کــدورت یکــی از پارامرتهــای فیزیکــی آب اســت کــه معیــاری بــرای میــزان جــذب و یــا پراکندگــی نــور توســط مــواد معلــق موجــود در آب بــه شــمار مــی‌رود. قســمت عمــده كــدورت در آبهــای ســطحی از فرســایش مــواد كلوئیــدی نظیــر خــاك رس، گل و لای، خــرده ســنگها و اكســیدهای فلــزی از خــاك حاصــل می‌شــود، مــواد كلوئیــدی كــدورت زا، ســطوحی را بــرای جــذب ارگانیســم هــای بیولوژیكــی و یــا مــواد شــیمیایی مــضر و یــا عوامــل طعــم و بــوی نامطبــوع فراهــم مــی كنند.گندزدایــی آبهای كــدر بــه علــت خــواص جذبــی برخــی از كلوئیدهــا و نیــز بــا توجــه بــه ایــن كــه جامــدات ممكــن اســت ســبب حفاظــت از میكــرو ارگانیســم‌ها در برابــر مــواد گنــدزدا شــوند، عملــی مشــكل بــه شــمار مــی رود. همچنیــن كــدورت بــا جــذب نــور، باعــث جلوگیــری از ورود نــور بــه آب مــی شــود، در نتیجــه كــدورت نیــز بطــور غیــر مســتقیم یــك عامــل آلودگــی آب مــی باشــد، لــذا تصفیــه اولیــه یــا مقدماتــی آب کــه شــامل روش هــای کاهــش کــدورت آب مــی باشــد، دارای اهمیــت بســیار زیادی می باشــد.
انعقاد
به تجربه ثابت شده است که افزودن بعضی ازترکیبات شیمیایی به آب ذراتی غیر محلول و ژلاتینی تشکیل می شود که بار الکرتیکی ذرات معلق مانند کلوئید را خنثی و جذب خود می‌نماید و با بزرگ شدن و افزایش چگالی دارای سرعت ته نشینی مطلوب می گردد.
انعقاد و لخته‌سازی شامل دو مرحله هستند:
اول – انحلال ماده منعقد کننده و تشکیل یون دارای بار مثبت : این یون ذرات معلق دارای بار الکرتیکی منفی مانند رس کلوئیدی و مانند آن را خنثی می نماید ، برای افزایش سودمندی این مرحله، اختلاط سریع ماده منعقد کننده با آب و در نتیجه تماس زیاد ذرات با هم ضرورت دارد.
دوم – پس از مرحله اول هنوز لخته های تشکیل شده کوچک می باشند و بخصوص در محدوده pH پایین هنوز ذره دارای بار الکرتیکی مثبت است یعنی قادر است بارهای الکرتیکی منفی بیشتری را خنثی نماید، لذا هم زدن آرام آب در این مرحله ضرورت داردبدین ترتیب ذرات کوچک تشکیل شده،بزرگتر می شود.
کاهش کدورت به روش تصفیه متعارف
کدورت آب، معیاری برای میزان جـذب و یا پراکندگی نور، در اثر وجود ذرات معلـق و کلوئیـدی در آب می‌باشد. دو گروه اصلی از مواد مورد استفاده در فرایندهای انعقاد و لخته‌سازی، عبارتند از منعقدکننده‌های آلی و معدنی(غیرآلی). منعقدکننده‌های آلی، خود شامل پلی الکترولیت های کاتیونی و آنیونی و پلیمرهای غیریونی هستند، متداول ترین مواد منعقدکننده در حذف کدورت ازآب،نمک های آهن وآلومینیم شامل مواردزیراست:
- فرو سولفات
- فریک سولفات
- فریک کلراید
- آلومینیم سولفات آلوم
- پلی فریک سولفاتPFS
- پلی آلومینیم کلرایدPAC
کمک منعقد کننده ها
گرچه در اکثر شرایط کاربرد یک منعقد کننده به تنهایی برای لخته سازی و ایجاد ذره کافی است، اما بعضی از آبها دارای شرایط مطلوب نیستند و لذا برای ایجاد هسته اولیه تشکیل ذره کاربرد کمک منعقد کننده ضرورت پیدا می کند. کمک منعقد کننده در طی فرآیند انعقاد به منظور دستیابی به اهداف زیر استفاده می شود:
- بهبود فرایند انعقاد
- ایجاد لخته های مقاوم تر و با قابلیت ته نشینی بیشتر
- غلبه برتغییرات درجه حرارت که باعث کاهش سرعت انعقاد می شود
- کاهش میزان ماده منعقد کننده مورد نیاز
- کاهش میزان حجم لجن تولیدی
کاربرد کمک منعقد کننده ها که در حد زیاد یونیزه شده و هسته های اولیه تشکیل ذره را به وجود می آورند امروزه در بسیاری از تصفیه خانه ها متداول است.
