تصفیه خانه های آب به دو بخش تصفیه خانه های آب شیرین و آب شور تقسیم می شوند. تصفیه خانه های آب شیرین عمدتاً برای تأمین آب شهرها طراحی و ساخت می شوند. تصفیه خانه های آب شور نیز با هدف اصلی کاهش شوری آب در مجاورت منابع آب شور نظیر چاه، رودخانه و دریا ساخته می شوند.

تصفیه خانه های آب یکی از مهمترین زیرساختهای شهری و صنعتی برای تأمین آب آشامیدنی در شهرها و آب صنعتی در مجتمع ها و شهرک های صنعتی است. منابع آب ورودی به تصفیه خانه های آب از منابع آب سطحی، چاه ها، ذخایر آبی سدها، رودخانه ها و دریاها تأمین می شود. فرایندهای تصفیه آب وابسته به کیفیت آب ورودی به تصفیه خانه طراحی می شود. به عبارت دیگر طراحی فرایندهای تصفیه آب متناسب با آنالیز فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و میکربی آب ورودی انجام می شود. جداسازی ذرات معلق نامحلول، کاهش شوری آب، گند زدایی و میکرب زدایی آب از مهمترین اهداف تصفیه آب به شمار می روند.

تصفیه خانه آب شهری

تصفیه خانه های آب شهری عموماً از منابع آب سدها و رودخانه های جاری شده از کوهستان تغذیه می شوند. منابع آب حاصل از کوهستان از منابع آب شیرین و با کیفیت برای تصفیه خانه های شهری به شمار می روند. فرایندهای تصفیه در تصفیه خانه های آب شهری که از منابع آب شیرین استفاده  می کنند، به حذف ذرات معلق نامحلول، حذف کدورت و گند زدایی آب محدود می شود.

آب آشامیدنی شهر تهران توسط هفت تصفیه خانه شهری تأمین می شود که قدمت اولین تصفیه خانه به دهه ۳۰ شمسی باز می گردد. اگرچه با گذشت حدود شصت سال از احداث اولین تصفیه خانه آب تهران، پیشرفتهای بسیاری در فناوری ساخت تصفیه خانه های آب به دست آمده است. ولی فرایندهای اصلی تصفیه آب شامل انعقاد، لخته سازی، زلال سازی و گندزدایی با فناوریهای مختلف از تصفیه خانه شماره یک تا هفت مورد استفاده قرار گرفته اند. تصفیه خانه های آب هفت گانه تهران عبارتند از:

• تصفیه خانه شماره یک (جلالیه) به ظرفیت ۷/۲ مترمکعب در ثانیه
• تصفیه خانه شماره دو  (کن) به ظرفیت ۸ مترمکعب در ثانیه
• تصفیه خانه های شماره ۳ و ۴ (تهرانپارس) به ظرفیت ۸ مترمکعب در ثانیه
• تصفیه خانه شماره پنج(شمال شرق تهران) به ظرفیت ۵/۷  مترمکعب در ثانیه
• تصفیه خانه شماره شش(انتهای بزرگراه شهید همت) به ظرفیت ۷/۵ مترمکعب در ثانیه
• تصفیه خانه آب هفتم(جنوب شرق تهران) به ظرفیت ۵ مترمکعب در ثانیه

زلال سازی در تصفیه خانه آب

فرایند انعقاد، لخته سازی و زلال سازی مهمترین بخش از تصفیه خانه های آب شیرین شهری برای کاهش کدورت آب خام است. در فرایند انعقاد سازی از مواد منعقد کننده با بار الکتریکی مخالف ذرات کلوییدی برای خنثی سازی بار سطحی(Zeta Potential) ذرات استفاده می شود. بعد از افزودن ماده منعقد کننده و خنثی شدن بار الکتریکی ذرات، نیروهای واندروالس سبب کشش میان ذرات کلوییدی شده و ذرات کوچک به یکدیگر متصل شده و قابلیت ته نشینی پیدا می کنند.

فرایند لخته سازی متعاقب فرایند انعقاد انجام می شود که در آن فلوک های میکرونی به یکدیگر متصل شده و ذرات قابل رویت با قابلیت ته نشینی را تشکیل می دهند. این فرایند در یک مخزن مجهز به همزن دور پایین یا در تصفیه خانه بزرگ در پولساتور(Pulsator) انجام می شود. مواد معلق ته نشین شده به عنوان لجن در کف مخزن زلال ساز انباشته می شود و به صورت منظم بر اساس نوع فرایند تخلیه می شود.

پولساتور(Pulsator)

فرایند زلال سازی(Clarification) به طور معمول در مخازن با زمان ماند مناسب و با میکسرهای دور پایین انجام می شود. ولی در تصفیه خانه های بزرگ آب، استفاده از حجم بالای مخازن و توان بالای مورد نیاز برای اختلاط از منظر اقتصادی توجیه پذیر نیست. زلال ساز پولساتور با هدف کاهش قابل توجه حجم مخزن زلال ساز، افزایش قابل توجه سرعت ته نشینی و حذف همزن های توان بالا در تصفیه خانه های بزرگ استفاده می شود.

ایده طراحی پولساتور بر افزایش تواتر برخورد ذرات معلق و کلوییدی با هدف تشکیل سریعتر فلوکه ها و در نتیجه افزایش سرعت ته نشینی استوار شده است. برای نیل به این هدف از پتوی لجن(Sludge blanket) به عنوان بستری برای عبور آب ورودی و افزایش احتمال و تواتر برخورد ذرات معلق استفاده می شود. پتوی لجن، بستر تجمع یافته فلوکه های پیشین در کف مخزن پولساتور است. آب ورودی به پولساتور از طریق حفره های لوله های توزیع(perforated pipe) در کف بستر لجن به صورت همگن از پایین به بالا وارد می شود. عبور آب از بستر منجر به افزایش تواتر برخورد ذرات کلوییدی با فلوکه ها شده و افزایش سرعت ته نشینی را به دنبال دارد.

آب ورودی در ابتدای ورود به پولساتور وارد مخزن خلاء می شود. سپس از طریق مخزن خلاء به لوله های زیرین پتوی لجن با پالسهای منظم وارد می شود. پالسها ناشی از موج سقوط آب در مخرن خلاء هستند. ارتفاع آب ورودی به مخزن خلاء با استفاده از خلاء نسبی ناشی از پمپ خلاء نسبت به سطح آب در پولساتور بالاتر می آید و پس از رسیدن به سطح مشخص با شکستن ناگهانی خلاء، ستون آب به داخل مخزن سقوط می کند و آب از طریق لوله های توزیع با عبور از پتوی لجن به مخزن زلال ساز وارد می شود.

شرکت مهندسی فران با بهره گیری از مهندسان با تجربه در طراحی و مهندسی معکوس پولساتورهای تصفیه خانه های شهری، آماده ارائه خدمات طراحی،مهندسی و اجرا در فرایندهای مختلف تصفیه آب در تصفیه خانه آب شهری است.

تصفیه خانه آب شور

در صورتی که منبع آب ورودی به تصفیه خانه، آب شور رودخانه، چاه یا دریا باشد،فرایندهای تصفیه آب متفاوت از تصفیه خانه های آب شهری خواهد بود. نمک زدایی به عنوان یکی از بهترین راه حلهای تأمین آب به خصوص در مناطق مدیترانه ای و اقلیم خشک مطرح است. امروزه فناوریهای اسمز معکوس و حرارتی مهمترین روشهای شیرین سازی تجاری آبهای شور هستند. اسمز معکوس یکی از فرایندهای متداول شیرین سازی آب دریاست.

بهره گیری از فرایندهای حرارتی نمک زدایی، قدمت بالاتری نسبت به فرایند اسمز معکوس در شیرین سازی آبهای شور دارد. در آب شیرین کن های حرارتی، آب شور دریا با استفاده از حرارت در چند مرحله و در فشار پایین تبخیر می شود. آب تبخیر شده فاقد املاح محلول بوده و تغییر فاز آن به فاز مایع منجر به تولید آب شیرین می شود. پر واضح است که تبخیر آب در آب شیرین کن های حرارتی مستلزم استفاده از انرژی حرارتی است که بالاترین سهم از بهای تمام شده آب شیرین را به خود اختصاص می دهد.

اسمز معکوس(RO)، فرایند اقتصادی و تجاری دیگری است که در شیرین سازی آبهای شور از آن استفاده می شود. در فرایند اسمز معکوس، آب شور دریا با فشار بالا از غشای نیمه تراوا به منظور جداسازی نمکهای محلول عبور داده می شود. طی این فرایند آب دریا به دو جریان آب شیرین(Permeate) و آب خیلی شور تقسیم می شود که آب خیلی شور مجدداً به دریا بازگردانده می شود.

شرکت دانش بنیان مهندسی فران با تجربه بیش از یک دهه در زمینه طراحی و ساخت آب شیرین کن های اسمز معکوس خدمات مهندسی و ساخت ارائه می کند.

تصفیه خانه آب شور با فرایند RO

نمک زدایی از آبهای شور مثل آب دریا در تصفیه خانه های آب شور به سه بخش پیش تصفیه، تصفیه و تصفیه نهایی تقسیم می شود. عملیات نمک زدایی در بخش تصفیه و با استفاده از فراینذ اسمز معکوس انجام می شود.

واحد پیش تصفیه: مهمترین معیار طراحی بخش پیش تصفیه، آنالیز فیزیکی،کیفیت و کمیت ذرات معلق موجود در آب ورودی است. غشاهای اسمز معکوس برای عبور ذرات معلق بزرگتر از ۵ میکرومتر ساخته نشده اند. علاوه بر این این غشاها در برابر آلودگی های بیولوژیکی و آلی نیز آسیب پذیر هستند. از اینرو بخش پیش تصفیه وظیفه مناسب سازی آب خام ورودی را برای ورود به واحد اسمز معکوس ایفا می کند.

ورود ذرات جامد معلق بزرگتر از ۵ میکرومتر به ممبرانها و رشد بیولوژیکی/کلوئیدی در واحد اسمز معکوس منجر به کاهش طول عمر ممبرانها می شود. فرایند پیش تصفیه مناسب علاوه بر جداسازی ذرات معلق و کلوییدی توانایی جداسازی جلبکها و دیگر موجودات بیولوژیکی را تا میزان بالایی دارد که در نقش یک گارد محافظ برای واحد اسمز معکوس عمل می کند. از اینرو وجود پیش تصفیه مناسب برای عملکرد صحیح واحد اسمز معکوس ضروری است. طبیعتاً بخشی از هزینه های مربوط به سرمایه گذاری اولیه و هزینه های بهره برداری در تصفیه خانه های آب شور به بخش پیش تصفیه اختصاص پیدا می کند. بزرگترین پیامد در پیش تصفیه ضعیف، کاهش طول عمر ممبران ها و در نهایت کیفیت پایین و شوری بالا در آب خروجی بعد از مدتی از کارکرد واحد است.

شرکت مهندسی فران با توجه به کیفیت آب خام و نحوه برداشت آب، گزینه های مختلفی را برای واحدهای آب شیرین کن صنعتی پیشنهاد می کند:

• فناوریهای رایج تصفیه آب(انعقاد و لخته سازی، زلال سازی و …)
• فیلترهای دوگانه ثقلی و تحت فشار(Dual Media Filter)
• اولترافیلتراسیون(Ultra-filtration)
• فرایند داف(Dissolved Air flotation)
• فیلترهای خود شوینده(Self cleaning filter)

شرکت مهندسی فران با انتخاب بهینه گزینه های موجود در بخش پیش تصفیه، هزینه های سرمایه گزاری اولیه و بهره برداری تصفیه خانه آب را طی مطالعات امکان سنجی بهینه سازی می کند. در قدم بعدی طراحی پایه و تفصیلی کلیه واحد های آب شیرین کن متناسب با کیفیت آب ورودی انجام می شود.

واحد اسمز معکوس: طراحی واحد اسمز معکوس بر مبنای آنالیز شیمیایی آب خام و کیفیت مورد انتظار آب اعم از آب آشامیدنی یا صنعتی در خروجی واحد نمک زدایی انجام می شود. تعداد، نوع و فشار کاری ممبرانهای اسمز معکوس با توجه به کیفیت آب خام در شبیه سازی فرایند نمک زدایی تعیین و مشخص می شود. با توجه به نتایج شبیه سازی، مشخصات کمی و کیفی اجزای اصلی فرایند نمک زدایی شامل پمپ فشارقوی، تجهیز بازیافت انرژی و ممبرانهای اسمز معکوس تعیین می شود.

واحد اسمز معکوس با توجه به دما و میزان شوری میتواند به صورت تک پاس یا دو پاس طراحی و ساخته شود. در برخی از آب شیرین کن های دریایی استفاده از واحد تک پاس برای حصول به استاندارد اروپا در مورد آب شرب کافی نیست. برای رسیدن به محدوده مجاز بورون براساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی بکارگیری پاس دوم واحد اسمز معکوس نیز گاهاً ضروری است.

انتخاب نوع مناسب تجهیز بازیافت انرژی(Energy Recovery Device)، نقش بسیار مهمی در بهینه سازی هزینه انرژی الکتریکی مصرفی تأسیسات آب شیرین کن آب دریا دارد. بازیافت انرژی جریان با فشار بالای شورابه(Concentrate) و انتقال این انرژی به آب ورودی به ممبرانهای اسمز معکوس، توان الکتروموتور پمپ فشار قوی مورد نیاز را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. البته تناسب جنس، نوع و طراحی تجهیز بازیافت انرژی با آب دریا و پمپ فشار قوی بسیار حایز اهمیت است.

شرکت دانش بنیان مهندسی فران با تکیه بر تجربه بیش از یک دهه فعالیت و تسلط بر دانش شیرین سازی آب، خدمات طراحی، تأمین، ساخت و بهره برداری را در تصفیه خانه های آب شور به شرح ذیل ارائه می نماید:

• تولید آب آشامیدنی با TDS کمتر از ۳۰۰ میلیگرم بر لیتر
• تولید آب صنعتی با TDS کمتر از ۱۰ میلیگرم بر لیتر
• تولید آب فوق خالص با مقاومت MΩ-cm 18(با بهره گیری از رزینهای تبادل یونی/الکترودیالیز)

ارائه راه حل های فنی موثر و متنوع در زمینه تصفیه انواع مختلف آب با به روزترین فرایندهای آزموده شده در دنیا از اصول حرفه ای فعالیت شرکت مهندسی فران است. راه حل های فنی کاملاً منطبق بر درخواست مشتری و مناسب با آنالیز آب ارائه می شود. پیشنهادهای فنی به گونه ای ارائه می شود که قدم به قدم کلیه مراحل تصفیه آب را به صورت شفاف تشریح می کند.

جهت کسب هرگونه اطلاع و سوال در مورد تصفیه خانه های آب، دستگاه تصفیه آب صنعتی و آب شیرین کن های صنعتی با شماره ۸۸۸۸۸۹۳۸-۰۲۱ تماس گرفته و با کارشناسان شرکت مهندسی فران مشاوره کنید.