بررسي كمي و كيفي مواد شيميايي مصرفي در تصفيه خانه هاي آب كشور

نويسنده: مجيد قنادي
استاد راهنما: سيمين ناصري
استاد مشاور: محمود شريعت، سيمين ناصري، فروغ واعظي، امير حسين محوي، كاظم ندافي
تاريخ دفاع: 1378/11/04
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: بر مبناي نتايج به دست آمده از پرسشنامه هاي ارسال شده به شركت هاي آب و فاضلاب و يا سازمانهاي آب منطقه اي كه داراي تصفيه خانه آب بودند و تلفيق آن با اطلاعات موجود در ستاد شركت مهندسي آب و فاضلاب كشور، در پايان سال 1376 از مجموع 70 تصفيه خانه آب كشور، 58 تصفيه خانه (5/84 درصد ) كه به شيوه متعارف و با بهره گيري از واحدهاي زلال ساز، تزريق مواد شيميايي و صافي سازي آب را تصفيه مي كنند، با ظرفيت اسمي 63/52 و ظرفيت بهره برداري 16/54 متر مكعب در ثانيه، افزودن بر 35 درصد از آب شرب شهري كشور را تامين نموده اند. در 3 درصد از تصفيه خانه هاي آب كشور، تصفيه آب منحصراً با بهره گيري از صافي هاي شني تند تحت فشار و يا بر پايه حذف عوامل مولد سختي از آب استوار است و از 5/12 درصد از آنها نيز به دلايل متعددي همچون فرسودگي تاسيسات، جايگزيني منابع آبي بهتر و ... بهره برداري نمي شود. آخرين تصفيه خانه آب كشور در سال 1376، با ظرفيت 3/2 متر مكعب در ثانيه در شهر قم به بهره برداري رسيده است. بزرگترين تصفيه خانه آب كشور نيز با توان توليد 5/9 متر مكعب در ثانيه در شهر تهران قرار دارد. پيش بيني مي شود كه با راه اندازي تصفيه خانه آب رشت در پايان سال 1377 توان اسمي تصفيه آب كشور به 63/55 متر مكعب در ثانيه افزايش يابد. بيشترين تراكم تصفيه خانه هاي آب كشور به ترتيب در استانهاي خوزستان، تهران و آذربايجان غربي قرار دارد، در حالي كه از نظر ظرفيت توليد، در سال 1376، استان تهران، خوزستان و اصفهان با ميانگين توليد 4/22، 6/13 و 5 متر مكعب در ثانيه، به ترتيب مقام هاي اول تا سوم را به خود اختصاص داده اند.
از نظر سابقه كار و طول عمر تاسيسات نيز 5/9 درصد از تصفيه خانه هاي آب كشور، بيش از 40 سال، 18 درصد بين 30 تا 40 سال، 21 درصد بين 20 تا 30 سال و 5/27 درصد از تصفيه خانه هاي آب كشور كمتر از 10 سال از زمان آغاز بهره برداري آنها گذشته است و تاريخ بهره برداري از 24 درصد از تصفيه خانه هاي آب كشور نيز به دليل فقدان گزارشهاي فني و بهره برداري در شركتهاي متبوع آنها مشخص نيست. بررسي پرسشنامه هاي بدست آمده نشان مي دهد كه در سال 1376 ميزان توليد آب در تصفيه خانه هاي آب كشور سه درصد بيشتر از توان اسمي آنها بوده است. با توجه به اين نكته كه در حالت بهينه بهره برداري، ظرفيت در مدار تصفيه خانه معمولاً 3/2 توان اسمي آن در نظر گرفته مي شود. به اين ترتيب در سال مذكور حجم آب تصفيه شده در تصفيه خانه هاي آب كشور 6/54 درصد بيشتر از حالت بهينه بهره برداري از آنها بوده است.
از سوي ديگر بر پايه اطلاعات به دست آمده ميزان مصرف سولفات آلومينيوم در تصفيه خانه هاي آب كشور طي سالهاي 1374 تا 1367 بيش از 58 درصد كاهش يافته و از 6214 تن در سال 1374به 2601 تن در سال 1367 تقليل يافته است، در حالي كه طي همين مدت مقادير مصرف كلرورفريك تقريباً پنج برابر شده و از 4/1007 تن در سال 1374 به 4800 تن در سال 1367 افزايش يافته است. هر چند كه بر پايه اطلاعات به دست آمده كاهش قابل توجهي در ميزان مصرف سولفات آلومينيوم در تصفيه خانه هاي آب كشور مشاهده مي شود، اما با اين حال هنوز هم آلوم مهمترين ماده منعقد كننده مصرفي در تصفيه خانه هاي آب كشور به شمار مي رود، به طوري كه در سال مذكور 5/63 درصد از تصفيه خانه هاي آب كشور از سولفات آلومينيوم و تنها 5/36 درصد آنها از كلرورفريك به عنوان ماده منعقد كننده استفاده مي كرده اند.
بررسي علل تغيير نوع ماده منعقد كننده مصرفي در تصفيه خانه هاي آب كشور از سولفات آلومينيوم به كلرورفريك با در نظر گرفتن سه عامل عوارض بهداشتي باقي مانده آلومينيوم در آب آشاميدني، كارايي بهتر كلرورفريك نسبت به آلوم و سرانجام سهولت دسترسي، سادگي توليد و هزينه كمتر تهيه كلرورفريك نشان مي دهد كه مهمترين عامل در تغيير نوع ماده منعقد كننده مصرفي در پنج تصفيه خانه آب در شهر اهواز با مجموع توان اسمي 87/4 متر مكعب در ثانيه و تصفيه خانه آب خرمشهر با ظرفيت اسمي 83/0 متر مكعب در ثانيه،‌هزينه كمتر و سهولت دسترسي بوده است.
بررسي هاي انجام شده نه تنها عوارض بهداشتي بقاياي آلومينيوم در آب آشاميدني و يا كارايي بهتر كلرورفريك نسبت به سولفات آلومينيوم را مردود دانسته است. بلكه در مواردي نيز به دليل بالا بودن مقادير فلزات سنگين در تركيب كلرورفريك، عوارض سوء محتمل آن به مراتب بيشتر از سولفات آلومينيوم است.
از سوي ديگر علي رغم نوسانات كمي در مصرف منعقد كننده هاي اصلي در تصفيه خانه هاي كشور طي سالهاي 1374 تا 1376 مقادير مصرف مواد كمك منعقد كننده در سالهاي مذكور روند صعودي داشته است، به طوري كه ميزان مصرف آهك از 408 تن در سالهاي 1374 به 895 تن در سال 1376 و مقادير مصرف پلي الكتروليت در سالهاي 1375 و 1376 به ترتيب 10 و 25 تن بوده است. بررسي ميزان و روند تغييرات مقادير مصرف مواد گندزدا در كشور نشان مي دهد كه علي رغم ورود
تكنولوژي هاي جديد گندزدايي مبتني بر استفاده از گاز ازن و يا اشعه ماوراء بنفش به كشور، كلر و مشتقات آن هنوز پرمصرف ترين و ارزان ترين ماده گندزدا براي سالم سازي آب در ايران است و هر چند كه به دليل كمبود موقتي گاز كلر و جايگزيني تدريجي كلرزنهاي مايع با نوع گازي آن، مقادير مصرف گاز كلر و پر كلرين در سال 1375 به ترتيب 5/10 و 72 درصد نسبت به سال قبل از آن تقليل يافته و از 2270 و1671 تن در سال 1374 به 2032 و 464 تن كاهش يافته است، اما با برطرف شدن كمبود آنها، مقادير مصرف گاز كلر و پركلرين در سال 1376 به ترتيب به 3113 و 1483 تن رسيده است.
در شش ماهه اول سال 1377 نيز براي تصفيه 8/0 ميليارد متر مكعب ( 13/38 درصد ) از مجموع 095/2 ميليارد مترمكعب آب توليد شده در شهرهاي كشور بالغ بر 1324 تن سولفات آلومينيوم، 3143 تن كلرورفريك، 5/658 تن آهك و 2/4 تن پلي الكتروليت به مصرف رسيده است.
در پايان سال 1376 توان توليد داخلي كشور در تامين كلرورفريك و سولفات آلومينيوم به ترتيب 24200 تن و 28500 و ظرفيت توليد كارخانه هاي داخلي و تامين گاز كلر و پر كلرين مورد نياز كشور به ترتيب بالغ بر 54435، 11860 تن بوده است. خاطر نشان مي سازد كه در حال حاضر مقادير مورد نياز پلي الكتروليت تصفيه خانه هاي آب تماماً از خارج از كشور تامين مي شود. از سوي ديگر مروري بر هزينه هاي تمام شده توليد آب در كشور نشان مي دهد كه هزينه هاي مواد شيميايي پس از پرداخت مربوط به حقوق و دستمزد (26 درصد)، استهلاك و تعميرات (13 درصد) و برق مصرفي (4 درصد)، چهارمين رقم هزينه هاي توليد آب در كشور را به خود اختصاص داده اند، به طوري كه در سال 1376 از مجموع 53/269 ريال متوسط هزينه تمام شده توليد يك مترمكعب آب، 14 ريال آن مربوط به مواد شيميائي بوده است. علاوه بر آن در اين بررسي تعيين مقدار مناسب تزريق ماده شيميايي و عوامل مرتبط با آن در شش تصفيه خانه آب مشهد ميناب – بندرعباس، اهواز ، اصفهان،‌گرمسار و رشت انجام گرديد. در هر يك از تصفيه خانه هاي مذكور ضمن بررسي واحدهاي تزريق مواد شيميائي و تعيين نقاط ضعف آنها، نمونه ماده منعقد كننده مصرفي آنها نيز به منظور تعيين درصد خلوص و ناخالصي هاي آن تجزيه شد. افزون بر آن به منظور بررسي روند تغييرات كيفيت آب ورودي به هر يك از تصفيه خانه هاي مذكور و تغييرات احتمالي مصرف مواد شيميايي در هر يك آنها، نتايج منتخب آزمون جار در سال 1376 ( از هر ماده ده مورد ) همراه با تعيين مقدار عوامل مرتبط با آن اخذ گرديد. همچنين بر مبناي نتايج به دست آمده از مجموع 85 مورد تعيين مقدار بقاياي كاتيون ماده منعقد كننده در آب تصفيه شده در تصفيه خانه هاي تهران‌، گرگان، سنندج، همدان، ميناب- بندرعباس، قم، اردبيل، اهواز،‌اصفهان و مشهد انجام شد. تنها در يك مورد ميزان آلومينيوم باقي مانده در آب خروجي از تصفيه خانه بندرعباس 5/0 ميلي گرم در ليتر بوده است و در بقيه آزمون هاي انجام شده، مقادير باقي مانده آهن و آلومينيوم در آب تصفيه شده كمتر از استاندارد كشوري اين عناصر در آب آشاميدني بوده است.
كلمات كليدي: