Transcript ته نشینی نوع دوم

‫اصول بهداشت محیط‬
‫محيط‬
‫‪ ‬محيط عبارت است از مجموعه شرايط وعوامل خارجي كه برزندگي‬
‫وتكامل (پرورش)فرد يا جامعه اثر مي گذارد‪.‬‬
‫محيط به سه نوع تقسيم مي شود‬
‫‪ ‬محيط فيزيكي‪ :‬شامل آب‪ ،‬هوا‪ ،‬نور‪ ،‬حرارت ‪،‬سرماوغيره‬
‫‪ ‬محيط زنده(بيولوژيك)‪ :‬شامل ميكروبها ويا منابعي است كه عوامل‬
‫بيماريزاي عفوني را درخود نگه مي دارند‬
‫‪ ‬محيط اجتماعي‪ :‬عادات وآداب ورسوم‪ ،‬اعتقادات مردم در اداره‬
‫امورزندگي‬
‫بهداشت محيط‬
‫‪‬بنا به تعريف ‪ ،WHO‬بهداشت محيط عبارت است‬
‫از كنترل عواملي از محيط زندگي كه به نحوي در رفاه‬
‫و سالمت جسمي‪ ،‬رواني و اجتماعي انسان تاثير دارند‬
‫و يا خواهند داشت‪.‬‬
‫عوامل محيطي تهديد کننده سالمت انسان‬
‫• عوامل عفوني (‪ :)Infectious Agents‬مانند انواع ميکروبها‬
‫• خفه کننده ها (‪ :)Asphyxiate‬مانند گاز مونوکسيد کربن‬
‫• آلرژن ها (‪ :)Allergens‬مانند علف کشها‪ ،‬پولن ها و بعض ي فلزات‬
‫مثل نيکل‬
‫• محرکها (‪ :)Irritants‬مانند دي اکسيد گوگرد و فرم آلدئيدها‬
‫• سموم متابوليک (‪ :)Metabolic Poisons‬مانند حشره کشها‪ ,‬علف‬
‫کشها و فلزات سمي(مثل سرب)‬
‫عوامل محيطي تهديد کننده سالمت انسان‬
‫• عوامل فيبروتيک دستگاه تنفس ي ( ‪Respiratory Fibrotic‬‬
‫‪ :)Agents‬مانند گرد وغبار و الياف پراکنده در هوا‬
‫• عوامل فيزيکي (‪ :)Physical Agents‬مانند ضربه ها‪ ,‬تصادفات و‬
‫سروصدا‬
‫• عوامل رواني (‪ :)Psychological Agents‬مانند شلوغي شهرها و‬
‫فشار محيط کار‬
‫• موتاژن ها (‪ :)Mutagens‬مانند دي اکسين ها‪ ،‬فلزات سنگين و‬
‫پرتوهاي يونساز‬
‫جوانب عمده بهداشت محيط‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫بهداشت آب‬
‫تصفيه فاضالب‬
‫دفع مواد زائد جامد‬
‫بهداشت هوا‬
‫بهداشت پرتوها‬
‫بهداشت مسکن و اماکن عمومي‬
‫بهداشت مواد غذائي‬
‫کنترل ناقلين‬
‫اقدامات بهداشتي در شرايط اضطراري‬
‫بهداشت آب‬
‫انواع منابع آب‬
‫‪‬آبهاي سطحي )‪ :(Surface water‬مخازن‪ ،‬سدها‪ ،‬رودخانه ها و‬
‫درياچه هاي آب شيرين‬
‫‪‬آبهاي زيرزميني )‪ :(Ground water‬چاه‪ ،‬چشمه و قنات‬
‫ويژگي آب سطحي‬
‫‪‬زالل‬
‫‪‬آلوده به ميکروارگانيسم‬
‫‪‬حاوي نيترات‪ ،‬فسفات‪،‬دترجنت و فلزات سنگين‬
‫‪ pH‬حدود ‪7-8‬‬
‫ويژگي آب زيرزميني‬
‫‪‬عاري از ميکروارگانيسم‬
‫‪ CO2‬زياد‬
‫‪‬حاوي آهن و منگنز‬
‫‪‬سختي زياد‬
‫‪‬امالح زياد‬
‫مقايسه كيفيت آب سطحي و زيرزميني‬
‫کدورت‬
‫‪DO‬‬
‫کيفيت‬
‫سختي‬
‫بار ميکروبي‬
‫طعم وبو‬
‫سطحي‬
‫زياد‬
‫باال‬
‫متغير‬
‫کم‬
‫زياد‬
‫زياد‬
‫زيرزميني‬
‫پايين‬
‫پايين‬
‫ثابت‬
‫زياد‬
‫کم‬
‫کم‬
‫منبع آب‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫ جامدات معلق‬‫‪ -‬کدورت‬
‫ رنگ‬‫ طعم و بو‬‫‪ -‬دما‬
‫جامدات معلق‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫ ذرات جامدات معلق در آب ممکن است آلی یا معدنی باشند‪ ،‬موادی نظير‬‫خاک رس‪ ،‬الی و سایر مواد تشکیل دهند خاک و مواد آلی نظير رشد گیاهان‪،‬‬
‫جامدات بیولوژیک مانند سلولهای جلبکی‬
‫اثرات‪:‬‬
‫‪ -‬لطمه زدن به آب از لحاظ زیبایی‬
‫ تجزیه بیولوژیکی و ایجاد مواد جانبی نامطلوب‬‫‪ -‬امکان وجود ارگانیسم های بیماریزا و تولید کنند سم در جامدات معلق‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫اندازه گيری جامدات معلق‪:‬‬
‫عبور دادن نمونه از روی فیلتر که موجب باقی ماندن جامدات معلق بر روی‬
‫فیلتر می شود‪ ،‬سپس فیلتر را در دمای ‪ 104C‬خشک می کنند‪ ،‬اختالف وزن‬
‫ثانویه و وزن اولیه فیلتر مربوط به جامدات معلق است که بر حسب‬
‫‪ mg/l‬گزارش می شود‪.‬‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫کدورت‬
‫کدورت معیاری برای ميزان جذب نور توسط مواد معلق در آب است‬
‫اثرات‪:‬‬
‫مواد به وجود آورنده کدورت‪ ،‬سطحی را برای میکروارگانیسم ها به وجود‬
‫آورده و موجب حفاظت آنها در برابر مواد گندزدا می شوند‪.‬‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫اندازه گيری کدورت‪:‬‬
‫ميزان کدورت با عبارت (‪)Nephlometry Turbidity Units‬‬
‫‪ NTU‬گزارش می شود این آزمایش مطابق با اصول پراکندگی نور به کار می‬
‫رود‪ ،‬در این حالت دستگاه نورسنج به اندازه گيری شدت نور در یک زاویه‬
‫‪ 90‬درجه نسبت به منبع نور می پردازد‪.‬‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫رنگ‬
‫رنگها به دو دسته رنگ آشکار و رنگ حقیقی تقسیم می شوند‪.‬‬
‫رنگ آشکار; رنگی که در اثر وجود مواد معلق در آب به وجود می آید‬
‫رنگ حقیقی; رنگی که در اثر وجود مواد جامد محلول به وجود آمده باشد‬
‫منابع رنگ‪:‬‬
‫اسید هیومیک‪ ،‬رنگ زرد مایل به قهوه ای‬
‫اکسیدهای آهن‪ ،‬رنگ قرمز کم رنگ‬
‫اکسید های منگنز‪ :‬قهوه ای تيره‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫اثرات وجود رنگ در آب‪:‬‬
‫رنگ آب در مقبولیت آن هم برای مصارف خانگی و هم برای مصارف صنعتی‬
‫تاثيرگذار است‪.‬‬
‫ميزان رنگ آب با واحد رنگ حقیقی (‪ )TCU‬گزارش می شود‪.‬‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫طعم و بو‬
‫مواد که در آب ایجاد بو می کنند تقریبا همیشه ایجاد طعم نيز می نمایند اما عکس‬
‫این مطلب همیشه درست نیست‪.‬‬
‫بسیاری از موادی که آب با آنها در طبیعت تماس می یابد و یا ممکن است در اثر‬
‫استفاده بشر به آن وارد گردند طعم و بوی محسوس ی به آب می بخشند‪.‬‬
‫مواد قلیایی به آب طعم تلخ و نمکهای فلزی به آب طعم شور و یا تلخ می دهند‪ .‬مواد‬
‫آلی نيز در اثر تجزیه موجب ایجاد طعم و بو در آب می شوند‪.‬‬
‫اثرات‪:‬‬
‫ آب دارای طعم و بو برای مصرف کننده ناخوشایند است‪.‬‬‫‪ -‬بعض ی از مواد آلی تولید کننده طعم و بو ممکن است سرطانزا باشند‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫دما‬
‫دما برای ارزیابی مستقیم آب آشامیدنی به کار برده نمی شود اما بر روی بسیاری‬
‫از واکنش های شیمیایی که در سیستم های طبیعی انجام می گيرد اثرگذار‬
‫است‪ ،‬همچنين دما دارای اثر قابل مالحظه ای بر روی حاللیت گازها در آب‬
‫است‪.‬‬
‫استفاده از آب به عنوان خنک کننده در صنعت و تخلیه متعاقب آب گرم شده‬
‫می تواند منجر به تغیيرات شدید‪ ،‬هر چند موضعی در دمای آب جریانهای‬
‫طبیعی شود‪.‬‬
‫پارامترهای فيزیکی آب‬
‫دما‬
‫اثرات‪:‬‬
‫با افزایش هر ‪ 10‬درجه سانتی گراد دما فعالیت های زیستی تقریبا دو برابر می شود‬
‫رشد بی رویه جلبک ها در آبهای گرم و معضالت ناش ی از وجود این ارگانیسم ها‬
‫تغیير در سرعت واکنش های شیمیایی و مقدار حاللیت مواد شیمیایی‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫مقدار کل جامدات محلول ‪TDS‬‬
‫موادی که در آب پس از فیلتر کردن آن باقی میمانند به عنوان مواد محلول در نظر‬
‫گرفته می شوند‪ .‬از نظر ماهیت می توانند آلی یا معدنی باشند‪ .‬مواد محلول می‬
‫توانند موجب بروز رنگ‪ ،‬طعم و بوی نامطبوع شوند‪ ،‬برخی از اجزای آلی محلول‬
‫نيز می توانند سرطانزا باشند‪.‬‬
‫البته تمام مواد محلول در آب نامطلوب نیستند برای مثال آب تقطير شده بی مزه‬
‫است‪.‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫قلیائیت‬
‫به مقدار یونهایی که در آب وجود دارند و برای خنثی سازی یونهای هیدروژن در‬
‫واکنش شرکت می کنند اطالق می شود (توانایی آب در خنثی سازی اسیدها)‬
‫معروفترین اجزای قلیائیت‪ :‬بی کربنات ها (‪ ،) HCO3‬کربنات (‪ )CO3‬و‬
‫هیدروکساید (‪)OH‬‬
‫قلیاییت در مقدار زیاد مزه تلخ به آب می بخشد‪.‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫سختی‬
‫به صورت غلظت کاتیون های فلزی چندظرفیتی در محلول تعریف می شود‪.‬‬
‫یونهای متداول ایجاد کننده سختی کلسیم (‪ )Ca 2+‬و منيزیم (‪)Mg2+‬‬
‫طبقه بندب انواع سختی‬
‫ سختی کربناته (سختی موقت)‬‫ سختی غير کربناته (سختی دائم)‬‫ سختی سولفات کلسیم می تواند ایجاد اسهال نماید اما سختی کلسیم هیچ‬‫ضرری برای سالمتی نداشته و ظاهرا برای سیستم گردش خون مفید است‪.‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫فلوراید‬
‫فلوراید در غلظت ‪ 0/7-1/5 mg/l‬در آب آشامیدنی با سخت و محکم نمودن‬
‫مینای دندان مقاوت آن را در برابر پوسیدگی افزایش می دهد‪ .‬فلوراید بیش از‬
‫‪ 2 mg/l‬سبب تغیير رنگ و خالدار شدن دندان می شود‪.‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫فلزات‬
‫فلزات غير سمی‪ :‬کلسیم‪ ،‬منيزیم‪ ،‬آهن‪ ،‬منگنز‪ ،‬آلومینیم‪ ،‬روی و ‪....‬‬
‫فلزات سمی‪ :‬آرسنیک‪ ،‬کادمیم‪ ،‬سرب و جیوه (فلزات سنگين)‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫مواد آلی‬
‫بسیاری از مواد آلی در آب محلولند‪:‬‬
‫ مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیک‬‫‪ -‬مواد آلی غير قابل تجزیه بیولوژیک‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیک‬
‫مواد قابل تجزیه بیولوژیک شامل نشاسته ها‪ ،‬چربی ها‪ ،‬پروتوئين ها‪ ،‬الکل ها‪،‬‬
‫اسید ها‪ ،‬آلدئیدها‪ ،‬و ‪ ...‬می باشد‪.‬‬
‫اکسيژن مورد نیاز بیوشیمیایی (‪ :)BOD‬مقدار اکسيژن مصرفی در طول فعالیت‬
‫میکروبی برای تجزیه مواد آلی‪.‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫مواد آلی غير قابل تجزیه بیولوژیک‬
‫مواد آلی غير قابل تجزیه بیولوژیک که در آب یافت می شوند مانند سلولز‪ ،‬فنل‪،‬‬
‫اسیدهای تانیک‪ ،‬مواد شوینده‪ ،‬حشره کش های آلی‬
‫روش اندازه گيری مواد آلی غير قابل تجزیه بیولوژیک‪ :‬آزمایش اکسيژن مورد نیاز‬
‫شیمیایی (‪)COD‬‬
‫پارامترهای شیمیایی‬
‫مواد مغذی‬
‫عناصری هستند که برای رشد و تولید مثل گیاهان ضروری اند‪ ،‬مهمترین عناصر‬
‫ضروری عبارتند از کربن‪ ،‬نیتروژن و فسفر‬
‫تصفیه آب‬
‫تصفیه آب‬
‫اصوال تالش بر این است که تا حد ممکن خالصترین منبع آب مورد استفاده قرار گيرد‪ .‬گرچه‬
‫برای حفظ کیفیت آب‪ ،‬مراقبت از منبع آبی به عنوان اولين نکته مهم مورد توجه قرار می‬
‫گيرد اما با این وجود همه منابع طبیعی آب برای مطابقت با استانداردهای مدرن آب‬
‫آشامیدنی کم و بیش نیازمند تصفیه اند و ماهیت و ميزان تصفیه در هر حالی متکی به‬
‫ماهیت و مقدار ناخالص ی هاست‪.‬‬
‫آب آشامیدنی سالم باید دارای شرایط مناسب فيزیکی‪ ،‬شیمیایی و میکروبی باشد‪ ،‬این دسته از‬
‫شرایط به صورت استانداردهایی توسط سازمانهای معتبر ارائه می گردند‪.‬‬
‫استانداردهای آب آشامیدنی‬
‫استانداردها ممکن است به دو صورت ارائه گردند که عبارتند از‪:‬‬
‫حداکثر مطلوب‪ :‬عبارت است از حداکثر غلظتی از مواد که برای آب آشامیدنی‬
‫تشخیص داده می شود‪ .‬چنانچه آب حاوی موادی در غلظت باالتر از این حد‬
‫باشد از نظر کیفیت در حد پایين تری قرار دارد اما هنوز قابل آشامیدن است‪.‬‬
‫حداکثر مجاز‪ :‬عبارت است از حدی که اگر غلظت مواد موجود در آب از آن تجاوز‬
‫کند آب مذبور برای آشامیدن مناسب نمی باشد و مصرف آن در دراز مدت‬
‫اثرات زیان بخش ی بر سالمت مصرف کننده باقی خواهد گذاشت‪.‬‬
‫استانداردهای آب آشامیدنی‬
‫از این نظر استانداردها را بصورت استانداردهای اولیه و ثانویه نيز طبقه بندی می‬
‫کنند‪ .‬استانداردهای اولیه تقریبا مطابق با حداکثر مجاز بوده و ظامن سالمتی و‬
‫بهداشت افراد است‪.‬‬
‫استانداردهای ثانویه نيز تقریبا برابر با حداکثر مطلوب بوده و رفاه و آسایش افراد را‬
‫در بر می گيرد‪.‬‬
‫رعایت استانداردهای اولیه در تمام نقاط اجباری بوده اما رعایت استانداردهای‬
‫ثانویه به شرایط اقتصادی‪ ،‬اجتماعی و فرهنگی جوامع مختلف بستگی دارد‪.‬‬
‫انتخاب فرايند تصفيه آب‬
‫فرايندهايي كه براي تصفيه آب مورد استفاده قرار مي گيرند بستگي به كيفيت منبع‬
‫آب دارند‪.‬‬
‫بيشتر آب هاي زيرزميني صاف و عاري از عوامل بيماري زا مي باشند و مقادير قابل‬
‫توجهي از مواد آلي را در بر نمي گيرند‪ .‬اين قبيل از آبها را مي توان با استفاده از‬
‫حداقل مقدار كلر براي جلوگيري از آلودگي شبكه توزيع‪ ،‬در سيستم آب آشاميدني‬
‫مورد استفاده قرار داد‪ .‬آب هاي زيرزميني ديگر ممكن است حاوي مقادير زيادي از‬
‫جامدات محلول و يا گازها باشند‪ .‬وقتي اين آبها داراي مقادير اضافي از آهن‪،‬منگنز‬
‫يا سختي هستند فرايندهاي تصفيه فيزيكي و شيميايي مورد نياز مي باشد‪.‬‬
‫انتخاب فرايند تصفيه آب‬
‫آبهاي سطحي غالبا داراي تنوع بيشتري از آالينده ها نسبت به آبهاي زيرزميني هستند‪.‬‬
‫به همين دليل فرايندهاي تصفيه ممكن است براي اين قبيل آبها پيچيده تر باشد‪.‬‬
‫حداقل تصفيه مورد نياز براي برخي از منابع آب در جدول صفحه بعد ذكر شده‬
‫است‪.‬‬
‫انتخاب فرايند تصفيه آب‬
‫حداقل تصفيه مورد نياز‬
‫كالس‬
‫مثالي از نوع منبع آب‬
‫‪1‬‬
‫چشمه محافظت شده‬
‫‪2‬‬
‫چشمه‬
‫‪3‬‬
‫مخازن جمع آوري آب‬
‫‪4‬‬
‫آب زيرزميني‬
‫حذف آهن و كلرزني‬
‫‪5‬‬
‫آب زيرزميني‬
‫كاهش سختي و كلرزني‬
‫‪6‬‬
‫نهرهاي كوهستاني‬
‫صافي شني كند و كلرزني‬
‫‪7‬‬
‫درياچه ها و مخازن تميز‬
‫‪8‬‬
‫رودخانه‬
‫‪9‬‬
‫رودخانه يا درياچه ها با‬
‫اكسيژن كم‬
‫هوادهي‪ ،‬انعقاد‪ ،‬ته نشيني‪ ،‬صاف سازي‪ ،‬كلرزني‬
‫‪10‬‬
‫رودخانه هاي بسيار كدر‬
‫پيش تصفيه انعقاد‪ ،‬ته نشيني‪ ،‬صاف سازي‪ ،‬كلرزني‬
‫‪11‬‬
‫رودخانه‬
‫انعقاد‪ ،‬ته نشيني‪ ،‬صاف سازي‪ ،‬كاهش سختي‪ ،‬كلرزني‬
‫احتياجي ندارد‬
‫كلرزني‬
‫پيش تصفيه شيميايي و كلرزني‬
‫پيش تصفيه‪ ،‬صافي شني كند‪ ،‬كلرزني و يا صاف با جريان رو به باال و كلرزني‬
‫انعقاد‪ ،‬ته نشيني‪ ،‬صاف سازي‪ ،‬كلرزني‬
‫انتخاب فرايند تصفيه آب‬
‫شماي كلي از واحد تصفيه آب زيرزميني‪:‬‬
‫شبكه توزيع‬
‫ذخيره سازي‬
‫گندزدايي‬
‫فيلتراسيون‬
‫سختي گيري‬
‫آب خام‬
‫هوادهي‬
‫شماي كلي از واحدهاي تصفيه آب هاي سطحي كدر محتوي مواد آلي‪:‬‬
‫شبكه توزيع‬
‫ذخيره سازي‬
‫جذب سطحي‬
‫فيلتراسيون‬
‫انعقاد‪ ،‬لخته سازي و ته نشيني‬
‫ته نشيني مقدماتي‬
‫آب خام‬
‫انتخاب فرايند تصفيه آب‬
‫برای آبیاری‪ ،‬مصارف صنعتی‪ ،‬فردی و عمومی آب باید از نهرها‪ ،‬دریاچه ها و یا‬
‫بسترهای زیرزمینی از چرخه هیدرولوژیکی طبیعی خارج شود‪.‬‬
‫بسیاری از صنایع که احتیاج به مقادیر اندکی آب آشامیدنی دارند آب مورد نیاز خود‬
‫را از شبکه های عمومی تامين می نمایند‪ .‬در برخی از مصارف صنعتی نظير آب‬
‫مورد نیاز دیگ های بخار ممکن است به آبی با خلوص شیمیایی ده ها برابر باالتر‬
‫از آب آشامیدنی نیاز باشد‪ .‬طراحی مهندس ی برای تصفیه سایر آبهای مورد نیاز‬
‫صنعت ممکن است ضرورت داشته باشد‪ .‬آب خنک کننده که یکبار مصرف شده‬
‫باشد می تواند در قسمت های دیگری مورد استفاده مجدد قرار گيرد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫هوادهی‬
‫از هوادهی ممکن است برای خارج ساختن گازهای نامطبوع محلول در آب (گاز‬
‫زدایی) یا افزودن اکسيژن به آب برای تبدیل مواد نامطلوب به شکلی مناسب‬
‫تر (اکسیداسیون) استفاده شود‪ .‬هوادهی معموال برای تصفیه آبهای زیر‬
‫زمینی به کار می رود‪.‬‬
‫آب زیر زمینی می تواند دارای مقادیر زیادی گاز نظير ‪ CO2‬و ‪ H2S‬باشد‪ .‬مقدار‬
‫زیاد ‪ CO2‬در آب موجب خاصیت خورندگی آن می شود‪ .‬سولفید هیدروژن‬
‫حتی در غلظت های اندک مزه و بویی ناخوشایند ایجاد می کند‪ .‬هوادهی آب‬
‫فوق اشباع از این گازها به عمل متصاعد شدن آن ها و رسیدن به شرایط‬
‫تعادل کمک می کند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫هوادهی‬
‫آهن و منگنز عناصری هستند که در طبیعت به شکل گسترده وجود دارند‪ .‬در غیاب‬
‫عوامل اکسید هر دوی این عناصر در آب محلولند‪ .‬آهن و منگنز پس از‬
‫هوادهی و تماس با اکسيژن که یک عامل اکسید کننده به شمار می آید‬
‫اکسید شده و بصورت رسوب قابل جداسازی هستند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انواع سیستم های هوادهی‬
‫‪.1‬هنگامی که آب در داخل هوا پخش می شود مانند فواره ها‪ ،‬برج های آبشاری یا‬
‫برج های سینی دار‪ .‬به طور کلی این روش برای دفع گازها سودمند است تا‬
‫جذب اکسيژن‪.‬‬
‫‪.2‬روش دیگر پخش هوا در آب است مانند هوادهی دیفیوزری به آب‪ .‬به طور کلی‬
‫این روش برای جذب اکسيژن بهتر از دفع سایر گازها عمل می کند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫ته نشینی واحدی عملیاتی است که در آن با استفاده از نيروی ثقل‪ ،‬مواد جامد‬
‫معلق جداسازی می شود‪ .‬از فرایند ته نشینی معموال در تصفیه آب‪ ،‬تصفیه‬
‫معمولی و پیشرفته فاضالب استفاده می شود‪.‬‬
‫کاربردهای اصلی آن در تصفیه آب عبارتند از‪:‬‬
‫‪.1‬ته نشینی ابتدایی آبهای سطحی قبل از تصفیه در واحد صافی شنی تند‬
‫‪.2‬ته نشینی ذرات لخته ای منعقد شده در آب قبل از صافی شنی تند‬
‫‪.3‬ته نشینی لخته های منعقد شده در واحد سختی گيری آهک‪-‬سودا‬
‫‪.3‬ته نشینی آبهای تصفیه شده در واحدهای حذف منگنز یا آهن‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫در تصفیه فاضالب موارد اصلی کاربرد آن عبارتند از‪:‬‬
‫‪.1‬حذف گل و الی و ماسه‬
‫‪.2‬حذف مواد معلق در زالل سازهای اولیه‬
‫‪.3‬حذف لخته های بیولوژیکی و زالل سازی ثانویه فرایند لجن فعال‬
‫‪.4‬حذف لخته های بیولوژیکی در زالل سازهای ثانویه فرایند صافی چکنده‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫اصول ته نشینی برای حوضچه های تصفیه آب یا فاضالب مشابه بوده و تجهيزات و‬
‫روش های راهبری آنها نيز مشابه است‪ .‬به طور کلی ته نشینی یعنی حذف ذرات‬
‫وارد شده به حوضچه از جریان آب قبل از خروج جریان از قسمت سرریز‬
‫خروجی‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫ته نشینی به چهار نوع تقسیم می شود که انواع آن به غلظت ذرات و ميزان‬
‫برخورد آنها بستگی دارد‪.‬‬
‫ته نشینی نوع اول‪:‬‬
‫ته نشینی نوع اول یا ته نشینی آزاد عبارت است از ته نشینی ذرات مجزا و لخته‬
‫نشده در یک سوسپانسیون رقیق‪ ،‬ته نشینی ابتدایی آبهای سطحی و ته‬
‫نشینی ذرات شن در داخل دانه گيرها نمونه هایی از ته نشینی نوع اول می‬
‫باشند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫ته نشینی نوع دوم‪:‬‬
‫عبارت است از ته نشینی ذرات لخته ای داخل یک سوسپانسیون رقیق‪ ،‬ذرات در‬
‫طول ته نشینی بصورت لخته در می آیند و بدین طریق اندازه و سرعت ته‬
‫نشینی آنها افزایش می یابد‪ .‬ته نشینی اولیه ذرات فاضالب ها و ته نشینی‬
‫ذرات آب و فاضالب هایی که بصورت شیمیایی انعقاد یافته اند‪ ،‬نمونه ای‬
‫از ته نشینی نوع ‪ 2‬به شمار می روند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫ته نشینی نوع سوم‪:‬‬
‫ته نشینی نوع ‪ 3‬یا ته نشینی ناحیه ای عبارت است از ته نشینی غلظت متوسطی‬
‫از ذرات که در آن ذرات به حدی به هم نزدیک هستند که نيروهای بين ذره‬
‫ای‪ ،‬ته نشینی ذرات همجوار را مانع می شوند‪ .‬ذرات در وضعیت ثابتی‬
‫نسبت به هم باقی می مانند و همگی با سرعت ثابتی ته نشين می شوند‪.‬‬
‫درنتیجه توده ذرات بصورت یک ناحیه یا منطقه ته نشين می شوند‪ .‬ته‬
‫نشینی که در اعماق متوسط زالل ساز نهایی فرایند لجن فعال به وقوع می‬
‫پیوندد نمونه ای از ته نشینی نوع ‪ 3‬می باشد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫ته نشینی نوع چهار‪:‬‬
‫ته نشینی نوع ‪ 4‬یا ته نشینی متراکم عبارتست از ته نشینی ذراتی که به علت غلظت‬
‫زیاد با هم در تماس بوده و ته نشینی آنها از طریق تراکم توده های فشرده‬
‫صورت می گيرد‪ .‬نمونه ای از ته نشینی نوع ‪ 4‬ته نشینی متراکمی است که در‬
‫اعماق پایين تر از زالل ساز نهایی فرایند لجن فعال روی می دهد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫حوضچه های ته نشینی واقعی‪:‬‬
‫حوضچه های ته نشینی به اشکال مستطیلی‪ ،‬مربع یا دایره ای ساخته می شوند‪.‬‬
‫یک حوض مستطیلی از یک حوض مدور دارای اندازه مشابه پرهزینه تر خواهد‬
‫بود اما در صورتی که چند استخر مورد نیاز باشد واحدهای مستطیلی می‬
‫توانند با دیواره های مشترک احداث شده و اقتصادی تر باشند‪.‬‬
‫حوضچه های ته نشینی مستطیلی دارای کاربردی بهتر از انواع مدور هستند‪.‬‬
‫در حوضچه های دایره ای مکانیسم انتقال لجن ساده تر بوده و مشکالت تعميرات‬
‫و نگهداری کمتری دارند‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫ته نشینی‬
‫در تصفیه آب‪ ،‬ته نشینی آبهای تصفیه نشده (ته نشینی مقدماتی) و آبهایی که به‬
‫صورت شیمیایی انعقاد یافته اند رایج است‪.‬‬
‫ته نشینی مقدماتی غالبا برای آبهای حاوی کدورت بیش از ‪ 1000mg/l‬مورد‬
‫استفاده قرار می گيرد‪ .‬جامدات برخی از رودخانه های آلوده ممکن است به‬
‫‪ 4000 mg/l‬برسد که در این موارد زمان ماند حوضچه های مقدماتی‬
‫ممکن است به ‪ 30‬روز برسد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫در واقع همه منابع آب سطحی تا ميزان محسوس ی دارای کدورت هستند‪ ،‬تحت‬
‫شرایطی که معموال در حوضچه های ته نشینی وجود دارد جداسازی ذراتی که‬
‫قطر آنها کوچکتر از ‪ 50um‬باشد قابل انتظار نیست‪.‬‬
‫در انعقاد (‪ )Coagulation‬و لخته سازی (‪ )Flocculation‬یک ماده‬
‫شیمیایی با جامدات کلوئیدی غيرقابل ته نشینی و جامدات معلق با سرعت ته‬
‫نشینی کم‪ ،‬تماس داده می شود تا لخته با سرعت ته نشینی زیاد تشکیل می‬
‫گردد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫انعقاد; افزودن و اختالط سریع یک ماده منعقد کننده‪ ،‬خنثی سازی جامدات‬
‫کلوئیدی و معلق ریز و تجمع اولیه ذرات خنثی شده می باشد‪.‬‬
‫لخته سازی; عبارت است از اختالط آهسته و یا اغتشاش مالیم برای نزدیک کردن‬
‫و تجمع ذرات خنثی شده و تشکیل فلوک با سرعت ته نشینی زیاد می باشد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫ذرات کلوئیدی که بخش مهمی از ذرات غير قابل ته نشینی هستند معموال در محدوده‬
‫یک میلی میکرون (‪ )10^-6 mm‬تا یک میکرون (‪ )10^-2mm‬قرار میگيرند‪.‬‬
‫ویژگی مهم پراکندگی کلوئیدی در آب‪ ،‬ته نشين نشدن این ذرات جامد توسط‬
‫نيروی جاذبه است‪.‬‬
‫مهمترین عاملی که موجب پایداری سوسپانسیون های کلوئیدی می شود عبارت‬
‫است از نسبت بسیار بزرگ سطح به حجم که ناش ی از اندازه بسیار کوچک‬
‫ذرات است‪ .‬پدیده های سطحی نسبت به پدیده های جرمی غالبند و مهمترین‬
‫پدیده سطحی‪ ،‬تجمع بارهای الکتریکی در سطح ذره است‪ .‬در بیشتر آبهای‬
‫سطحی‪ ،‬سطوح کلوئیدی دارای بار منفی هستند‪ .‬در حقیقت رانش ذرات‬
‫کلوئیدی با بار مشابه مانع از ته نشینی آنها می شود‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫زمانی که یک منعقد کننده به آب یا فاضالب اضافه می شود‪ ،‬ناپایدار سازی‬
‫کلوئیدها در اثر خنثی شدن بار سطحی آنها اتفاق می افتد‪ ،‬متداولترین منعقد‬
‫کننده ها در تصفیه آب سولفات آلومینیم و نمکهای آهن هستند‪.‬‬
‫سولفات آلومینیم (آلوم) بیشتر از نمک های آهن استفاده می شود زیرا معموال‬
‫ارزان تر می باشد‪ ،‬اما مزیت نمک های آهن این است که در محدوده ‪pH‬‬
‫وسیعتری موثرترند‬
‫دامنه ‪ pH‬مناسب برای آلوم ‪4/5-8‬‬
‫دامنه ‪ pH‬مناسب برای کلرید فریک ‪4-12‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫انواع منعقد کننده ها‪:‬‬
‫سولفات آلومینیم (آلوم)‬
‫سولفات فرو‬
‫کلرید فریک‬
‫سولفات فریک‬
‫‪Al2(SO4)3‬‬
‫‪FeSO4‬‬
‫‪FeCl3‬‬
‫‪Fe2(SO4)3‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫انعقاد و لخته سازی‬
‫در حوضچه های اختالط سریع‪ ،‬اختالط یا به هم زدن سریع برای همگن کردن‬
‫مواد شیمیایی در داخل حوضچه الزم است تا بين مواد منعقد کننده و ذرات‬
‫معلق تماس مناسب برقرار شود‪ .‬زمانی که آب از حوضچه اختالط سریع‬
‫خارج می شود‪ ،‬ذرات معلق توسط فرایند منعقد سازی به لخته های ریز‬
‫تغیير شکل داده اند‪.‬‬
‫در حوضچه های لخته سازی‪ ،‬لخته های ریز متراکم شده و به ذرات لخته بزرگتر‬
‫تبدیل می شوند‪ .‬این تجمع ذرات به زمان و ميزان به هم زدن آهسته آب‬
‫بستگی دارد‪ ،‬در زمان خروج آب از حوضچه لخته سازی‪ ،‬فلوک تشکیل شده‬
‫بزرگ و سنگين شده و قابلیت ته نشینی سریع دارد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‬
‫طبقه بندی آبها بر حسب ميزان سختی عبارت است از‪:‬‬
‫نوع آب‬
‫نرم‬
‫نسبتا سخت‬
‫سخت‬
‫بسیار سخت‬
‫بر حسب‬
‫‪mg/l CaCO3‬‬
‫‪mg/l CaCO3‬‬
‫‪mg/l CaCO3‬‬
‫‪mg/l CaCO3‬‬
‫مقدار سختی‬
‫‪>50‬‬
‫‪50-150‬‬
‫‪150-300‬‬
‫‪<300‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‬
‫استانداردهای خدمات بهداشتی عمومی مقدار حداکثر ‪ 500 mg/l‬سختی را در‬
‫آب آشامیدنی توصیه می نمایند‪ .‬فرایندهای سختی گيری که به طور‬
‫معمول مورد استفاده قرار می گيرند عبارتند از ترسیب شیمیایی و تبادل‬
‫یونی‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬ترسیب شیمایی‬
‫الف) ترسیب شیمیایی‪:‬‬
‫گونه های مختلف سختی دارای محدوده های حاللیت مختلف هستند‪ .‬کم‬
‫محلولترین گونه ها عبارتند از کربنات کلسیم (‪ )CaCO3‬و هیدراکسید‬
‫منيزیم ‪ .Mg(OH)2‬ترسیب شیمیایی نيز در اثر تبدیل سختی کلسیم به‬
‫کربنات کلسیم و منيزیم به هیدراکسید منيزیم صورت می گيرد‪ .‬این عمل می‬
‫تواند با استفاده از فرایند آهک‪-‬کربنات سدیم (سودا) یا فرایند سود سوز‬
‫آور صورت پذیرد‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬ترسیب شیمایی‬
‫آهک همه شکل های سختی کربناته و سختی غير کربناته منيزیم را حذف می کند‪:‬‬
‫‪2CaCO3 (s)+ 2 H2O‬‬
‫‪Ca(HCO3)2 + CaO + H2O ‬‬
‫‪Mg(HCO3)2 + CaO + H2O  CaCO3 (s) + MgCO3‬‬
‫)‪MgCO3 + CaO + H2O  CaCO3 (s) + Mg(OH)2 (s‬‬
‫)‪Mg SO4 + CaO + H2O  Ca SO4 + Mg(OH)2(s‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪(NO3)2‬‬
‫‪(NO3)2‬‬
‫{‬
‫{‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬ترسیب شیمایی‬
‫جداساختن سختی منيزیم غير کربناته توسط آهک سبب افزایش سختی کلسیم‬
‫غيرکربناته می شود‪ .‬سختی کلسیم غير کربناته در اثر افزودن کربنات سدیم‬
‫قابل حذف است‪.‬‬
‫‪SO4 + Na2CO3  CaCO3 + 2Na SO4‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪(NO3)2‬‬
‫‪(NO3)2‬‬
‫رسوب کردن ‪ CaCO3‬و ‪ Mg(OH)2‬به ‪ pH‬بستگی دارد‪ pH .‬بهینه برای‬
‫رسوب ‪ CaCO3‬در محدوده ‪ 9-9/5‬و برای رسوب ‪ Mg(OH)2‬حدود ‪ 11‬می‬
‫باشد‪.‬‬
‫{‬
‫{‬
‫‪Ca‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬ترسیب شیمایی‬
‫همه شکل های سختی در اثر افزایش سود سوز آور (‪ )NaOH‬قابل تبدیل به‬
‫گونه های ته نشين شونده هستند‪.‬‬
‫‪2 NaOH CaCO3 (s)+ Na2CO3 + 2 H2O‬‬
‫‪2Na2CO3 +2‬‬
‫‪NaOH Mg(OH)2 (s) +‬‬
‫‪4‬‬
‫‪Ca(HCO3)2 +‬‬
‫‪Mg(HCO3)2 +‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪2 NaOH  Mg(OH)2(s) + Na2SO4‬‬
‫‪Mg SO4 +‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬تبادل یونی‬
‫تبادل یونی‪:‬‬
‫انواع مختلفی از جامدات محلول که شامل سختی نيز می شود در اثر فرایند‬
‫تبادل یونی قابل جداسازی هستند‪ ،‬در اینجا فقط به تبادل یون برای سختی‬
‫گيری می پردازیم‪.‬‬
‫سختی گيری آب به کمک تبادل یون عبارت است از جایگزینی بين کاتیون غير‬
‫سختی زا در آب به جای کلسیم و منيزیم‪.‬‬
‫رزین مصنوعی‪ :‬ماده ای است که توسط مواد تبادل کننده یونی مطلوب پوشیده‬
‫شده است‪.‬‬
‫فرایند تصفیه آب‬
‫سختی گيری‪ ،‬تبادل یونی‬
‫در حذف سختی به روش تبادل یون از رزین های تبادل یون سدیمی استفاده می‬
‫شود‪.‬‬
‫چون در مقادیر مساوی کلسیم و منيزیم بیش از سدیم جذب رزین می شود‪ ،‬لذا‬
‫در اثر تماس آب سخت با رزین سدیمی واکنش زیر اتفاق می افتد‪:‬‬
‫‪Ca (HCO3)2 + 2Na [R]  Ca [R] + 2NaHCO3‬‬
‫‪Mg‬‬
‫‪Mg‬‬
‫فیلتراسیون‬
‫فیلتراسیون فرایندی است که در طی آن ذرات رسوب نشده و یا لخته های کوچک‬
‫که در مراحل انعقاد و سختی گيری ته نشين نشده بودند جدا می شوند‪.‬‬
‫فیلتراسیون متداول عبارت است از عملیاتی که در طی آن آب از خالل یک بستر‬
‫ساکن با محیط دانه ای عبور کرده و جامدات موجود در آب در محیط فیلتر‬
‫گرفتار می شوند‪.‬‬
‫فیلتراسیون‬
‫اجزاء تشکیل دهنده فیلتر‬
‫بدنه فیلتر‪ :‬جنس ساختمان بدنه فیلترها معموال از بتن مسلح انتخاب می شود اگر‬
‫چه استیل ضد زنگ نيز مناسب می باشد‪.‬‬
‫سیستم جریان خروجی زیرین‪ :‬هدف از این سیستم جمع آوری و جداسازی آب فیلتر‬
‫شده و پخش نمودن آب شستشوی معکوس است‪.‬‬
‫بستر فیلتر‪ :‬در گذشته به طور معمول از ماسه سیلیس ی بیش از مواد دیگر استفاده‬
‫می شد‪ ،‬اما اخيرا از ذغال سنگ آنتراسیت یا شن گارنت به جای ماسه سیلیس ی‬
‫یا همراه با آن استفاده می شود‪.‬‬
‫هر قدر اندازه دانه های بستر فیلتر کوچکتر باشد‪ ،‬اندازه روزنه های بين آنها برای‬
‫عبور آب کوچکتر خواهد بود‪ .‬کوچکتر بودن روزنه ها موجب بهبود کارایی فیلتر‬
‫می شود‪.‬‬
‫فیلتراسیون‬
‫انواع فیلترهای شنی‬
‫فیلترهای شنی کند‪:‬‬
‫فیلترهای شنی کند از دانه های ریز شن با اندازه موثر حدود ‪ 0/2mm‬ساخته می‬
‫شوند‪ .‬اندازه کوچک روزنه ها سبب جداسازی تمام مواد معلق در سطح فیلتر‬
‫می گردد‪ .‬بعالوه الیه ای از ارگانیسم های بیولوژیکی در سطح مشترک تماس‬
‫بين آب و شن به عملیات فیلتراسیون کمک می کنند‪ ،‬تميز کردن فیلترها به‬
‫طور متناوب با تخلیه آب تخلیه آب فیلتر و الیه برداری چندسانتی متری از‬
‫سطح شن انجام می شود‪.‬‬
‫فیلتراسیون‬
‫انواع فیلترهای شنی‬
‫فیلتر های شنی تند‪:‬‬
‫اندازه ذرات بزرگتر بوده و اندازه موثر آنها از ‪ 0/45 – 0/55 mm‬تغیير می کند‪.‬‬
‫ميزان آب تصفیه شده در این فیلتر ها بیش از صافی شنی کند است‪ .‬تميز کردن‬
‫فیلتر های شنی تند به وسیله عملیات شستشوی معکوس انجام می شود‪.‬‬