

۹) به عنوان ماده اصلی جهت مبارزه با آتش به جز در موارد استثنائی مثل مواد نفتی.

۱۰) خصوصا در مهندسی شیمی و پترو شیمی، بسیاری از فرایندها همانند نمک زدایی، خشک کردن، تبخیر کردن، کریستالیزاسیون، اختلاط، رزین های تعویض یونی، رطوبت زدایی، جذب سطحی و غیره در ارتباط مستقیم با آب هستند.

مطلوب ترین آب برای هر صنعتی آب بدون یون می باشد، اما هزینه تصفیه آب تا رسیدن به مرحله آب بدون یون بسیار زیاد است. برای هر صنعتی مطلوب ترین آب آن است که هزینه تصفیه آب کمتر از مخارج درمان عواقب زیان بخش ناخا لصی ها باشد که برای اکثر صنایع، رسیدن به این امر با تکیه بر استفاده از سیستم اسمز معکوس RO یا (Reverse Osmosis ) امکان پذیر می باشد.

● برخی اثرات زیان بخش ناخالصی های آب در صنعت:

۱) تولید رسوب در دستگاه های حرارتی و دیگ بخار.

۲) تولید بخار با کیفیت پایین.

۳) خوردگی بویلرها و دیکر سیستم های حرارتی و لوله ها.

۴) اتلاف مواد شیمیایی مانند صابون.

۵) باقی گذاردن لکه روی محصولات غذایی و نساجی.

● ناخالصی های آب:

تقریبا هر ماده ای در آب محلول است و این حلالیت به دما، فشار، PH ، پتانسیل شیمیایی و به غلظت نسبی دیگر مواد در آب بستگی دارد. در طبیعت این عوامل چنان به هم مربوط هستندکه کمتر می توان حلالیت ماده ای را در آب به طور دقیق پیش بینی کرد. در واقع آب یکی از مشهورترین حلال هاست. مخصوصا مواد قطبی( مثل نمک ها ) به مقدار زیادی در آب حل می شوند. از این رو آب به طور خالص در طبیعت وجود ندارد.

آب همیشه در حال انحلال ، انتقال و یا رسوب گذاری است. بخار آب موجود در هوا، در اثر میعان به صورت باران در می آید که در موقع باریدن مقداری گردو خاک، اکسیژن، دی اکسید کربن و دیگر گازها را در خود حل می کند. در روی سطح زمین، آب مقداری از مواد معدنی را در خود حل کرده و همراه مواد دیگر به نقاط مختلف منتقل می کند.

آب در هنگام نفوذ در لایه های مختلف زمین، قسمتی از مواد معلق و میکروبها را در در لایه های مختلف زمین از دست می دهد.

ناخالصی های آب را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:

۱) مواد معلق

۲) گازها

۳) نمکهای محلول

۴) میکروب ها خصوصا اشریشیا کلیفرم (کلیفرم روده ای) ( E.coli coliform )

● انعقاد آب

وجود ناخالصیهای معلق و کلوئیدی در آب که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب می شوند، لزوم تصفیه آب را مطرح می کند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن ، قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لخته سازی برای حذف آنها استفاده می شود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث خنثی شدن بار ذرات کلوئیدی شده ، این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزین تری را ایجاد می کنند. وجود ناخالصیهای معلق و کلوئیدی در آب که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب می شوند، لزوم تصفیه آب را مطرح می کند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن ، قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لخته سازی برای حذف آنها استفاده می شود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث خنثی شدن بار ذرات کلوئیدی شده ، این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزین تری را ایجاد می کنند.

برای کامل کردن این عمل و ایجاد لخته های بزرگتر از مواد دیگری به نام کمک منعقد کننده استفاده می شود. لخته های بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی را به همراه دارند، به حد کافی درشت هستند و به راحتی ته نشین و صاف می شوند.

● مکانیسم انعقاد

معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب و فاضلاب ، از ترکیبات فلزاتی مانند آلومینیوم ، آهن یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده می شود. املاح فلزات که به عنوان منعقد کننده وارد آب می شود، در اثر هیدرولیز به صورت یونی یا هیدروکسید یا هیدروکسیدهای باردار ، در می آید. بوجود آمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی می باشد، امکان لازم برای عمل نمودن نیروی واندروالسی بوجود می آورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر می شود.

بنابراین ، عامل اصلی حذف بار کلوئیدها ، یونهای فلزی نیستند، بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها می باشد. با توجه به آزمایشات مختلف ، یونهای فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد ، مؤثرتر از سایر یونها می باشند. عمل انعقاد توسط عمل لخته سازی تکمیل شده ، ذرات بزرگتر شروع به ته نشینی می کنند. در مرحله ته نشینی ، عامل زمان بسیار مهم می باشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد.

● انواع منعقد کننده ها

۱) منعقد کننده های آلومینیوم دار

▪ سولفات آلومینیوم Al۲(SO۴)۳, n H۲O :

که نام تجاری اش آلوم یا زاج سفید می باشد. با اضافه کردن به آب یا بی کربنات کلسیم و آب واکنش داده ، هیدروکسید آلومینیوم ایجاد می کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی ، بدون بار شده ، لخته های درشت تر ایجاد می کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم ، از آب آهک و کربنات سدیم استفاده می شود. چون +H مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم می شود. عیب مهم استفاده از زاج ، ایجاد سختی کلسیم و CO۲ (عامل خورندگی) می باشد.

۲) آلومینات سدیم Na۳AlO۳ :

این ترکیب هم در اثر واکنش با بی کربنات کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم می کند. به علت خاصیت قلیایی ، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد.

منعقد کننده های آهن دار

۳) سولفات فرو (FeSO۴, ۷H۲O):

با ایجاد هیدروکسید آهن III ، باعث انعقاد ذرات کلوئیدی می شود. همراه آهک هیدراته استفاده می شود.

۴) سولفات فریک:

می تواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفه تر از زاج است. مزایتش نسبت به زاج در میدان وسیعی از PH عمل می کند. زمان لازم برای تشکیل لخته ها کمتر است و لخته ها درشت تر و وزین تر هستند. با استفاده از سولفات فریک در PH حدود ۹ ، منگنز موجود در آب حذف می شود و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب می شود.

۵) کلرور فریک (FeCl۳, ۶H۲O):

از پر مصرف ترین منعقد کننده هاست و به صورت پودر ، مایع یا متبلور به فروش می رسد. در اثر واکنش با بی کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ، ایجاد هیدروکسید آهن III می کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می رود.

● عوامل مؤثر در انعقاد

۱) PH و قلیائیت:

به علت حذف +H از محیط ، برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی باید PH قلیایی باشد. برای تنظیم PH ، اغلب از آب آهک استفاده می شود، ولی نباید در حدی باشد که باعث افزایش بی رویه سختی آب شود.

۲) مقدار ذرات معلق:

هرچه ذرات معلق بیشتر باشد، مصرف کننده منعقدها هم بالا می رود.

۳) اثر عوامل فیزیکی:

با کاهش دما و نزدیک شدن به صفر ، مشکلات جدی در امر انعقاد بوجود می آید و لخته شدن کاهش می یابد. به همین دلیل ، مقدار مصرف منعقد کننده ها در تصفیه خانه ها در زمستان بیشتر از تابستان است.

۴) مواد منعقد کننده:

قدرت انعقاد بالا ، انعقاد کنندگی در گستره PH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقد کننده خوب می باشد. علاوه بر این می توان از کمک منعقد کننده ها ، CO۲ محلول ، دور همزنهای مورد استفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد.

● کمک منعقد کننده ها

کمک منعقد کننده ها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقد کننده ها ، آنها را به صورت لخته های درشت و سنگین در آورده ، عمل ته نشینی را سرعت می بخشند. همچنین محدوده PH بهینه را گسترش داده ، مقدار مصرف ماده منعقد کننده را کاهش می دهند.

چند نمونه از کمک منعقد کننده ها مورد استفاده در تصفیه خانه ها

▪ کربنات سدیم:

با تثبیت PH آب و افزایش یونهای -OH ، عمل انعقاد را بهبود می بخشد، مخصوصا اگر منعقد کننده مورد مصرف زاج باشد.

▪ آهک هیدراته:

برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO۲ و کاهش سختی آب استفاده می شود.

▪ گاز کلر:

از بین بردن مواد آلی موجود در آب که عامل ممانعت کننده در انعقاد هستند.

▪ پلی الکترولیتها:

دارای خواص پلیمر و الکترولیتی بوده ، می توانند اندازه لخته ها را درشت تر نمایند. از دیگر موارد مورد استفاده ، سیلیس فعال یا سدیم سیلیکات و بنتونیت (عامل پلاستیسیته کردن سرامیک) می باشد.

● آزمایش جار

برای تعیین میزان ماده منعقد کننده لازم و همچنین PH بهینه برای عمل انعقاد ، از آزمایش جار استفاده می شود. دستگاه جار از ۶ بشر تهیه شده است که از نمونه مورد نظر بطور مساوی در تمام بشرها ریخته ، PH را به ترتیب ۲ ، ۴ ، ۶ ، ۸ ، ۱۰ ، ۱۲ در نظر می گیریم. به هر بشر به مقدار مساوی از منعقد کننده و کمک منعقد کننده مورد نظر ریخته می شود و در دمای معین به مدت ۲۰ دقیقه بشرها هم زده می شود.

بعد از این مدت ، آب هر یک را به استوانه های مدرج انتقال داده ، منتظر ته نشین شدن آنها می مانیم. بهترین جواب بیشترین رسوب تشکیل شده و زلالترین محلول رویی می باشد. با این ترتیب گستره PH بهینه معلوم می شود.

● بهینه سازی فرآیند انعقاد درتاسیسات موجودتصفیه خانه های آب

درتصفیه خانه های متعارف آب،توجه به بهینه سازی فرایندانعقادبرای حذف موادعالی کربنه(TOC) از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.در مناطقی که از سامانه ی صاف سازیمستقیم برای تصفیه ی اب استفاده می شود . اجرای این شیوه چندان مورد توجه نیست. زیرا میزان مواد آلی در آب های زیرزمینی پایین بوده و در فرایند صاف سازی مستقیم نبز حوض ته نشینی بعد از مرحله ی انعقاد وجود ندارد تا حذف قابل توجهی از مواد عالی کربنه در آن صورت گیرد . در اجرای فرایند انعقاد پیشرفته ، توجه به ویژگی های کیفی و غلظت مواد آلی کربنه آب خام ضرورت دارد. به منظور اجرای عملیات حذف مواد آلی کربنه بر مبنای آزمایش جار یا پایلوت، معیارهایحذف تعیین میشود. در کاربرد این فرآیند ، باید اثرات جانبی ان بررسی شده و به منظور اجرای آن تغییراتی که باید در تاسیسات موجود تصفیه خانه ها از جمله تاسیسات ترزیق مواد شیمیایی ، بهره برداری از واحد های لخته سازی ، ته نشینی و صاف سازی وراهبری و مدیریت لجن ایجاد شود ، مورد مطالعه قرار گیرد. بدیهی است که با انجام تغییر در واحدهای بر شمرده میزان لجن تولیدی افزایش یافته و ویژگی های لخته تغییر میکند. همچنین با کاهش (PH) برای حذف (TOC) در عملیات انعقاد بهینه شده، احتمال خوردگی در تاسیسات تصفیه خانه، از دیگر مشکلات و اثرات آن خواهد بود. کلمات کلیدی: مواد آلی کربنه (TOC) ، تصفیه خانه ی آب،بهینه سازی واحد های انعقاد – لخته سازی

● سرآغاز

آب های سطحی همواره حاوی مقادیر زیادی مواد آلی و معدنی حاصل از شست وشوی بستر رودخانه ، انحلال مواد، تجزیه ی برگ ها ، و سایر میکروارگانیسم های موجود در مسیر آب می باشند . علاوه بر آن تخلیه ی فاضلاب ها و همچنین ورود انواع مختلف آلاینده های خطرناک نظیر بقایای مواد آلی مورد استفاده در کشاورزی به آب های سطحی از کارامدی فرآیند های متداولتصفیه در تامین آب آشامیدنی سالم می کاهدند. با توجه به این که در تصفیه خانه های آب کشور از کلر به عنوان گند زدا استفاده میشود و در برخی از آن ها به علت جلوگیری از رشد جلبک ها به آب خام ورودی نیز کلر اضافه می شود و آب خام ورودی به تصفیه خانه اغلب از منابع سطحی تامین گردیده که حاوی مواد آلی طبیعی (NOM) است، احتمال تشکیل فراورده های جانبی ناشی از گند زدایی فراهم است. به طور کلی روش های کنترل مواد آلی و فراورده های جانبی ناشی از گند زدایی را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

۱) روش هایی که قبل از ورود آب به تصفیه خانه برای کنترل مواد آلی در آب اعمال میشود، مانند روش های اصلاح کیفیت آب در منابع و مخازن.

۲) روش هایی که در تصفیه خانه برای کنترل مواد آلی و تشکیل فرآورده های جانبی ناشی از گندزدایی اعمال میشود . مانند انعقاد بهینه ، جذب سطحی با استفاده از کربن فعال ، زدایش مواد آلی با هوا ، صافی سازی غشایی، تغییر محل کلر زنی، استفاده از سایر گندزدا ها.

۳) روش هایی که در محل مصرف برای حذف مواد آلی و فراورده های ناشی از گند زدایی اعمال می شود . مانند دستگاه های تصفیه ی خانگی. انعقاد پیشرفته در واقع بهینه سازی فرآیند های متداول تصفیه ی آب می باشد که با استفاده از منعقد کننده هایی مانند نمک های آلوم ، آهنو پلیمرهای کاتیونی صورت می گیرد . کار آمد ی انعقاد بیشتر در حذف مواد آلی با وزن مولکولی بالا ، هیدروفوب و اسیدی می باشد.

● بهینه سازی فرآیند انعقاد

اجرای شیوه ی انعقاد پیشرفته در فرآیند های تصفیه ی آب در حذف کل مواد آلی کربنه (TOC) با در نظر گرفتن اهداف زیر می باشد:

▪ کاهش قابل توجه مواد آلی کربنه بدون اضافه کردن مقادیر غیر معقول مواد منعقد کننده.

▪ اجرای انعقاد پیشرفته با حداقل هزینه

بر مبنای این اهداف استاندارد اجرایی انعقاد پیشرفته در حذف مواد آلی کربنه با استفاده از شیوه ی دو مرحله ای در نظر گرفته شده است. مرحله ی نخست تقلیل درصد خاصی از مواد آلی کربنه ی ورودی بر اساس مواد آلی و قلیائیت آب خام می باشد و مرحله ی دوم زدایش موادآلی کربنه در مواقعی است که با توجه به ویژگی های کیفی آب خام به درصد های مورد نظر حذف مواد آلی کربنه (TOC)در مرحله ی نخست نرسیده باشد. در مورد این شیوه ها، انجام آزمایش جار برای رسیدن به معیار های مرحله دوم حذف TOC و تعیین نوع و میزان مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده ضرورت دارد. از کاربرد انعقاد پیشرفته در فرآیند های متداول تصفیه ی آب ، انجام آزمایش های پیشرفته در فرایند های متداول تصفیه ی آب ، انجام آزمایش های به صورت BENCH یا پایلوتی ، باید صورت گیرد . انجام این کار به منظور تعیین شرایط انعقاد برای رسیدن به معیار های مرحله ی نخست حذف مواد آلی کربنه و یا معیار های مرحله دوم حذف مواد آلی کربنه می باشد.

● انعقاد پیشرفته در تاسیسات موجود تصفیه ی آب

در اجرای این شیوه در تصفیه خانه های موجود آب، ممکن است نیازی به انجام تغییرات در تاسیسات زیر باشد:

۱) تاسیسات تزریق مواد شیمیایی ( منعقد کننده های فلزی، مواد پلیمیری، مواد شیمیایی پایین آورنده و بالا برنده ی PH)

۲) نحوه ی بهره بر داری از واحدهای لخته سازی ، ته نشینی و صاف سازی

۳) راهبری و مدریت لجن تولیدی

انعقاد و لخته سازی یک فرآیند فیزیکی-شیمیایی است که توسط آزمایش جار میزان ماده ی منعقد کننده ،کارامدی و زمان ماند مناسب آن برآورد می شود.

در موردبسیاری از آب ها ، عامل های مختلفی دخالت دارند تا لخته های تشکیل شده در مر حله ی انعقاد و لخته سازی به تواند مواد آلی و کدورت را به دام انداخته و تحت یک شرایط مطلوب ، ته نشینی سریع لخته های تشکیل شده صورت گیرد (هدوسن،۱۹۸۱ ). در صورتی که ته نشینی به طور مطلوب هنجام می شود ، بار ورودی لخته ها به صافی ها کاهش می یابد و در صورت ته نشینی ضعیف، مدت زمان کار کرد صافی ها و ظرفیت تصفیه کاهش خواهد یافت.

در کاربرد های انعقاد پیشرفته ممکن است نیاز به تغییر اساسی در دز منعقد کننده در تاسیساتتصفیه باشد. همچنین ممکن است در بعضی از تصفیه خانه ها ، مواد شیمیایی از قبیل اسید یا آهک به منظور بهبود فرآیند انعقاد ، استفاده شود. برای این منظور نیاز به برنامه ریزی برای تامین مواد شیمیایی خواهد بود . بر مبنای آزمون هایی که قبل از اجرای این شیوه صورت میگیرد ، مییابد میزان مواد شیمیایی واصلاح های لازم ازقبیل اضافه کردن اسید برای کاهش PH قبل از توضیع آب در شبکه مورد نیاز است، تعیین شود.

مواردی که در تغییر تاسیسات موجود تصفیه آب برای انجام فرآیند انعقاد و لخته سازی پیشرفته نیاز است شامل:

▪ در نظر گرفتن مخازن ذخیره وتجهیزات مورد نیاز تزریق برای منعقد کننده ها ( افزایش دز مواد منعقد کننده ، نیاز به ساخت مخازن ذخیره ی اضافی و تجهیزات مورد نیاز تزریق برا منعقد کننده ها .

▪ مواد شیمیایی جدیدی که در انعقاد پیشرفته ممکن است برای کاهش PH مورد نیاز باشد ، مانند استفاده از اسید سو لفوریک.

جدول شماره یک ، حد ماکزیمم اضافه کردن مواد شیمیایی را در فرایند انعقاد و لخته سازینشان می دهد . این حدود بر مبنای استانداردهای بهداشتی تعیین شده است.

جدول شماره یک :حداکثر مجاز افزودن مواد شیمیایی در مرحله انعقاد

موادشیمیایی اضافه شده / حدماکزیمم (mg/lit)

آلوم/ ۱۵۰

سولفات فریک/ ۶۰۰-۲۰۰

کلروفریک /۲۵۰-۱۴۱

اسید سولفوریک/ ۵۰

پلی آلومینیم کلراید /۴۵۴-۱۰۰

واحد های تصفیه در بهینه سازی فرایند انعقاد

با انجام انعقاد پیشرفته و تغییراتی که در دز منعقد کننده داده می شود ، ممکن است نیاز باشد تا در مرحله ی اختلاط نیز اصلاحاتی صورت گیرد . در حقیقت با افزابش دز منعقد کننده ، میزان لخته بیشتری تشکیل خواهد شد . به همین دلیل لازم است در مرحله لخته سازی ، به منظور جلوگیری از ته نشین شدن لخته ها ،شرایط اختلاط کافی را فراهم ساخت؛ در غیر این صورت ، ته نشین شدن لخته ها در مرحله لخته سازی سبب کاهش موثر حجم حوض لخته سازی خواهد شد . در فرایند بهینه سازی انعقاد ، تغییراتی در مرحله اختلاط ایجاد می شود تا لخته های تشکیل شده به راحتی در مرحله ی ته نشینی و صاف سازی قابل جدا شدن باشد . به این منظور مطالعه های پایلوتی برای تعیین شرایط بهینه ی اختلاط با اضافه کردن مواد شیمیایی، باید انجام شود.

مواردی که در اجرای انعقاد پیشرفته در طی مرحله اختلاط باید در نظر گرفته شود به شرح زیر است:

▪ در اختلاط سریع ، توزیع سریع و یکنواخت منعقد کننده های شیمیایی در آب خام انجام می شود. به طور معمول زمان ماند در حدود ۱۰ تا ۳۰ ثانیه و گرادیان سرعت در حدود ۳۰۰s-۱ تا ۱۰۰۰ می باشد.

▪ مطلوب ترین اندازه ی لخته ها ( با اندازه موثر ۰.۱ تا ۲ میلی متر) در گرادیان سرعت ۲۰s-۱ تا ۷۰ برای مدت زمان تقریبی ۲۰ دقیقه ایجاد خواهد شد.

▪ با انجام عمل اختلاط ، تماس بین ذراتی که ناپایدار شده اند افزایش می یابد . ب این ترتیب لخته های قابل ته نشینی یا قابل صاف شدن ایجاد خواهد شد.

● ته نشینی

مقادیر بالای مصرف ماده ی منعقد کننده و آهک در فرایند انعقاد پیشرفته ، سبب ایجاد لخته ها و ذرات قابل ته نشینی و در نتیجه مقدار لجن به میزان زیاد تری خواهد شد.

از مواردی که لازم است در بهبود و اصلاح فرایند ته نشینی متعاقب اجرای انعقاد پیشرفته در نظر گرفته شود به شرح زیر است:

▪ کنترل و به حداقل رساندن جریان اتصال کوتاه با استفاده از سرریز یا کانال در بخش بزرگی از مخزن ته نشینی ، اصلاح قسمت ورودی به حوض ته نشینی

▪ استفاده از صفحه های راه بند برای بهبود توربولانس در ورودی به حوض های ته نشینی

▪ نصب صفحه های و یا لوله ها داخل مخزن های موجود سبب افزایش سطح و اصلاح وا حد های موجود خواهد شد.

● صاف سازی

با کاربرد انعقاد پیشرفته و تغییراتی که در دز مواد شیمیایی داده می شود ، کیفیت آب ته نشین شده و در نتیجه اجرا و بهره برداری از صافی ها تحت تأثیر قرار می گیرد . با تغییری که در نقطه ی شکست صافی ها ، ایجاد می شود ، سبب کاهش مدت زمان کارکرد صافی خواهد شد و در نتیجه میزان آب مورد نیاز برای شست و شوی صافی ها افزایش خواهد یافت. در این شیوه با استفاده از مواد کمک منعقد کننده یا کمک صافی می توان کیفیت آب صاف شده و مدت زمان کارکرد صافی ها را افزایش داد. کاربرد انعقاد پیشرفته سبب تولید لجن بیشتر ناشی از افزایش میزان دز منعقد کننده و وجود TOC در لجن خواهد شد.

اثرات ثانویه ی انعقاد پیشرفته

در کاربرد انعقاد پیشرفته ممکن است نیاز به تغییر فرایند باشد که متعاقب آن ممکن است اثرات جانبی زیر را در بر داشته باشد:

▪ با افزایش دز منعقد کننده ، میزان لجن تولیدی بیشتر خواهد بود. کاهش و کنترل میزان تولید لجن می تواند با تنظیم فرایند انعقاد از طریق آزمون جار با تعیین نوع منعقد کننده ی مناسب PHانعقاد و دز اسید و دز منعقد کننده ، استفاده از اسید و پلیمر و شدت اختلاط صورت گیرد . استفاده از پلیمر و شدت اختلاط صورت گیرد . استفاده از اسید و پلیمر ، میزان دز منعقد کننده مورد نیاز را برای حذف TOC و ذرات کاهش خواهد داد . لجن حاصل از انعقاد پیشرفته ، ویژگی های متفاوتی داشته و خاصیت آبگیری آن تغییر خواهد کرد.

با افزایش دز ماده منعقد کننده ، لجن بیشتری به شکل هیدو کسید فریک یا آلوم ته نشین می گردد. استفاده از اسید برای کاهش PH ، سبب افزایش میزان TOC در لجن می گردد و تغییر PH بر بار الکتریکی لجن تأثیر گذاشته و مدت و میزان آبگیری لجن را تغییر می دهد . میزان رسوبات فلزی در لجن در مقایسه با میزان ذرات گرفته شده توسط ماده ی منعقد کننده افزایش خواهد یافت.در اثر وجود مواد آلی در لجن ، دانسیته ی لجن کاهش یافته و آبگیری آن مشکل می شود.

بهبود خاصیت آبگیری لجن ممکن است با افزایش پلیمر صورت گیرد . وجود TOC در لجن خاصیت آبگیری آن را نامطلوب می کند ، ولی با افزایش دز مادهی منعقد کننده ، نسبت منعقد کننده به مواد آلی در لجن افزایش یافته و خاصیت آبگیری آن بهتر خواهد شد.

