تصفیه آب چیست – از تاریخچه تا مراحل انجام تصفیه (+ ویدئو)

شرح ویدئو مراحل تصفیه آب

در این ویدئو مراحل تصفیه آب به صورت تصویری شرح داده شده است:

1. ابتدا آب به داخل تصفیه خانه هدایت می شود (آبگیری).
2. سپس مواد معلق از آب جدا می شوند (آشغالگیری).
3. بعد از آن ته نشینی مقدماتی ذرات اتفاق می افتد.
4. در مرحله بعد، مواد معلق ریز از آب حذف می شوند.
5. سپس آب از فیلترهای طبیعی عبور داده می شود.
6. در نهایت، آب عبور داده شده، ضدعفونی می شود.

• تصفیه آب و تصفیه خانه
• تاریخچه تصفیه آب
• فرایند تصفیه آب
• شرح مراحل تصفیه و تاسیسات آب

آب ماده‌ ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه و … دیده می‌شود. آب در چرخه خود، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد، انسانها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

تصفیه آب و تصفیه خانه

مجموعه عملیاتی که به منظور آماده کردن آب برای مصارف مورد نظر اجرا میگردد، «تصفیه آب» و مجموعه تأسیسات و تجهیزاتی که عملیات تصفیه آب را در بر میگیرد «تصفیه‌ خانه» نامیده میشود بنابراین برای تهیه آبی مناسب برای شرب و مصارف عمومی شهری یک رشته عملیات در تصفیه‌ خانه آب به اجرا گذارده میشود تا آب دریافتی از منابع آب را با کیفیتی قابل قبول در چهارچوب استاندارد «آب آشامیدنی» تحویل نماید.

آب آشامیدنی استاندارد به طور کلی آبی است که بی رنگ، بی بو و با طعم مطبوع و گوارا که مصرف آن حتی در دراز مدت هم به لحاظ عاری بودن از مواد مضر، ضرری برای سلامتی مصرف کننده نداشته و خسارتی به تجهیزات انتقال، توزیع و مصرف وارد نیاورد.

عملیاتی که در تصفیه‌ خانه آب آشامیدنی در رابطه با تصحیح کیفیت آب اجرا میشود بستگی به کیفیت آب منابعی دارد که برای تأمین آب آشامیدنی در نظر گرفته میشود و طرح تأسیسات تصفیه‌ خانه نیز با در نظر گرفتن اینکه آب تصفیه شده برای چه مصرفی در نظر گرفته خواهد شد پیش‌ بینی میشود.

تاریخچه تصفیه آب

اشاره به روش های تصفیه آب در اسناد پزشکی زمان های قدیم، بیانگر آن است که بین پاکیزگی آب و سلامتی بشر ارتباطی مستقیمی وجود دارد. سقراط که پدر علم پزشکی شمرده میشود میگوید: «هر کس که میخواهد به نحوی شایسته در پزشکی به بررسی و تحقیق بپردازد باید آب مورد مصرف ساکنین یک ناحیه را مورد توجه قرار دهد زیرا آب در سلامت انسانها بسیار نقش دارد».

پیشینه تصفیه آب قبل از میلاد مسیح

منابع تاریخی و تصاویر بدست آمده نشان میدهد که از دو هزار سال پیش از میلاد تصفیه آب برای آشامیدن مرسوم بوده است. در متون سانسکریت (زبان باستانی هندیها) و یونان باستان که متعلق به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح میباشد، روشهای تصفیه آب توضیح داده شده است. مردم در آن زمان میدانستند که حرارت دادن به آب باعث خالص شدن آن میشود. همینطور از فیلترهای شنی و گرانولی برای تصفیه آب استفاده میکردند.

رومیان با ساختن حوضچه‌ های شنی در مسیر کانال هایی که آب شهر را تأمین میکردند ذرات معلق همراه آب را جدا میکردند. در شهر ونیز که بر روی جزیره‌ ای بدون منبع آب شیرین قرار گرفته است آب حاصل از بارندگی از طریق حیاط ها و بام ها به آب انبار های شهر هدایت میشد و در مسیر حرکت خود از فیلترهای شنی نیز عبور میکرد.

اولین نوع از این آب انبارها، در حدود ۵ قرن پس از میلاد مسیح برای تهیه آب جهت مصارف خصوصی و عمومی ساخته شد. جابر بن‌ حیان شیمیدان ایرانی از روش تقطیر که در اصل نمونه آزمایشگاهی یکی از روش های عمومی تصفیه آب میباشد، برای مصارف آزمایشگاهی خود استفاده میکرد.

پیشینه تاریخی تصفیه آب در ایران

شرایط جغرافیایی ایران و در دسترس بودن آب شیرین و سالم شاید یکی از علت های عدم استفاده گسترده ایرانیان از روشهای تصفیه آب بوده است. زیرا توجه به آب سالم و آلوده نکردن آن که مستلزم شناخت انواع بیماری های ناشی از آلودگی های آب است، از آموزه‌ های آشو زرتشت پیامبر باستانی است.

بقایای سیستم فاضلاب متمرکز شهری در زمان هخامنشیان که در کاوشهای سالهای اخیر پیدا شده نشانگر تسلط  ایرانیان باستان به آب بوده و چه بسا در بعضی نقاط نیز از روشهای قدیمی تصفیه آب استفاده میکردند.

توسعه فیلتراسیون در اروپا و آمریکا

پی بردن به خواص فیلتراسیون در ربع آخر قرن ۱۹ سبب ساخت و توسعه واحدهای مختلف فیلتراسیون در سراسر اروپا و آمریکا گردید بطوریکه در انتهای قرن، فیلتراسیون به عنوان عامل اصلی جلوگیری از بیماریهایی با منشاء آبی به حساب می‌آمد.

پذیرش تئوری میکروبی در مورد انتقال بیماریها، منجر به انجام عملیات گندزدایی بر روی منبع آب مصرفی جامعه گردید. در ابتدا گندزدایی به صورت موقت با استفاده از پودرهای رنگ بر و هیپوکلریت ها در  موارد خاص انجام  میگرفت. اولین واحدی که به طور دائم آب را کلرینه میکرد در سال ۱۹۰۲ در بلژیک راه‌اندازی شد.

تولید کلر مایع اولین بار در سال ۱۹۰۹ برای گندزدایی آب آغاز گردید و در فیلادلفیا به سال ۱۹۱۳ برای اولین بار جهت ضد عفونی آب، استفاده از سایر مواد مصرفی برای گندزدایی از جمله اُزن توسعه پیدا کرد ولی مصرف آن فراگیر نشد.

گندزدایی و استفاده وسیع از کلر در منابع آب مصرفی، باعث کاهش بسیار زیاد مرگ و میر ناشی از بیماریهایی با منشأ آبی گردید. سایر فرآیندهای تصفیه آب با سرعت و گستردگی کمتری توسعه یافتند. منعقدسازی همراه با فیلتر شنی سریع (تحت فشار) به عنوان فرآیند مکمل ته‌ نشینی در ایالات متحده توسعه یافت.

نرم کردن آب های سخت در قرن نوزدهم در اروپا انجام میگرفت اما تا آغاز قرن بیستم برای مصارف عمومی آب گسترش پیدا نکرد همچنین ظرفیت ذغال برای جداسازی مواد آلی محلول در آزمایش های مربوط به فیلتراسیون در اوایل قرن ۱۹ مورد توجه قرار گرفت اما برای مصرف عمومی آب استفاده نشد. اصلاح این ماده تبدیل آن به کربن فعال همراه با استفاده از آن در واحد های تصفیه آب در سال های اخیر صورت گرفت.

در قرن بیستم شیرین سازی آب با ظرفیت بالا گسترش پیدا کرد و با ساخت غشاهای نیمه‌ تراوا و پیدایش اسمز معکوس در آمریکا، ظرف چند سال این صنعت فراگیر شد بطوریکه در حال حاضر کشورهای حوزه خلیج فارس بیش از ۳۰ درصد ظرفیت تولید آب شیرین جهان را دارا میباشند.

فرایند تصفیه آب

فرآیند هایی که برای تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد بستگی به کیفیت منبع آب انتخاب شده دارند، بیشتر آب های زیرزمینی صاف و عاری از عوامل بیماری زا و همچنین فاقد مقادیر قابل توجهی از مواد آلی هستند این قبیل آب ها را می‌توان با استفاده از حداقل مقدار کلر برای جلوگیری از آلودگی شبکه‌ های توزیع در سیستم های آب آشامیدنی مورد مصرف قرار داد.

آب های سطحی غالبا دارای تنوع بیشتری از آلاینده‌ها نسبت به آب های زیرزمینی هستند و به همین دلیل فرآیند های تصفیه ممکن است برای این قبیل آب ها پیچیده‌ تر باشد. بیشتر آب های سطحی دارای کدورتی بیش از مقدار تعیین شده توسط استاندارد های آب آشامیدنی می‌باشد. فرآیند های تصفیه آب شامل مراحل زیر می‌باشد:

۱. انتخاب فرآیند های تصفیه بر پایه کیفیت آب خام

قبل از طراحی تأسیسات آبگیری، انتقال و تصفیه‌ آب برای آشامیدن و مصارف دیگر، باید از کیفیت و کمیت آب منبع تأمین‌کننده در طول عمر مفید یک طرح مطمئن بود و این بخشی از مطالعات است که در برنامه‌ های توسعه‌ منابع آب در سطح کلان و منطقه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. بنابراین باید کیفیت آب مورد نیاز تمام مصارف را دانست و تغییرات احتمالی کیفیت آب‌ های موجود را نیز پیش‌ بینی نمود زیرا هر گام در راه توسعه‌، روی کمیت و کیفیت منابع آب مؤثر است که در واقع جنبه‌ های منفی و یا تخریبی آن بیشتر است.

مهم‌ترین هدف در تصفیه‌ آب برای مصرف آشامیدنی، از بین بردن عوامل زنده‌ بیماری زا در صورت وجود آن در آب خام است به‌ طوری ‌که مصرف آن برای انسان بی‌ خطر گردد. به‌علاوه آب از نظر رنگ، بو و کدورت در حدی باشد که مورد قبول مصرف‌ کننده قرار گیرد و در نهایت این ‌که هزینه‌ های انجام کار دارای توجیه اقتصادی باشد و قیمت تمام شده‌ آب از توجیه اقتصادی قوی برخوردار باشد.

اغلب آب‌ ها دارای ناخالصی‌ هایی هستند و هدف از تصفیه‌ آب، رساندن این ناخالصی‌ ها به حد مجاز تعیین‌ شده استاندارد های آب آشامیدنی است. معمولاً آب طبیعی هم برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی و هم برای مصارف صنعتی، نیازمند تصفیه است. تصفیه آب برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی، آسانتر و ارزانتر از تصفیه آب برای مصارف صنعتی است.

نگرانی‌های اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:

• وجود باکتری‌ های بیماری زا (پاتوژن‌ ها) در آب
• کمبود یا زیاد بودن غلظت بعضی از یون‌ ها که در سلامتی انسان نقش دارند
• ذرات معلق آب
• بو و مزه‌ آب

به منظور بهبود کیفیت آب خام ورودی به تأسیسات تصفیه‌ خانه‌ های آب، اجرای یک یا چند عملیات از جمله آشغالگیری، پیش ته‌ نشینی، کلرزنی تحت عنوان فرآیند پیش تصفیه در داخل و یا خارج از تصفیه‌ خانه پیش‌ بینی می‌گردد.

الف) آشغالگیری

در آبگیری از آب های سطحی شاخ و برگ و الیاف و با مواد دیگر شناور به وسیله شبکه‌ های آشغالگیر از آب جدا می‌شوند. این شبکه‌ها مواد شناوری را که همراه آب است، در خود نگه می‌دارد و مانع ورود آنها به تصفیه‌ خانه می‌شوند. آشغالگیر ممکن است قبل از ورود آب یا در محل ورودی آب به تصفیه‌ خانه نصب شده باشد که در هر حال می‌بایست روزانه حداقل یکبار تمیز گردد.

به منظور حذف قطعات درشت، سبک و شناور بر روی آب که معمولا در آب های سطحی وجود دارد کاربرد توری های آشغالگیر در مسیر هدایت آب، در آبگیرها و کانال هایی که آب خام را به تأسیسات تصفیه‌ خانه می‌رساند، ضروری است.

آب های سطحی نظیر رودخانه‌ها، همواره شاخه و برگ درختان، قطعات پلاستیکی و … را همراه خود حمل می‌کنند که ورود آنها به تأسیسات، علاوه بر اینکه راندمان پالایش را کاهش می‌دهد (از طریق کاهش سطح برخورد مواد شیمیایی با مولکول‌ های آب و افزایش مصرف مواد شیمیایی) ممکن است با اخلال در کار تجهیزاتی مانند شیرها و پمپ‌ ها در عملیات تصفیه وقفه ایجاد نماید. بنابراین اولین مرحله تصفیه فیزیکی آب خام عملیات آشغالگیری می‌باشد.