سه نوع کمک منعقد کننده متداول موجود عبارتند از:
- سیلیس فعال
- ترکیبات سنگین کننده و جاذب
- پلی الکترولیت ها
عوامل موثر برفرآیند انعقاد
به طور کلی عوامل زیر روی فرآیند انعقاد و لخته سازی در تصفیه آبهای با کدورت باال و دارای رنگ موثر است که باید برای هر آب به طور ویژه مورد توجه قرار گیرد :
- نوع ماده منعقد کننده
- میزان تزریق ماده منعقد کننده
- مقدار و خصوصیات مواد مولد رنگ و کدورت آب
- خصوصیات شیمیایی آب
• آبpH
- مدت زمان اختلاط و لخته سازی
- درجه حرارت
- سرعت اختلاط
- وجود مواد کمک منعقد کننده
البته از بین تمام عوامل فوق تنها چهار عامل نوع ماده منعقد کننده ، میزان تزریق آن ، مدت زمان اختلاط و لخته سازی مهم تر است و بالاخره انواع کمک منعقد کننده ها تا حدود زیادی در تصفیه خانه تحت کنترل قرار می گیرند.
کاهش کدورت به روش فیلتراسیون مستقیم و در خط
تصفیه آب به روش فیلرتاسیون مستقیم و در خط معمولا برای آب های سطحی با کدورت پایین معمولا کمتر از 15NTU و رنگ
متوسط تا کم حدود 20 پلاتین کبالت و TOC کم حدود 4 میلی گرم در لیتر استفاده می شود . فرآیند تصفیه آب فیلرتاسیون
مستقیم شامل اختلاط سریع , لخته سازی , فیلرتاسیون و گندزدایی است . فیلترهای تک بستری عمیق و دانه درشت یا
فیلرتهای دو بستری که شامل یک لایه عمیق از انتراسیت بر روی لایه کم عمق شن دانه درشت می باشند معمولا در تصفیه خانه هایی با سیستم فیلرتاسیون مستقیم به کار گرفته می شود .
کاهش کدورت به روش فیلتراسیون کند
صافی‌های کند Slow Sand Filter ( SSF)
صافی کند جزء صافی‌های بستر عمیق می‌باشد و معمولا حوضچه‌ای است به شکل مکعب مستطیل، که داخل آن و در کف حوضچه لوله‌های مشبک زهکش و در میانه آن ذرات شن و ماسه در بالای آن آب قرار دارد. آب از بستر صافی عبور کرده در حین عبور ذارات معلق و ناخالصی‌های آن دربین ذرات ماسه به دام افتاده و آب تصفیه‌شده از کف حوضچه به وسیله لوله‌های تعبیه‌شده از صافی خارج می‌گردد.
در سطح رویی ماسه به مرور زمان در اثر فعالیت‌های بیولوژیکی و تابش آفتاب یک لایه نازک لزج از عوامل بیولوژیکی تشکیل می‌گردد که به آن اصطلاحاً schmutzdeck یا پوسته صافی filterskin یا لایه بیولوژیکی biologicalfilm یا لایه لزج و چسبنده zoogloealfilm گفته می‌شود. این لایه از انواع جلبک‌های رشته‌ای، پلنکتون‌ها، دیاتومه‌ها، تک‌یاخته‌ها، روتیفرها و باکرتی‌ها تشکیل شده است. این لایه به شدت فعال بوده و میکروارگانیسم‌های مختلف، مواد آلی موجود در آب را جذب و تجزیه می‌کنند، فعالیت میکروارگانیسم‌ها موجود در صافی معمولا تا عمق ۶۰ سانتیمتری بستر گسترش می‌یابد. همچنین برخی از مواد رنگی و عوامل مولد طعم و بو، قسمت قابل ملاحظه‌ای از مواد معلق و کلوئیدی بوسیله این لایه بیولوژیکی از آب جدا می‌گردد، که حاصل آن تولید نمک های معدنی و افزایش کارایی صافی و ارتقاء کیفیت آب خروجی از صافی می‌باشد. چون میزان فیلرتاسیون در صافی‌های شنی کند کم است سرعت عمودی آب د رصافی1 الی10 متر در روز استفاده می‌شود. هزینه ساخت آنها نسبت به صافی شنی تند بیشتر اما بهره‌برداری آنها راحت‌تر است.
کاهش کدورت به روش غشایی
فرآیند غشایی به شیوه های جداسازی فیزیکی و شیمیایی املاح و مواد معلق از آب با استفاده از غشاء های نیمه تراوا اطلاق می گردد. فرایند غشایی با دارا بودن مزایایی مانند کاهش مصرف انرژی ، راندمان بسیار بالا و سهولت کاربرد در دنیا از اهمیت بسزایی برخوردارند .
الکتروکواگوالسیون
ایـن فرآینـد از یـک جریـان الکرتیکی مسـتقیم برای تولید یون های فلزی محلول اسـتفاده مـی کند. ماده منعقد کننـده در این
فرآیند به وسـیله انحلال آند قربانی تولید می شـود و با تولید هیدروژن و یون هیدرواکسـیل در کاتد همراه اسـت. هنگامی که یون هـای فلـزی بـه وسـیله EC فراهم می شـوند با یون های با بار الکرتیکی مخالـف، ذرات آلاینده موجود در آب خنثی می شـوند و به صورت جامدات با مقاومت بالا ته نشـین می گردند. علاوه بر این حباب های هیدروژن تشـکیل شـده اجازه شناورسـازی مواد معلـق را مـی دهنـد. فرآینـد EC به دلیل مزیت تولید ترکیبی از کاتیون های چند ظرفیتی توسـط اکسیداسـیون آندهای قربانی و شناورسـازی آلاینده ها در سـطح محلول که می تواند جمع آوری و حذف آنها را آسـان کند، ایده آل اسـت.
ایـن فرآینـد موثـر و مقـرون بـه صرفـه اسـت بـه طـوری کـه در بعضـی آلاینـده هـا راندمـان حـذف تـا 99 % مـی باشـد ، حرکـت الکرتوفوزیـک موجـب تجمـع ذرات بـاردار منفـی درناحیـه آنـد و یون هـای بـاردار مثبت در ناحیـه کاتد می گـردد. فلز آنـد، برای تولیـد پیوسـته کاتیـون هـای فلـزی چنـد ظرفیتـی اسـتفاده می گـردد. ایـن کاتیون ها، بـار ذرات حمل شـده بـه طرف آنـد را به
وسـیله حرکـت الکرتوفوزیـک خنثـی می کننـد و از این رو فرآیند انعقاد را تسـهیل می نماینـد، به عبارت دیگـر، در فرآیند انعقاد الکتریکـی، شناورسـازی الکتریکـی کاتیـون هـای چند ظرفیتی از اکسـایش آند و گازهای حاصـل از کاتد به وجـود می آیند تا عمـل لخته سـازی انجـام گیرد.