▪ در بهینه سازی انعقاد با تغییر PH و میزان ذرات و مواد آلی که روی سطح لخته ها جذب می شوند، ویژگی لخته ها تغییر می کند. در واقع در فرایند انعقاد و لخته سازی پیشرفته میزان مواد آلی بیشتری نسبت به ذرات روی سطح لخته ها جذب می شود و این باعث تشکیل لخته هایی با دانسیته و سرعت ته نشینی کمتر شده و در نتیجه کارآمدی زلال سازها نیز کاهش می یابد . برای رفع این مشکل بهتر است از کمک منعقد کننده هایی که با ایجاد پل بین لخته ها ، لخته های بزرگتر و با قابلیت ته نشینی بهتر ایجاد می کنند استفاده شود.

کاهش تراکم لجن در کف حوض ته نشینی به علت تغییر در ویژگی های لجن کاهش زمان ماند لجن در مخزن ته نشینی می باشد. ایجاد لخته های سبک و کاهش کارآمدی زلال سازها سبب انتقال این لخته ها به صافی ها شده که این خود مدت زمان کارکرد صافی ها را کوتاه تر و در نتیجه میزان آب شست وشوی مورد نیاز را افزایش می دهد . بنابراین در کاربرد انعقاد پیشرفته نیاز به انجام مطالعات در مقیاس پایلوت می باشد تا اثر انعقاد پیشرفته روی کاربرد صافی ها در مقیاس پایلوت و در عمل مشخص شده و راه حل های گوناگون آن که شامل استفاده از کمک منعقد کننده و کمک صافی ، کاهش بار صافی و حتی ساخت صافی های جدید می باشد مد نظر گرفته و جوانب اقتصادی آن نیز مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.

▪ حذف TOC در مقادیر PH پایین تر از PH انعقاد معمولی اتفاق می افتد. اگر چه پایین بودن میزان PH در حذفTOC موثر خواهد بود ولی خوردگی تجهیزات و سازه های بتنی تصفیه خانه ، استفاده از پوشش های ضد خوردگی را مورد تأکید قرار می دهد . کنترل PH آب پس از کاهش آن در اثر انعقاد پیشرفته ، یکی از راه حل ها برای کنترل خوردگی است.

▪ ممکن است میزان منگنز در آب افزایش یابد . وجود عنصر منگنز در کلروفریک و سولفات فریک که با کاهش PH آب ، منگنز جذب شده روی صافی ها آزاد شده و ایجاد آبی قرمز رنگ بعد از خروجی آن از صافی ها می نماید . همچنین میزان غلظت آهن در آب تصفیه شده افزایش می یابد.

نتیجه گیری

فرایند های متداول تصفیه ی آب به گونه ای است که تنها برای حذف کدورت از آب طراحی شده اند. ولی به منظور حذف TOC و اجرای انعقاد پیشرفته نیاز به تغییراتی در طراحی و بهره برداری خواهد داشت که بعضی از این تغییرات به شرح زیر می باشد:

▪ تغییر در نوع یا دز منعقد کننده یا پلیمر؛

▪ تغییر در شرایط انعقاد ، ممکن است نیاز به کنترل بیشتری توسط اپراتور ها داشته باشد که این کنترل در ارتباط با انتقال آب از ته نشینی به صافی ها و لخته هایی که ممکن است به صافی راه یابند و همچنین شست و شوی معکوس صافی ها و افزایش میزان آب و انرژی برق مورد نیاز خواهد بود که به این منظور ممکن است از ته نشین کننده ها ی صفحه ای یا لو له ای برای بهبود ته نشینی استفاده شود .

▪ افزایش در میزان دز منعقد کننده ، دفعات تخلیه لجن را افزایش می دهد.

▪ خوردگی در فلزات و بتن سازه ها و تجهیزات تصفیه خانه که ممکن است در مقادیر PH پایین دهد که به این منظور ، استفاده از پوشش های مقاوم به اسید و رنگ آمیزی ، میزان خوردگی را کاهش خواهد داد.


برچسب ها:

گروهها : مقالات تخصصی

Visit Us On FacebookVisit Us On TwitterVisit Us On Google PlusVisit Us On PinterestVisit Us On YoutubeVisit Us On LinkedinCheck Our Feed
ما را دنبال کنید