جنس شبکه‌ های آشغالگیر معمولا از موادی است که در آب به راحتی زنگ نزده و در مقابل فشار آب به حد کافی مقاوم می‌باشد. حرکت آشغالگیرها یا دستی بوده و یا به کمک موتور های الکتریکی انجام می‌شود.

فاصله زمانی نظافت آشغالگیرها بستگی به میزان مواد زائدی دارد که همراه جریان آب وارد تصفیه‌ خانه می‌شود و تجربه در انتخاب این فاصله زمانی بسیار مؤثر است.

ب) پیش ته‌ نشینی

در مواقعی ‌که مواد معلق در آب از ۱۰۰۰ میلی‌ گرم در لیتر بیشتر شوند، برای کاهش کدورت در زلال‌ ساز ها از واحد پیش‌ ته‌ نشینی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر زلال‌ ساز ها برای زلال‌ سازی آب خام با کدورت مشخصی طراحی می‌شوند. چنانچه کدورت آب خام به بیش از حد طراحی سیستم‌ های زلال‌ ساز برسد، نیاز به پیش‌ ته‌ نشینی است که این پیش‌ ته‌ نشینی می‌تواند به‌ صورت ساده‌ فیزیکی و یا با کمک مواد شیمیایی و فرآیند های زلال‌ سازی باشد.

ج) کلرزنی آب خام (کلرزنی اولیه)

۲. انتخاب فرآیند های تصفیه بر پایه کیفیت آب

ناخالصی‌ های آب را به دو دسته عمده می‌توان تقسیم کرد:

الف) ناخالصی‌ های معلق:

این ناخالصی‌ ها شامل موارد زیر است:

• ذرات معلق زنده بیماری زا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ ها
• ذرات معلق زنده غیر بیمار‌ی زا مانند برخی جلبک‌ ها و تک‌ سلولی‌ ها
• ذرات معلق غیر زنده مانند ذرات رسی و کلوئیدها

برای زدایش و یا کاهش ناخالصی‌ های فوق، تصفیه متعارف شامل فرآیند های اختلاط سریع، انعقاد، ذره‌ سازی، ته‌ نشینی، فیلتراسیون و گندزدایی به ‌کار می‌رود.

ب) ناخالصی‌ های محلول:

این ناخالصی‌ ها به‌طور یکنواخت در آب پراکنده بوده و ممکن است به ‌صورت اتم، مولکول و یا یون باشند که به اشکال زیر وجود دارند:

• آنیون‌ های عمومی مانند کربنات‌ ها، سولفات‌ ها، کلرورها و نیترات‌ ها که روش حذف یا کاهش آنها تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی، تصفیه شیمیایی و… می‌باشد.
• کاتیون‌ های عمومی مانند کلسیم، منیزیم، آهن، سدیم، منگنز و … که روش‌ های کاهش و یا زدایش آنها از آب، نیازمند روش‌ های تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی، هوادهی و … می‌باشد.
• گازها مانند دی‌ اکسید کربن، سولفید هیدروژن و متان که هوادهی و یا تصفیه شیمیایی برای کاهش این آلاینده‌ ها به ‌کار می‌رود.
• عناصر سمی، ترکیبات مصنوعی، مواد آلی و فلزات سنگین مانند آرسنیک، سرب و جیوه که با فرآیندهای تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی و جذب سطحی میتوان اقدام به کاهش آنها کرد.
• عناصر رادیواکتیو که فرآیندهای تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی و جذب سطحی برای کاهش آنها به کار می‌رود.

۳. فرآیند های مختلف یک تصفیه‌ خانه

با توجه به بررسی‌ هایی که در مورد کیفیت منبع آب انجام می‌گیرد، آب نیازمند تصفیه خواهد بود که مطابق این کیفیت، یگان هایی که باید در تصفیه‌ خانه به ‌کار روند و همچنین فرآیندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی که باید انجام گیرند، تعیین می‌گردند.

به‌ طور کلی در یک تصفیه‌ خانه آب، ممکن است فرآیندهای زیر صورت‌ پذیرد:

• آبگیری در ایستگاه پمپاژ آبگیر
• تقسیم جریان آب در حوضچه‌ شیرآلات ورودی (Inlet chamber)
• اندازه‌ گیری دبی آب ورودی به تصفیه‌ خانه
• هوادهی
• آهک زنی (تنظیم pH آب و حذف سختی)
• اختلاط سریع (Flush mixing)
• زلال‌ سازی یا کلاریفایر (Clarifier)
• انعقاد (Coagulation)
• لخته‌ سازی (Flocculation)
• ته‌ نشینی (Sedimentation)
• صاف‌ سازی آب جهت جداسازی آخرین ذرات مواد معلق ته‌نشین شده (Filteration)
• سالم‌ سازی آب (کلرزنی نهایی) (Post chlorination)
• بازیافت آب شستشوی صافی‌ها جهت کاهش تلفات آب (Recovery)
• تغلیظ و آبگیری لجن (Sludge thickening & dewatering)

شرح مراحل تصفیه و تأسیسات آب

۱. ایستگاه پمپاژ آبگیری و حوضچه‌ شیرآلات ورودی

با توجه به اینکه آب برداشتی از رودخانه، دریاچه و یا چاه می‌باشد، از یک ایستگاه پمپاژ برای آبگیری و انتقال آن به سایر یگان های تصفیه‌ خانه استفاده می‌شود. با توجه به دبی آب مورد نیاز و همچنین هد مورد نیاز، تعداد پمپ‌ ها و ظرفیت آنها تعیین می‌شود. آب ورودی به تصفیه‌ خانه، توسط شیرهای کنترلی تنظیم و بین مدول‌ ها تقسیم می‌گردد. آب پس از خروج از حوضچه‌ شیرآلات، وارد واحد پیش‌ ته‌ نشینی می‌گردد.

۲. شیر کنترل آب خام

میزان آب خام ورودی به تصفیه‌ خانه، معمولا از محلی که آب ارسالی به تصفیه‌ خانه وارد خط لوله و یا کانال اختصاصی آن می‌شود، انجام گرفته و به کمک «تله مترینگ» و یا گزارش های تلفنی به اطلاع مسئولین تصفیه‌ خانه می‌رسد.

در اولین مرحله ورود آب خام به تصفیه‌ خانه، نصب شیر بر روی کانال و یا لوله ورودی امری ضروری است تا بتوان در مواقع مورد نیاز نسبت به قطع فوری آب و یا کاهش میزان آن اقدام نمود. شیر و یا شیرهایی که معمولا بر روی کانال ورودی نصب می‌گردد از نوع شیرهای دروازه‌ ای و یا پروانه‌ ای می‌باشد که به صورت دستی و یا با کمک موتور الکتریکی باز و بسته می‌شود. این شیرها به طور معمول یا باز هستند و یا بسته، مگر در مواقعی که به دلیلی نیاز باشد که آب ورودی کاهش یابد، که در این صورت آنها را تا حد لازم می‌بندند. نگهداری این شیرها ساده بوده و کافی است که در فاصله زمانی معین مانور شده و واشرهای لاستیکی آنها مورد بازدید و در صورت لزوم تعویض گردد. شیرهای ورودی را معمولا می‌توان هم از محل نصب و هم از تابلوی اصلی تصفیه‌ خانه باز و بسته کرد.

۳. اندازه‌ گیری دبی آب ورودی به تصفیه‌ خانه

شدت جریان (دبی) آب ورودی به تصفیه‌ خانه را می‌توان به طرق مختلف اندازه گرفت. اندازه‌ گیری مقدار آب ورودی بسیار حائز اهمیت است و اگر چه مقدار آب ارسالی معمولاً در نقطه‌ ای که آب وارد کانال یا لوله اختصاصی تصفیه‌ خانه می‌شود، اندازه‌ گیری می‌گردد اما لازم است که در بدو ورود به تصفیه‌ خانه نیز کنترل شود. اندازه‌گیری شدت جریان در تعیین مقدار مواد شیمیایی تزریقی به آب (مواد منعقد کننده، کمک منعقد کننده، مواد تنظیم کننده pH، کلر و …) و تعیین آمارهای لازم نقش اساسی دارد.

برای اینکه آب تصفیه شده پیوسته دارای کیفیت بالایی بوده و دارای آشامیدن مناسب باشد، اندازه‌ گیری جریان آب باید دقیق باشد و در اکثر موارد یک دستگاه تعیین میزان جریان آب که تا ۲۰%± مقدار اصلی آب را نشان می‌دهد کافی و مناسب است. چنانچه مقدار آب صحیح اندازه‌ گیری نشود بر هزینه‌ های تصفیه آب افزوده می‌گردد. برای مثال در مرحله گندزدایی اگر دستگاه اندازه‌ گیری جریان آب، میزان آنرا ۱۰% بیشتر نشان دهد بنابراین کلر، ۱۰% بیش از مقدار لازم به آب اضافه می‌شود که بر هزینه‌ های گندزدایی افزوده می‌گردد.

اندازه‌ گیری جریان آب را می‌توان در لوله‌ ها و یل کانال‌ های روباز انجام داد. چهار نوع دستگاه اندازه‌ گیری برای سنجش مقدار آب لوله‌ ها مناسب می‌باشد:

1. دستگاه اندازه‌ گیری اختلاف فشار
2. دستگاه اندازه‌ گیری سرعت جریان آب
3. دستگاه اندازه‌ گیری جریان مغناطیسی
4. دستگاه اندازه‌ گیری جریان ماوراء صوت

۴. هوادهی

روشی است که بوسیله آن آب در تماس با هوای تحت فشار جو (یا کمتر و یا بیشتر از فشار جو) به منظورهای زیر قرار می‌گیرد و کیفیت آب از لحاظ بو، طعم و خورندگی اصلاح می‌گردد.

• کاهش H_۲S و سایر گازها و مواد فرار و قابل اکسیداسیون که ایجاد طعم، بو، رنگ و یا خورندگی در آب می‌کنند و به راحتی با هوادهی از آب جدا می‌شوند.
• کاهش گازهایی نظیر؛ دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن که باعث افزایش خاصیت خورندگی آب می‌شوند. باید گفت گرچه اکسیژن نیز باعث افزایش خاصیت خورندگی آب می‌شود، اما با هوادهی معمولی غلظت آن در آب کاهش پیدا نمی‌کند و در مواردی افزایش می‌یابد.
• کاهش گازهایی که در افزایش مصرف مواد شیمیایی برای تصفیه یا تعدیل املاح آب دخالت می‌نمایند. مانند؛ CO_۲ در گرفتن سختی آب با آهک و H_۲S در کلرینه کردن آب

در صورتیکه آب به قدر کافی اکسیژن محلول نداشته باشد با هوادهی میزان آن افزایش می‌یابد و در نتیجه:

الف) طعم و بوی آب اصلاح می‌شود.

ب) اکسیژن از فعالیت بی‌ هوازی میکروارگانیسم‌ ها جلوگیری می‌کند و در نتیجه تولید گازهایی مانند؛ CO_۲ و H_۲S و آمونیاک کاهش پیدا می‌کند، pH آب تعدیل می‌شود و از خورندگی جلوگیری می‌شود.

ج) آهن و منگنز و آمونیاک و برخی از مواد آلی آب اکسیده می‌شوند.

از اهداف فوق‌ الذکر که برای هوادهی گفته شد، کاهش گاز کربنیک، آهن و منگنز از مهمترین و متداولترین آنهاست. از جمله عوامل مؤثر در هوادهی مدت هوادهی و تناسب سطح تماس به حجم آب حامل گاز (A/V) است که بدین ترتیب در زمان هوادهی موقعی که آب به قطره‌ های ریز تبدیل می‌شود هر چه قطره کوچکتر باشد، سطح تماس بیشتر و راندمان هوادهی افزایش می‌یابد.

۵. آهک زنی (تنظیم pH آب و حذف سختی)

یکی دیگر از موادی که در همان ابتدا به آب خام افزوده می‌شود، شیر آهک فوق اشباع، به عنوان ماده تنظیم کننده pH می‌باشد. محلول شیر آهک قبلاً در مخازن انحلال، تهیه و آماده شده، غلظت آن اندازه‌گیری و سپس با توجه به مقدار مورد نیاز به آب خام تزریق می‌گردد. افزودن شیرآهک به آب علاوه بر تنظیم pH در یک محدوده مناسب، باعث می‌گردد فرآیند کواگولاسیون، فلوکولاسیون و سدیمنتاسیون به نحو مطلوبتری انجام گردد. به عنوان یک ماده کمک منعقد کننده و کاهش دهنده سختی ناپایدار آب نیز در فرآیند تصفیه فیزیکی-شیمیایی آب مؤثر است.

۶. اختلاط سریع

هدف از عمل اختلاط، علاوه بر اختلاط سریع داروهای شیمیایی (کلرور فریک) با آب، توزیع یکنواخت دارو در آب به منظور ناپایدار کردن کلوئیدها می‌باشد. این عمل در واحد اختلاط سریع با افزودن مواد منعقدکننده به آب خام و به هم‌ زنی آن صورت می‌گیرد.

اختلاط سریع عموماً اولین فرآیند تصفیه است. این مرحله برای اختلاط سریع و کامل منعقدکننده ضروری است و عدم اختلاط کامل، باعث افزایش کدورت آب خروجی و ازدیاد مصرف ماده دلمه‌ ساز می‌شود.

مهم‌ترین عوامل مؤثر در انعقاد عبارتند از:

• نوع ماده منعقدکننده
• میزان تزریق
• غلظت محلول
• تغییرات pH
• سرعت و مدت بهم‌ زنی
• درجه حرارت آب
• میزان و اندازه مواد معلق

تأثیر عوامل متعدد بر پدیده‌ انعقاد و پیچیدگی مکانیسم‌ های عمل سبب شده است که مبانی تئوریک منسجم و مورد قبول همگانی برای طراحی این واحد وجود نداشته باشد.

شناخته شده‌ترین مبنای تئوریک برای برای طراحی بهم‌زنی، بر اساس مطالعات کمپ و گرادیان سرعت می‌باشد. زمان ماند در حوضچه‌ اختلاط سریع (طبق نشریه ۱۲۱ وزارت نیرو) کمتر از ۳۰ ثانیه، مقادیر پیشنهادی توسط سازندگان اروپایی حدود ۶۰ ثانیه و برخی تحقیقات جدید، زمان ماند در حد کسری از ثانیه را توصیه می‌کنند.

در بعضی موارد حوض اختلاط به نحوی طراحی می‌شود که در صورت لزوم زمان ماند بیشتری تأمین گردد. در این حوض ها از صفحات یا تیغه‌ های بازدارنده سرعت، جهت کاهش جریان های گردابی که در اطراف میله پروانه بهم‌زن پیش می‌آید، استفاده می‌شود.

در اختلاط توسط همزن مکانیکی، سرعت همزن‌ های مکانیکی با تغییرات دبی آب، درجه حرارت، کیفیت و کدورت آب قابل تغییر است و در نتیجه سیستم در مقابل تغییرات دبی مقاوم است.

به طور کلی هدف از اختلاط، ایجاد یک محلول هموژن از مواد شیمیایی و آب در کمترین زمان ممکن است. این امر با استفاده از لوازم بهم زنی تند در استخرهای اختلاط (flash mixing) صورت می‌گیرد که با توجه به عوامل دیگر مانند زمان اختلاط، حجم حوض اختلاط و ویسکوزیته آب انتخاب و مورد استفاده قرار می‌گیرند. معمولی‌ترین این لوازم عبارتند از: پمپها، ونتوری ها، افشانک های هوایی و پروانه‌ ای گردان (تیغه‌ های پارویی شکل و توربین‌ها و …).

در میان انواع بهم‌زن ها، نوع تیغه‌ ای، توربینی و پروانه‌ ای گردان از مهمترین و معمولی‌ ترین لوازم مخلوط نمودن به صورت سریع می‌باشند. یک بهم‌زن ترکیبی است که از یک میله قائم گردنده (محور-شافت) که بوسیله موتور الکتریکی به دوران درآمده و در انتهای محور، مجموعه‌ ای از تیغه‌ ها قرار گرفته است.

۷. واحد زلال‌ ساز

آب پس از گذر از حوضچه اختلاط سریع ، وارد واحد زلال‌ ساز می‌شود. این واحد از دو قسمت لخته‌ سازی و ته‌ نشینی تشکیل شده است. در قسمت لخته‌ سازی با کمک تجهیزات مکانیکی مانند یک میکسر و یا ایجاد شرایط خاص، لخته‌ ها شکل گرفته و در قسمت ته‌ نشینی فرو می‌نشیند.

در گذشته دو روند دلمه‌ سازی (Coagulation) و لخته‌ سازی (Flocculation) یک روند تلقی می‌شدند ولی امروزه پس از شناخت مکانیسم آنها، هر یک مفهوم جداگانه‌ ای پیدا نموده است. در حال حاضر نیز به سبب آنکه در غالب طرح‌ ها، دو روند لخته‌ سازی و ته‌ نشینی (Sedimentation) در یک واحد ساختمانی انجام می‌گیرد به مجموعه دو روند، زلال‌ سازی (Clarification) گویند.

در عمل، دلمه‌ های تشکیل شده در واحد اختلاط زلال‌ ساز، بر اثر به‌هم‌زنی با پره‌ های افقی یا قائم، به هم نزدیک شده و لخته‌ های بزرگ قابل ته‌ نشینی ایجاد می‌کند. رسوب دادن لخته‌ های تشکیل شده در قسمت ته‌ نشینی واحد زلال‌ ساز انجام می‌گیرد. ته‌ نشینی به عوامل متعددی مانند بار وارده، کیفیت آب، درجه حرارت آب، اندازه‌ لخته‌ ها و چگونگی جریان آب بستگی دارد. حدود ۹۰ تا ۹۸ درصد لخته‌ های تشکیل شده باید در این واحد ته‌ نشین گردند.

۸. فرآیند انعقاد (کوآگولاسیون)

انعقاد در لغت به معنی در کنار هم جمع کردن و نگه‌ داشتن می‌باشد که در صنعت تصفیه آب از مهمترین فرآیندهای عملیاتی است. با توجه به اینکه آب حاوی ترکیبات بسیار زیادی است که ابعاد آنها دامنه وسیعی را دربرمی‌گیرد و ذرات بسیار ریز کلوئیدی به سختی قابلیت جداسازی فیزیکی داشته و املاح در آب به دلیل اندازه بسیار کوچک خود فاقد این قابلیت می‌باشند، لذا آنها را باید از طریق فرآیند شیمیایی جدا کرد.

بدین منظور مواد شیمیایی تحت عنوان منعقد کننده به آب افزوده می‌شوند تا ذرات ریز از طریق نیروی الکتروستاتیکی و واندروالسی کنار خود جمع نموده و با تشکیل یک ذره بزرگتر به نام لخته یا فلاک امکان ته‌ نشینی در استخرها با قابلیت جذب در صافی‌ ها را پیدا نمایند.

نوع مواد منعقدکننده با توجه به نوع مواد کلوئیدی و ذرات معلق موجود در آب انتخاب می‌‌گردد تا بتوان به بالاترین راندمان و کمترین هزینه دست یافت. در حقیقت انعقاد‌‌سازی و لخته‌گذاری مناسب باعث حذف ذرات بسیار ریز کدورت و رنگ در زمان معقول می‌گردد، که این زمان به لحاظ فنی بیش از چند ساعت قابل قبول نمی‌باشد.

مکانیسم انعقاد‌سازی

برای آنکه بتوان ذرات ریز کلوئیدی، با ابعاد متوسط nm 5 تا nm 200 را به ذرات درشت‌ تری جهت ته‌ نشینی مطلوب تبدیل کرد، دو شرط لازم است:

1. تحرک ذرات: برخورد بین ذرات، وقتی امکان‌پذیر است که نسبت به همدیگر حرکت داشته باشند.
2. ناپایداری ذرات: شرط لازم برای آنکه ذرات در اثر برخورد به هم بچسبند.

تئوری تحرک ذرات در مکانیک ذرات و سیالات بحث می‌شود، در حالیکه ناپایدار کردن ذرات مبحثی از شیمی پدیده‌ های سطحی و مواد کلوئیدی می‌باشد. سرعت تجمع ذرات بستگی به میزان برخورد بین ذرات دارد. برخورد بین ذرات می‌تواند به دلایل مختلفی انجام شود:

1. برخورد ناشی از جنبش گرمایی موسوم به نفوذ براوونی که این نوع برخورد برای ذرات کوچکتر از یک میکرون مهم است.
2. برخورد اختلاطی که ناشی از هم‌ زدن مکانیکی است.
3. برخورد ناشی از ته‌ نشینی دیفرانسیلی که ذرات درشت‌ تر به علت سرعت ته‌ نشینی بیشتر در حین ته‌ نشینی ممکن است با ذرات ریزتر (سرعت کمتری دارند) برخورد کنند.

انواع منعقدکننده‌ها

1. منعقدکننده‌ های آلومینیوم‌دار:
   • سولفات آلومینیم (AL_۲(SO_۴)_۳, n H2O): که نام تجاری‌ اش آلوم یا زاج سفید می‌باشد. با اضافه کردن به آب یا بی‌ کربنات‌ کلسیم و آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیم ایجاد می‌کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی بدون بار شده و لخته‌ های درشت‌ تر ایجاد می‌کند.
     در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم، از آب‌ آهک و کربنات‌ سدیم استفاده می‌شود. چونH⁺ مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم می‌شود. عیب مهم استفاده از زاج ایجاد سختی کلسیم و CO_۲ (عامل خورندگی) می‌باشد.
   • آلومینات سدیم (Na_۳ALO_۳): این ترکیب هم در اثر واکنش با بی‌ کربنات ‌کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم می‌کند. به علت خاصیت قلیایی، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد.
2. منعقدکننده های آهن‌ دار:
   • سولفات فرو(FeSO_۴, ۷H_۲O): با ایجاد هیدروکسید آهن III باعث انعقاد ذرات کلوئیدی می‌شود که همراه آهک هیدراته استفاده می‌شود.
   • سولفات فریک: می‌تواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفه‌ تر از زاج است. مزیت‌ اش نسبت به زاج در میدان وسیعی از pH عملی ‌کند.
     زمان لازم برای تشکیل لخته‌ ها کمتر است و لخته‌ ها درشت‌ تر هستند. با استفاده از سولفات فریک در pH حدود ۹، منگنز موجود در آب حذف می‌شود. باعث از بین رفتن طعم و بو های خاص آب می‌شود.
   • کلرورفریک ( FeCL_۳, ۶H_۲O): از پر‌مصرف‌ ترین منعقدکننده‌‌ها است و به صورت پودر، مایع یا متبلور به فروش می‌رسد. در اثر واکنش با بی‌ کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ایجاد هیدروکسید آهن III  می‌کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می‌رود.

۹. فرآیند لخته‌ سازی

لخته‌ سازی تجمع ذرات ناپایدار شده به لخته‌ های ریز و سپس به لخته‌ های توده‌ای می‌باشد. این لخته‌ های بزرگ میتوانند ته‌ نشین شوند. حضور یک ماده لخته‌ ساز میتواند تشکیل این لخته‌ ها و ته‌ نشینی آنها را بهبود بخشد.

از لحاظ مبانی لخته‌ سازی ذرات جامد، یک فرآیند متوالی دو مرحله‌ ای است که در مرحله اول نیروهای داخل ذره‌ ای که باعث پایداری ذرات می‌شوند با افزودن مواد شیمیایی مناسب کاسته یا حذف می‌شوند و در مرحله بعد، برخورد های بین‌ ذره‌ ای به دلیل انتقال توسط حرکت مولکولی یا هم‌زدن مکانیکی روی می‌دهند. اگر این برخوردها موفقیت‌آمیز باشند لخته‌ سازی و ته‌ نشینی روی خواهد داد.

۱۰. فرآیند ته‌ نشینی

مرحله آخر زلال‌ سازی به ته‌ نشینی موسوم است که در حذف کدورت و تیرگی از آب اهمیت بسزایی دارد. ته‌نشینی به معنای عام آن به فرآیندی اطلاق می‌شود که مخلوطی از جامد معلق و مایع آن طی فرآیند ته‌ نشینی به مایع زلال و سوسپانسیونی با غلظت زیاد مواد جامد تبدیل می‌گردد.

مواد معلق در آب بر حسب میزان غلظت و خواص خود به چهار صورت متفاوت ته‌ نشین می‌گردند که این طبقه‌بندی به قرار زیر است:

کلاس ۱) در این کلاس ذرات معلق تمایلی به چسبندگی به یکدیگر نداشته و در صورت اصابت به یکدیگر در هنگام نشست هیچگونه اتصالی بین آنها انجام نمی‌شود.

کلاس ۲) این کلاس مربوط به ذرات جامد معلقی است که در هنگام نشست به یکدیگر می‌چسبند و همواره بزرگتر و سنگین‌تر می‌شوند.

کلاس ۳) ته‌ نشینی وزنی: چنانچه ذرات معلق دارای غلظت زیاد و همچنین نیروی چسبندگی به هم باشند، در این صورت هر ذره نسبت به ذره دیگر دارای موقعیت ثابتی است و هنگام نشست، مواد معلق به صورت لایه‌ ای از هم جدا می‌شوند.

کلاس ۴) ته‌نشینی فشرده: در این حالت ذرات معلق به سبب غلظت زیاد به اندازه‌ ای به هم نزدیکند که در واقع ذرات در تماس مستقیم با یکدیگر قرار دارند.

۱۱. صاف‌ سازی یا فیلتراسیون

فرآیندهای انعقاد، ذره‌ سازی و ته‌ نشینی، اغلب مواد کلوئیدی را حذف می‌کنند که باعث ایجاد کدورت می‌شوند. حذف بیشتر و مؤثرتر این ذرات با استفاده از صافی یا فیلتر امکان‌ پذیر است.

فیلترکردن یکی از قدیمی‌ ترین روش‌ های تصفیه آب است. در حقیقت فیلتراسیون، مکانیزم تصفیه آب طبیعی است. جریان آب از میان ماسه‌ های متخلخل و ترکیبات سنگی درون زمین، عبور کرده و پاک و تمیز می‌شود.

مراحل فیلتراسیون در تصفیه آب شامل گذر آب از میان بستر دانه‌ای مانند ماسه، آنتراسیت و … می‌باشد. هنگامی که آب از میان بستر می‌گذرد، ذرات معلق در فضای خالی حفره‌ های بستر گیر افتاده و از آب جدا می‌گردند.

انواع صافی‌ های مورد استفاده در صاف‌ سازی آب آشامیدنی به شرح زیر است:

1. صافی‌ های شنی تحت فشار (Pressure filter)
2. صافی‌ های شنی ثقلی کند (Slow Sand Filter)
3. صافی‌ های شنی ثقلی تند (Rapid Sand Filter)

در طراحی صافی‌ های یک تصفیه‌ خانه، همواره تعداد یک یا دو واحد صافی زیاده بر آنچه که ظرفیت تصفیه‌ خانه ایجاب می‌‌نماید در نظر می‌گیرند تا در مواردی که یک واحد صافی در حال شستشو است، یا به عللی از سرویس خارج است، صاف‌ سازی با مشکل روبرو نگردد و ظرفیت تصفیه‌ خانه کاهش نیابد.

۱۲. سالم‌ سازی آب (کلرزنی نهایی)

آلاینده‌ هایی که ممکن است در منابع آب موجود باشند شامل مواد معدنی و آلی، گازهای محلول و باکتری‌ های بیماری زا می‌باشند که بایستی با توجه به نتایج آزمایش آب خام منبع مورد استفاده، عمل تصفیه فیزیکی و شیمیایی مناسب برای آن پیش‌ بینی شود.

اگر چه در تصفیه فیزیکی (ته‌ نشینی و صاف کردن) ذرات معلق و تعدادی از باکتری‌ ها و موجودات زنده از آب جدا می‌شوند و لیکن برای اطمینان از سالم بودن آب برای آشامیدن و مصارف بهداشتی و تفریحی و ورزشی، گندزدایی آن یک ضرورت است.

مقصود از گندزدایی آب آشامیدنی، از بین بردن عوامل بیماری زا (پاتوژن) و جلوگیری از شیوع بیماری‌ های قابل انتقال بوسیله آب است. در حال حاضر استفاده از کلر برای گندزدایی به دلیل ارزان بودن و قدرت میکروب‌ کشی و اثر ابقایی نسبتاً خوب آن، متداول‌ ترین روش در دنیا و از جمله کشور ما می‌باشد.

کلر را می‌توان به صورت گاز کلر و یا به صورت ترکیب هیپوکلریت کلسیم و یا هیپوکلریت سدیم در گندزدایی آب بکار برد و در تصفیه آب آشامیدنی شهرها و مصارف صنایع بزرگ، کلرزنی غالباً به صورت گاز کلر انجام می‌شود.

کلرزنی (chlorination) به طور معمول آخرین مرحله تصفیه آب است. کلرزنی مکمل پالایش است زیرا علاوه بر از بین بردن عوامل میکروبی بیماری زا از آلودگی ثانویه میکروبی نیز جلوگیری می‌کند. هیچ‌ یک از واحدهای تصفیه آب به تنهایی یا به‌ صورت مرکب، در یک تصفیه‌ خانه آب نوشیدنی، قادر نخواهد بود ۱۰۰% باکتری‌ های بیماری زای آب را بگیرد.

در ضمن چون خطر آلودگی مجدد در شبکه توزیع وجود دارد، افزودن یک ماده گندزدا به آب ضرورت دارد. برای سالم‌ سازی و کنترل مواد آلی و جانوران ذره‌ بینی آب از گاز کلر استفاده می‌شود. اما کلر در مقدار متداول آن بر ‌هاگ میکروب‌ ها، تخم و کیست انگل‌ ها و بعضی ویروس‌ ها تأثیری ندارد.

کلر علاوه بر اثر گندزدایی که دارد به علت داشتن ویژگی اکسیدکنندگی آن عناصری نظیر آهن، منگنز، هیدروژن سولفید و سیانور را اکسیده می‌کند. بعضی از عوامل مولد بو و طعم نامطبوع را از بین می‌برد.

تزریق محلول گاز کلر، قبل و بعد از روند تصفیه فیزیکی آب  انجام خواهد شد. کلرزنی اولیه برای کاهش میکرو‌ ارگانیسم‌ ها و تبدیل آمونیاک و نیتریت آب خام به نیترات انجام می‌گیرد ولی کلرزنی ثانویه برای از بین بردن کامل آلودگی‌ های باقی‌ مانده و سالم نگهداشتن آب صاف انجام می‌گیرد.

تجهیزات و تأسیسات کلرزنی اولیه و ثانویه در یک واحد قرار می گیرند که این واحد از دو قسمت اتاق کلریناتور و انبار ذخیره کپسول‌ ها تشکیل می‌شود. معمولاً اتاق کلرزنی به جرثقیل سقفی ۶ حرکته برقی ۲ تنی جهت جابجایی کپسول‌ ها مجهز می‌شود. وسایل ایمنی برای مواقع نشت کلر در نظر گرفته می‌شود که شامل نشت‌ یاب با اعلام  وضعیت انتشار گاز کلر و وسایل اضطراری مبارزه با نشت گاز کلر می‌باشند.

برای مقابله با نشت گاز کلر از کپسول‌ ها و همچنین مسیر لوله‌ های انتقال گاز، مواردی مانند دوش اضطراری، حوضچه آهک و وسایل تهویه در نظر می‌گیرند. مطابق استاندارد، آب خروجی تصفیه خانه (که کدورتی کمتر از یک واحد NTU دارد) باید دارای مقداری کلر باقیمانده آزاد (بین ppm 8/0- 2/0) برای ضد عفونی کردن منابع و خط لوله‌ های انتقال آب تا منازل شهروندان باشد. میزان کلر باقیمانده آزاد در خروجی وسط دستگاه کلرسنج به صورت لحظه‌ ای اندازه‌ گیری می‌شود.

واحد کلر زنی

کلرزنی در دو مرحله صورت می‌گیرد:

• کلرزنی اولیه (مقدماتی): هدف از کلرزنی آب خام، سالم‌ سازی آب ورودی به تأسیسات به منظور اکسیداسیون و حذف نسبی آلاینده‌ های آلی مولد بو و طعم نامطلوب، حذف نسبی آلاینده‌ های معدنی مولد رنگ مانند: آهن، منگنز، فلزات سنگین و ته‌ نشینی آنها در مرحله زلال‌ سازی و جلوگیری از رشد بعدی میکروارگانیسم‌ ها و گیاهان آبی در تأسیسات تصفیه‌ خانه است.
  کلرزنی آب خام باید در حدی انجام شود که در آب خروجی از فیلترها مقدار کلر آزاد باقیمانده در حدود ۳/۰- ۲/۰ میلی‌گرم در لیتر در زیر صافی‌ ها باشد.
• کلرزنی ثانویه (نهایی): این مرحله با هدف گندزدایی آب و ایجاد کلر باقیمانده در آب تصفیه شده می‌پذیرد. باید در حدی باشد که مقدار کلر آزاد باقیمانده خروجی تصفیه‌ خانه طبق دستورالعمل معاونت نظارت بر بهره‌ برداری و تأیید مدیریت امور نگهداری و بهره‌ برداری تصفیه‌ خانه‌ ها، باشد.

پنج فاکتور در گندزدایی آب با کلر مؤثر می‌باشد:

1. غلظت کلر و زمان تماس: از بین رفتن میکروارگانیسم‌ ها مستقیماً متناسب با غلظت کلر و زمان تماس است یعنی اگر غلظت کلر در آب کاهش یافت، زمان تماس باید افزایش یابد یا برعکس، تا در امکان نابودی میکروارگانیسم‌ های آتی تغییری حاصل نگردد.
2. درجه حرارت: کارآیی گندزدایی کلر به درجه حرارت نیز بستگی دارد. در حرارت های کمتر میکروب‌ ها آهسته‌ تر کشته می‌شوند.
3. انحلال در آب: انحلال کلر در آب به درجه حرارت بستگی دارد، بطوریکه در فشار معمولی:

در ۲۰ درجه سانتیگراد، ۷.۳ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
در ۱۰ درجه سانتیگراد، ۱۰ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
در ۵ درجه سانتیگراد، ۴.۶۷ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
در صفر درجه سانتیگراد، ۴.۶ گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.

4. pH: چون نسبت اسید هیپوکلرو به یون هیپوکلریت بستگی به pH دارد، بنابراین pH بر عمل گندزدایی کلر اثر می‌گذارد. اسید هیپوکلرو در pH پایین کمی تجزیه می‌شود که بیشتر کلر باقیمانده به صورت HOCl است در صورتیکه در pH بالاتر بطور کامل تجزیه می‌گردد که OCl^– بیشتر کلر باقیمانده آب می‌باشد.
5. مواد موجود در آب: اثر گندزدایی کلر فقط بعد از تماس ارگانیسم‌ ها با کلر، مؤثر است. کدورت، ذرات ریز و سایر ناخالصی‌ های معلق در آب مانع تماس کافی ارگانیسم‌ ها با کلر شده و آنها را در برابر اثر کشندگی کلر حفظ می‌نمایند. بنابراین برای کلرزنی مؤثر آب، کدورت باید تا حداکثر ممکن بوسیله مراحل مختلف تصفیه مانند انعقاد، تجمع ذرات و صاف کردن کاهش یابد.

ویژگی‌ های شیمیایی کلر

• کلر در درجه حرارت معمولی با اکثر فلزات میل ترکیبی دارد.
• برای نگهداری کلر، از ظروف فولادی، چدنی، مسی، برنز، نیکل و سرب میتوان استفاده کرد.
• معمولاً به علت ویژگی‌ های خاص کلر، در دستگاه های کلرزنی (کلریناتورها) لوله‌ ها از جنس فلزات مخصوص مانند؛ نقره، پلاتین با روکش طلا هستند در حالیکه برای خط انتقال و تزریق کلر به آب از لوله‌ های پی‌ وی‌ سی و پلاستیکی استفاده می‌شود.

روش کلرزنی

با توجه به حجم آب مورد گندزدایی و وسعت پروژه، روش کلرزنی تعیین می‌گردد. کلر ممکن است به یکی از اشکال زیر در دسترس باشد:

الف) گاز کلر (Cl_۲)
ب) کلرامین NH_۲Cl و NHCl_۲
ج) پرکلرین High Test Hypochlorit) H.T.H)
د) دی اکسید کلر (ClO_۲)

چگونگی اثر گندزدایی کلر

کلر افزوده شده به آب، منجر به تشکیل اسید کلریدریک و اسید هیپوکلرو می‌شود. اسید هیپوکلرو مؤثرترین ترکیب کلردار برای گندزدایی آب می‌باشد. هر قدر PH آب پایین باشد اثر گندزدایی آن بیشتر می‌شود، زیرا در PH نزدیک ۷ اسیدهیپوکلرو بیشتر تولید می‌گردد و در PH حدود ۸.۵ اثر گندزدایی کلر، ضعیف خواهند شد. خوشبختانه بیشتر آب‌ ها دارای ۷.۵ – ۶=PH   هستند.

سیستم‌ های کلرزنی

1. سیستم کلرزنی مایع: برای این سیستم می‌توان دو حالت در نظر گرفت:
   • حالت اول: که به آب، مایع کلردار تزریق می‌شود. هیپوکلریت سدیم (NaClO) و هیپوکلریت کلسیم از نوع کلر مایع هستند. برای تزریق این مواد به آب از هیپوکلریناتورها استفاده می‌شود. این دستگاه عموماً یک دوزینگ پمپ است (پمپ دیافراگمی یا پیستونی).
   • حالت دوم: گاز کلر تحت فشار بالا و دمای پایین به مایع تبدیل شده و در کپسول‌ های مخصوص نگهداری می‌شود و با کمک تبخیرکننده‌ ها به گاز تبدیل شده و برای تزریق به آب استفاده می‌گردد. استفاده از این حالت هنگام نیاز شدید و بسیار زیاد تصفیه‌ خانه، نسبت به سیستم‌های دیگر ارجحیت دارد.
2. سیستم کلرزنی گازی: با استفاده از فاز گازی کپسول‌ ها با کمک کلریناتورها، گاز کلر (بوسیله انژکتور) با آب مخلوط شده و به آن تزریق می‌گردد. یک سیستم کلرزنی ساده به صورت گازی عموماً از سه جزء کلریناتور، انژکتور و کپسول‌ های (سیلندرهای) کلرزنی تشکیل می‌گردد.
   استفاده از تبخیرکننده – به دلیل هزینه‌ های بالای آن –  عموماً در شرایطی که مقدار کلر مصرفی زیاد باشد (مثل تصفیه‌ خانه‌ های بزرگ) استفاده می‌گردد که جزء سیستم های مایع محسوب می‌گردند.