بررسی امکان استفاده از فرآیند تصفیه مستغرق غشایی (MSR) در تصفیه آب به منظور انعقاد و لخته سازی ، ته نشینی و فیلتراسیون توام و تعیین مقادیر بهینه پارامترهای عملکردی آن

چه برای مصارف آشامیدنی و چه برای مصارف صنعتی، معمولا آب طبیعی نیاز به تصفیه دارد روش های تصفیه آب یا فرایندهای تصفیه آب شامل روش های مختلفی برای حذف مواد آلوده کننده یا همان آلاینده از آب خام در جهت تولید آبی با کیفیت مناسب برای مصرف کننده است. روش های مرسوم که امروزه جهت تصفیه منابع اب های سطحی مورد استفاده قرار می گیرند شامل فرایندهای انعقاد و لخته سازی، هوادهی، ته نشینی، فیلترشنی و گندزدایی(کلرزنی) را به طور عمده شامل می شوند. با توجه به اینکه تصفیه آب فرایند شامل چند مرحله ذکر شده است، بنابراین هرکدام از فرایندهای نام برده باید به درستی عمل کنند تا آب تصفیه شده و مورد استفاده قرار گیرد. در سالهای اخیر تکنولوژی های غشایی نظیر میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس در فرایندهای تصفیه آب به دلیل هزینه انرژی پایین، حذف آلایندگی بالا به کار گرفته شده است. همچنین این تکنولوژیها به مساحت کمتری نیاز داشته و به راحتی نصب میشوند. تصفیه آب های با کدورت های مختلف با استفاده از غشای اولترافیلتراسیون روشی است که امروزه کاربرد بیشتری پیدا کرده است به این دلیل که اغلب ترکیبات آلاینده تشکیل دهنده این نوع آب ها وزن مولکولی بالایی دارند و به راحتی بوسیله فیلتراسیون غشایی اولترافیلتراسیون جدا میشوند. هدف از این مطالعه بررسی کارایی تصفیه آب ها با کدورت های مختلف با استفاده از پایلوت مستغرق غشایی به منظور انعقاد و لخته سازی فیلتراسیون توامان و تعیین مقادیر بهینه پارامترهای عملکردی آن بوده است.

مواد و روش ها : در این مطالعه جهت تصفیه آب با کدورت های مختلف(NTU۱۰۰۰، ۵۰۰، ۲۰۰، ۱۰۰، ۵۰، ۱۰) در ابتدا توسط آزمون جارتست به بررسی منعقدکننده های کلروفریک و پلی آلومینیوم کلراید به همراه آهک و پلی الکترولیت جهت انعقاد و لخته سازی در هر کدورت پرداخته شد. پارامترهای pH، بهینه منعقدکننده و منعقدکننده ها و نحوه اثر هرکدام در حذف کدورت ها در هر کدورت بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد پایلوت مستغرق غشایی(MSR) جهت انعقاد و لخته سازی، ته نشینی و فیلتراسیون غشایی طراحی گردید. پایلوت طراحی شده به ابعاد ۲۰*۵۰*۸۷ سانتی متر که قسمت غشایی الترافیلتراسیون آن به حجم ۳۵ لیتر شامل ۳ فلت شیت الترافیلتر از جنس پلی اتر سولفون به ابعاد ۱*۲۵*۳۰ و سایز روزنه های ۰.۰۴ میکرون ساخته شده است. فرایند انعقاد و لخته سازی بر اساس بهینه مواد منعقدکننده و کمک منعقد کننده بدست آمده به همراه فیلتراسیون غشایی به صورت سیستم بچ بهره برداری گردید. پارامترهای فلاکس جریان، میزان آهن و آلومینیوم در آب تصفیه شده، میزان گرفتگی غشاها و نقش هوا در انعقاد و لخته سازی و شستشوی معکوس غشاها در تصفیه آب با کدورت های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند.

نتایج : نتایج نشان داد جهت حذف کدورت از آب توسط پایلوت مستغرق غشایی منعقدکننده کلروفریک به دلیل درصد حذف بلاتر کدورت ، میزان استفاده شده و نوع لخته ها و لجن تشکیل شده عملکرد بهتری را داشته است. همچنین ۸pH= به عنوان pH بهینه که بیشترین درصد حذف کدورت اتفاق افتاده است، در هر دو منعقدکننده انتخاب گردید. فرایند انعقاد و لخته سازی توامان با فیلتراسیون غشایی در کدورت های کمتر از NTU۲۰۰ در هر دو منعقدکننده کلروفریک و پلی الومینیوم کلراید بهترین عملکرد از نظر فلاکس جریان را دارا بوده است به طوری که افت فلاکس در ۸ ساعت زمان بهره برداری تنها ۱۰ درصد کاهش یافته و از L/m۲.h ۴۰ به L/m۲h ۳۶ رسیده است. این درحالی است که در کدورت های بالایNTU ۲۰۰ کاهش فلاکس تا حدود ۶۰ درصد و به L/m۲.h۲۴ رسیده است. اگرچه این کاهش فلاکس با استفاده از منعقدکننده پلی الومینیوم کلراید ۳ درصد بیشتر از کلروفریک بوده است. میزان درصد حذف کدورت در منعقدکننده کلروفریک عملکرد بهتری(در حدود ۲ الی ۳ درصد) داشته است. با افزایش زمان بهره برداری از غشاها درصدهای حذف نیز افزایش یافته است. میزان حذف آهن کل و آلومینیوم نیز توسط فرایند غشایی ۹۹% بوده است که حد مجاز مطابق استاندارهای آب های اشامیدنی را تایید می کند.

نتیجه گیری: به طور کلی نتایج نشان داد از پایلوت مستغرق غشایی توامان با انعقاد و لخته سازی می توان در تصفیه آب های با کدورت های مختلف مورد استفاده قرار گیرد و قابلیت حذف بیش از ۹۹ درصد کدورت، فلزات آهن و آلومینیوم دارا بوده و به عنوان تصفیه خانه آب فشرده شده و یا پرتابل در مکان هایی که زمین کافی وجود ندارد نصب و راه اندازی گردد. همچنین از این پکیج می توان در مواقع بحرانی مانند سیل، زلزله و... که توانایی تامین آب آشامیدنی توسط تصفیه خانه ها وجود ندارد به عنوان پکیج تصفیه آب استفاده گردد.