كاربرد صافي شني تند خودكار در تاسيسات تصفيه آب

نويسنده: عليرضا رحماني
استاد راهنما: محمود شريعت
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، محمود شريعت، فروغ واعظي، سيمين ناصري، اميرحسين محوي
تاريخ دفاع: 1368/11/09
مدرك: كارشناسي ارشد
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، بهداشت و انستيتو تحقيقات بهداشتي، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: امروزه تامين آب سالم با كيفيت مناسب آشاميدن بصورت يك مشكل و مهم در اكثر جوامع مورد توجه است. در غالب موارد، بمنظور تامين كيفيت مناسب، ناگزير از تصفيه مي باشيم. ضعف تكنولوژيكي و هزينه هاي بالاي تصفيه همواره محدوديتهاي عظيمي را جهت بهره گيري از اين تاسيسات به همراه دارد. دستيابي به روشهاي ساده و ارزان قيمت تصفيه آب گرچه يك هدف عمده در اكثر مراكز علمي كشورهاي مختلف جهان بوده ولي متاسفانه تاكنون قدمهاي چنداني در اين امر برداشته نشده است. درحال حاضر جمع كثيري از مردم ساكن كشورهاي در حال توسعه بخصوص روستاها از آب سالم و بهداشتي محروم هستند.
موضوع اين پايان نامه قدمي كوچك در اين راه بوده داست و اميد آن مي رود كه با بررسي هاي بيشتر بر روي آن بتوانيم با بهره گيري از واحدهاي ساده تصفيه آب در طراحي و ساخت خانه هاي مفيد و اقتصادي جهت اجتماعات كوچك موفق باشيم.
يكي از مهمترين واحدهاي يك تصفيه خانه آب مشروب صافي هاي شني آن مي باشد، كه بعلت مشكلات فراواني كه در زمينه احداث، نگهداري و بهره برداري خواهند داشت، استفاده از آنها محدود به شهرهاي بزرگ شده است صافي شني تند خودكار طرح شده در اين پايان نامه مي توانند با هزينه ساخت پائين و خودكار بودن تا اندازه اي مشكلات را مرتفع سازد. اين دستگاه از دو مخزن فلزي و تعدادي لوله گالوانيزه ساخته شده است، قسمتهاي اساسي آن شامل مخزن صافي، مخزن ذخيره آب مورد نياز جهت شستشوي معكوس، لوله تخليه آب شستشو، لوله ورودي آب خام و لوله خروجي آب صاف شده مي باشد.
مكانيسم عمل دستگاه بدين گونه است كه در طي عمل صاف كردن جامدات معلق در آب خام توسط بستر شن و ماسه متوقف مي شوند، اين عمل زمان كاهش مي يابد، زمانيكه اين افت فشار به حد انتخاب شده (2/1متر) رسيد، دستگاه به صورت خودكار شروع به شستن بستر مي كند، بعد از اتمام اين مرحله دستگاه مجددا در خط قرارمي گيرد. طراحي قسمتهاي مختلف دستگاه با استفاده از مباني طراحي صافيهاي شني تند هيدروليك سيفونها صورت پذيرفت با استفاده از محاسبات مقدماتي اقدام به ساخت نمونه صافي شني تند خودكار و راه اندازي آن گرديد. بعد از تائيد كار دستگاه مطالعاتي نيز بر روي آن صورت گرفت. در طي اين مطالعات قسمتهايي از دستگاه تكميل و بررسي هاي هيدروليكي نيز نتيجه گيري شد. قسمتهاي افزوده شده شامل سيفون كمكي و لوله تخليه هوا بود. سيفون كمكي بمنظور تسريع در شروع به كار سيفون (درحين عمل شستشوي معكوس) و لوله تخليه هوا جهت حبابهاي هواي جمع شده در قسمت بالاي بستر و لوله شستشوي معكوس مي باشد كه با نصب اين قسمتها عمل صافي بهبود يافت. قسمت افزوده شده ديگر يك شير فلكه بود كه در مسير لوله رابطه بين مخزن بستر و مخزن ذخيره آب شستشو تعبيه گرديد. از اين شير فلكه مي توان جهت خروج شستشوي معكوس دستي بستر استفاده نمود، بايستي شير فلكه با توليد افت فشار مصنوعي، سيفون شروع به كار نموده، شستشوي معكوس آغاز مي گردد. در اين هنگام با باز كردن شير فلكه آب از مخزن ذخيره به زير بستر جريان پيدا كرده، بستر شسته مي شود، از اين شير فلكه جهت انجام آزمايشات هيدروليكي صافي نيز استفاده بعمل آمده است. از مطالعات هيدروليكي انجام شده و اندازه گيري زمان براي پر و خالي شدن حجم خاصي از مخزن ذخيره در طي عمل صاف كردن و شستشوي معكوس كه نتايج آن در جدول شماره 23 معكوس مي باشد، بار هيدروليكي دستگاه 5 تا 5/7 مترمكعب در ساعت انتخاب گرديد.
با توجه به بار هيدروليكي انتخاب شده و ميزان جريان آب در لوله سيفون درهنگام شستشوي معكوس (103×7/8 مترمكعب در ثانيه) ديده مي شود كه سيفون 4 تا 6 برابر جريان آب خام ورودي را از خود عبور مي دهد كه اين نشان دهنده فشار منفي توليد شده اي است كه به راحتي قادر است آب بالاي بستر را تخليه نمايد، همچنين با قراردادن مخزن ذخيره آب شستشو در ارتفاع دومتري نسبت به كاف صافي متوجه شديم كه كمك بسيار موثري در برگشت جريان به زير بستر و شستشوي معكوس مي باشد.
از صافي شني تند خودكار مي توان در تاسيسات بزرگ و كوچك آبرساني جهت صاف كرن آب استفاده نمود. در تاسيسات بزرگ، واحدهاي مختلف تصفيه خانه بصورت مجزا هر كدام پروسه طراحي شده را انجام داده آب را جهت ورود به واحدهاي صافي شني تند خودكار كه تك تك عمليات صفاكردن و شستشوي معكوس را انجام مي دهند مهيا مي سازند، بطوريكه در يك زمان حتي الامكان تعداد محدودي از صافي شني تند خودكار از خطر خارج و در حال شستشو بوده باشند جهت اينكار از خط اضافي اتصال بالاي سيفون توسط يك لوله باريك استفاده شده است. در تاسيسات كوچك آب با استفاده از واحد هاي كمكي مثل واحد افزودن مواد منعقدكننده، كلرزني و ته نشيني اوليه كيفيت آب خام جهت ورود به صافي شني تند خودكار تامين مي گردد.
صافي شني تند خودكار مي تواند بطور گسترده اي جهت صاف كردن آب بخصوص در مراكز كوچك بكارگرفته شود. بعلت عدم نياز به هر گونه قطعه مكانيكي متحرك طول زمان كارآيي دستگاه بيشتر بوده، ساخت آن ارزان، اقتصادي، ساده و سريع مي باشد و بهره گيري از اين خصوصيات مطلوب مي تواند گام موثري در جهت بهبود كيفيت آب مصرفي مناطق محروم و در نتيجه سطح بهداشت مردم نقاط دور افتاده كشور باشد.
كلمات كليدي: