- ۰ ۰
- ۰ نظر
کارگاه آموزشی آنلاین آبسازی
و چالش های آب در صنعت داروسازی
سرفصل های کارگاه
1.اشتباهات فرایندی طراحی سیستم
_دستگاه تولید آب خالص PW Generator
_سیستم ذخیره سازی و توزیع آب خالص، آب قابل تزریق و خطوط بخار خالص
Storage and Distribution
2.خطاهای مهندسی انتخاب، نصب و اجرای سیستم
_تجهیزات و متریال Material & Equipment
_لوله کشی و جوشکاری Piping & Welding
3.مشکلات مربوط به راهبری سیستم
_شستشو و ضد عفونی ها Cleaning & sanitization
_راهبری و تعمیر و نگهداری Operation & Maintenance4
4.نقایص مستندسازی
DQ-IQ-OQ-PQ
- ۰ ۰
- ۰ نظر
حضور در نمایشگاه ایران فارما 2023
(IRAN PHARMA EXPO 2023)
ارائه آخرین دستاوردها ، تجهیزات و دستگاههای شرکت آرین کیمیا پویا(کلینیک تصفیه آب ایران) با حضور در نمایشگاه ایران فارما 2023
شامل :
1- دستگاه تولید آب خالص PWG
2- سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب خالص PWD
3- دستگاه تولید بخار خالص PSG
4- دستگاههای شستشو و ضدعفونی و استریلیزاسیون اتوماتیک SIP/CIP
5- اجرای جوشکاری استیل به روش اربیتال Orbital Welding
6- سیستم های تصفیه فاضلاب ممبران بیوراکتور MBR
7- احراز کیفیت Validation
تماس با ما:
- ۰ ۰
- ۰ نظر
طراحی و ساخت بوستر پمپ های آبرسانی و آتش نشانی
برای طراحی و ساخت بوستر پمپ های آبرسانی و آتش نشانی ابتدا به شرح مختصری از آنها می پردازیم:
بوستر پمپ آبرسانی
بوستر پمپ آبرسانی دستگاهی است که فشار و جریان کم آب را افزایش می دهد. تقویت فشار و دبی برای رساندن آب به سطح مورد نظر با حجم آب مورد نیاز را فراهم می کند. بوستر پمپ فشار مطلوبی را برای انتقال آب از یک مخزن ذخیره سازی به کل مجوعه یا تاسیسات را فراهم می آورد.
بوستر پمپ آتش نشانی
پمپ های آتش نشانی از اجزای ضروری سیستم حفاظت در برابر آتش سوزی در صنایع مختلف و ساختمانها هستند.
در ساختمان هایی با سطوح 400 تا 500 فوت و بالاتر همچنین توزیع آب از طریق سیستم های اسپرینکلر که فشار آب از شبکه های اصلی آب نمی تواند به آن برسد، حیاتی است. حتی در ساختمان های پایین تر، پمپ آتش نشانی کلید مهار آتش است.
[caption id="attachment_5070" align="aligncenter" width="221"] بوستر پمپ کلینیک تصفیه آب ایران[/caption]جهت سفارش انواع بوستر پمپ با ما تماس بگیرید.
- ۰ ۰
- ۰ نظر
بوستر پمپ چیست؟
دستگاهی است که فشار و جریان کم آب را افزایش می دهد. تقویت فشار و دبی برای رساندن آب به سطح مورد نظر با حجم آب مورد نیاز را فراهم می کند. بوستر پمپ فشار مطلوبی را برای انتقال آب از یک مخزن ذخیره سازی به کل مجوعه یا تاسیسات را فراهم می آورد.
این ها جریان کم آب را در سیستم های آبی یا تجهیزات صنعتی افزایش می دهند و آب را از دریاچه، حوضچه یا مخزن ذخیره برای استفاده در یک پروژه صنعتی، ساختمان های تجاری یا منازل مسکونی مهیا می سازند.
بوستر پمپ[/caption]
علت نیاز به بوستر پمپ ها
<p>استفاده از از بوستر پمپ ها جهت افزایش فشار و غلبه بر افت فشار می باشد.
دلایل افت فشار
جاذبه، فاصله از منبع آب یا طول خطوط، فشار کم آب ورودی، افت فشار ناشی از مشکلات لوله کشی و شیرآلات، افت فشار ناشی از مصارف آب
1. جاذبه
جاذبه جریان آب را به حرکت در می آورد یا آن را کند می کند. هرچه ارتفاع مقصد آب بیشتر باشد، فشار مورد نیاز برای تحویل آن بیشتر است. یک گالن آب بیش از 8 پوند وزن دارد. اگر آب از سربالایی یا چندین طبقه بالا برود، باید در مسیر خود با جاذبه مبارزه کند. صنایع، آسمانخراشها، ساختمانهای آپارتمانی و مشاغل و خانه ها با چندین طبقه به پمپ تقویتکننده نیاز دارند تا آب را به سطوح طبقات مختلف برساند.
2. فاصله از منبع آب
دو عامل موثر بر فشار آب، فاصله از منبع آب و اندازه لوله ها است. اگر مصرف کننده در انتهای خط تامین آب قرار دارد، ممکن است جریان آب تا رسیدن به شما کم شود. اگر سایز لولههای شما کوچک باشند دبی آب عبوری نیز کاهش پیدا خواهد کرد.
3. فشار کم آب شهر
در مصارف مسکونی خانه شما ممکن است زیر خط آبرسانی باشد، لوله های لوله کشی شما ممکن است کاملا تمیز باشند اما همچنان فشار آب پایینی داشته باشید. گاهی اوقات جریان کم آب از فشار کم منبع آب محلی شما ناشی می شود.
5. مشکلات لوله کشی
افت فشار ناشی از لوله ها مسدود شده باشند یا شیر های فشار شکن (ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشند)
بوستر پمپ از چه اجزایی تشکیل شده است؟
بدون توجه به سازنده شان دارای اجزای اصلی زیر هستند:
1. موتور
2. پروانه ها
3.ورودی و خروجی
4. دستگاه سنجش فشار یا جریان
بوسار پمپ آب
ساختار بوستر پمپ
هر پمپ که از یک خط تغذیه خروجی خود برخوردار است، شیر هایی نیز در قبل و بعد از پمپ در نظر گرفته خواهد شد. این شیر ها با هدف ورود پمپ در مسیر و یا ممانعت از گردش آب در آن شاخه موازی در نظر گرفته شده اند.استفاده از صافی ها، شیرهای یکطرفه، لرزه گیرها ، منبع تحت فشار و شیر تخلیه، بسته به نوع آن در طراحی ها لحاظ می گردند.
و به طور کلی ساختار کلی انواع آنها شامل تجهیزاتی مانند پمپ ها همراه با الکتروموتور ها، تابلو های برق و کنترل، منبع تحت فشار، شیر یکطرفه، شیر های فلکه، لرزه گیر ها، مانومتر، شیر تخلیه، کوپلینگ، شاسی، گارد های محافظ، پرشر سوئیچ ها و… است.
انواع بوستر پمپ
دو نوع اصلی وجود دارد:
1.پمپ های تک مرحله ای
2.پمپ های چند مرحله ای
تک مرحله ای ها فقط از یک پروانه استفاده می کنند. در نتیجه، آنها فقط در مکان هایی استفاده می شوند که فشار کمتری مورد نیاز است. از سوی دیگر، چند مرحله ای ها، شامل پروانه های متعدد برای کاربردهای فشار بالا هستند.
بوستر پمپ با مخزن انبساط
یک مخزن ذخیره سازی انبساط یا هیدروپنوماتیک می تواند سیستم تقویت شده را تقویت کند. مخزن در هنگام انبساط به آب فضای بیشتری برای حرکت می دهد و از روشن و خاموش شدن بوستر پمپ با هر بار باز کردن شیر آب جلوگیری می کند. پمپ های فعال با سوئیچ جریان ممکن است در راه اندازی تردید داشته باشند. یک مخزن انبساط کوچک از این تردید جلوگیری می کند. یک مخزن بزرگتر حجمی از آب را در خود جای می دهد که به آن آبکشی می گویند. این مقدار آب قبل از روشن شدن مجدد پمپ از مخزن خارج می شود.
اغلب پمپ های معمولی بدون هیچ بازخورد آنالوگی از خروجی سیستم است که کار می کنند. در این شرایط برای پمپ تنها یک چیز است که آیا آب در ورودی خطوط لوله وجود دارد یا خیر؟ پمپ های معمولی جوابی مشخص برای سوال دارند. اینکه خاموش باشند و یا اینکه روشن باشند. بنابراین نمی توان در خروجی آنها رویکردی خاص برای تامین سطح فشارو جریان ثابت آب را انتظار داشت.ولی در ساختار بوستر پمپ ها هدف آن است که با حضور و یا خروج دیجیتالی پمپ ها یک خط تامین آب با توان بهرمندی از سطوح مختلف دبی و فشار برخوردار باشیم. به این ترتیب بوستر پمپ می تواند دست ما را برای ایجاد یک نگاه مدیریتی بر خروجی آب باز گذارد.
بوستر پمپ آتش نشانی
برای افزایش فشار آب در خطوط لوله آتش نشانی استفاده میشود. این دستگاه از دو یا چند پمپ تشکیل می شود که به صورت موازی یا سری به هم متصل میشوند. بوستر پمپ آتش نشانی اهمیت زیادی در سیستم آتش نشانی دارد، زیرا با افزایش فشار آب، امکان استفاده از آب را برای خاموش کردن آتش فراهم میکند.
در کاربردهای پمپ آتش نشانی یک سیستم پمپ تقویت کننده آب جهت برداشت آب از یک سیستم آب عمومی یا خصوصی استفاده می شود.
نوع آتش نشانی به منظور افزایش فشار آب موجود به فشار مناسب برای سیستم حفاظت در برابر آتش است. هنگام طراحی یا نصب چنین پمپ تقویت کننده آب، مهم است که مسائل حیاتی خاص پمپ های تقویت کننده آب آتش نشانی مطابق استاندارد NFPA20 و ضوابط سازمان آتش نشانی را در نظر گرفته شود.
دور ثابت از منبع دیافراگمی و جوکی استفاده میگردد در صورتی که در نوع آتش نشانی دور متغیر این موارد تعبیه نمیگردد. به طور عمده اکثر بوستر پمپهای اتشنشانی بصورت دور ثابت و از نوع سانتریفیوژ یا همان گریز از مرکز ساخته میشوند و مورد بهره برداری قرار میگیرند.
BOOSTER PUMP
جهت طراحی و ساخت انواع بوستر پمپ آبرسانی، آتش نشانی و کشاورزی با ما تماس بگیرید.
- ۰ ۰
- ۰ نظر
تتصفیه آب در داروسازی
تصفیه آب در داروسازی یا سیستم های آبسازی جهت تولید انواع آب در صنعت داروسازی از جمله آب خالص Purified Water (PW)، آب قابل تزریق (WFI)Water For injection و بخار خالص (PS) Purified Steam که بسته به تولید محصولات دارویی مختلف (جامدات،نیمه جامدات،مایعات و تزریقی و ...) و همچنین تمیز کردن و شستشو تجهیزات در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گیرند، انجام می گیرد.
سیستم های تصفیه آب در صنعت داروسازی یک بحث پیچیده و پویا است و با درک درجه های مختلف آب تصفیه و کاربردهای مورد نظر آنها شروع می شود.
فرآیند تهیه آب برای تزریق و آب مورد نیاز برای تمیز کردن تجهیزات نه تنها به عنوان یک محصول متفاوت، بلکه فرآیند تهیه آن نیز متفاوت است.
[caption id="attachment_4740" align="aligncenter" width="297"] آب در صنعت داروسازی[/caption]استاندارد های آب در صنعت داروسازی
طراحی و ساخت تجهیزات با درنظر گرفتن آنالیز آب خام RAW WATER ANLYSIS و ظرفیت و مشخصات (URS) USER REQUIRMENT SPECIFICATION کارخانه دارویی و بهداشتی و رهنمود های WHO,GMP,FDA طراحی می شوند. که می بایست در طراحی فرآیند مهندسی و ساخت آنها استانداردهای ISPE,ASME BPE, ASME A380,ASME A967 ,ISO 2219 رعایت شوند.
آب خالص PW
Purified Water آب خالص به عنوان اکسپیان در ساخت محصولات غیرتزریقی و سایر مصارف داروئی از قبیل شستشوی دستگاهها و محیط های ساخت محصولات غیر استریل به کار می رود. همچنین برای انجام کلیه تست های شیمیایی که در آنها از آب به عنوان Reagent مورد استفاده قرار می گیرد.
آب خالص Purified Water باید کلیه ویژگی های یونی و ناخالصی را طبق منوگراف مربوطه در USP را دارا بوده و از آلودگی های میکروبی محافظت گردد.
خصوصیات کیفی Purified Water بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP در جدول زیر خلاصه شده است.
[caption id="attachment_3278" align="aligncenter" width="502"] جدول مشخصات آب PW مطابق با فارماکوپه آمریکا USP[/caption]آب برای تزریق WFI
Water For Injection آب قابل تزریق به عنوان اکسیپیان در ساخت فرآورده های تزریقی و سایر فرآوردها که محتوای اندوتوکسین آنها باید تحت کنترل باشد و نیز شستشوی دستگاهها و اماکن ساخت فرآورده های تزریقی به کار می رود.
آب تزریقی Water For injection باید کلیه ویژگی های یونی و ناخالصی را طبق منوگراف مربوطه در USP را دارا بوده و از آلودگی های میکروبی محافظت گردد.
خصوصیات کیفی Water For injection بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP:
[caption id="attachment_3276" align="aligncenter" width="437"] جدول مشخصات آب WFI مطابق با فارماکوپه آمریکا USP[/caption]بخار خالص PS
Purified Steam بخار خالص که در بعضی موارد بخار تمیز clean steam نامیده می شود به عنوان بخار یا کندانس (متراکم شده) بخار در مواردی که تماس مستقیم با سطوح یا ابزار، یا مواد در حین عملیات استریلیزاسیون و یا تمیز کاری cleaning بدون هیچ مرحله اضافی برای حذف آلودگی ها یا مواد)، مورد نیاز است استفاده می شود. بخار تمیز بعنوان استریل کننده سطوح یا ابزار متخلخل و همچنین استریلیزاسیون یا تمیزکاری مورد استفاده قرار می گیرد.
تزریق مستقیم بخار و با افزایش دما در فرآیندهای ساخت (تزریق بخار در فضای بین دو جداره و سل های ساخت دو جداره) استفاده می شود.
اولین شرط در استفاده از بخار این است که کیفیت بخار خالص purified steam عامل آلوده کردن ابزار یا سطوحی که بخار با آنها در تماس است نباشد.
خصوصیات کیفی Pure Steam بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP:
[caption id="attachment_4739" align="aligncenter" width="482"] جدول مشخصات PS بر اساس فارماکوپه آمریکا USP[/caption]مقایسه استاندارد USP و EP درمورد آب PW,WFI
[caption id="attachment_4766" align="aligncenter" width="386"] مقایسه آب خالص PW در استانداردهای USP,EP,JP[/caption][caption id="attachment_4768" align="aligncenter" width="374"] مقاسیه مشخصات آب WFI در استانداردهای USP,EP,JP[/caption]فرآیند تصفیه آب دارویی
معمولا در فرآیند تصفیه آب داروسازی از روشهای مختلف تصفیه آب انواع روشهای پیش تصفیه آب، سیستم های تبادل یونی، فیلتراسیون ها، اسمز معکوس یک و چند مرحله ایی، الکترودیونیزاسیون، تقطیر و روش های ضدعفونی با ازن، ضدعفونی با لامپ UV و ضدعفونی حرارتی استفاده می شود.
انتخاب واحدهای تصفیه و ترتیب و توالی آنها بر اساس کیفیت آب خام و همچنین کیفیت و میزان آب مورد نیاز تعیین می گردد.
منبع آب خام در صنعت داروسازی می بایست آب شرب باشد لذا آب خام می بایست همواره نسبت به آلودگی میکروبی محافظت گردد.
از آنجایی که میکروبها ممکن است در طول فرآیند تولید، ذخیره سازی و توزیع آب رشد کنند می بایست در انتخاب نوع سیستم تصفیه آب ملاحظاتی همچون ضدعفونی(Sanitization) دوره ایی جهت کنترل بار میکروبی در نظر گرفته شود.
[caption id="attachment_4783" align="aligncenter" width="446"] دستگاه تولید آب خالص PWG[/caption]پیش تصفیه آب داروسازی
سیستم های تصفیه آب در داروسازی معمولاً با تصفیه آب خام شروع می شود. آبی که از منابع طبیعی به دست میآید، حامل آلایندهها و آلایندههای زیادی است و در معرض تغییرات فصلی از نظر کیفیت فیزیکی و شیمی آب است که میتواند تأثیر نامطلوبی بر محصول نهایی داشته باشد.
بنابراین، هر فرآیند تصفیه آب در صنعت داروسازی می تواند شامل مراحل اولیه کلرزنی، نرمکردن و تزریق مواد شیمیایی باشد.
ترکیبات شیمیایی مختلف برای اطمینان از بیخطر بودن آب خام برای ورود به فرآیند تولید آب تصفیه شده، اضافه میشود.
از جمله سیستم های پیش تصفیه
- ضدعفونی جهت کاهش و کنترل بار میکروبی MICROBIAL COUNT
شامل کلرزنی CL INJECTION یا ازن زنی OZON DESINFECTION
- فیلتراسیون جهت کاهش ذرات معلق TSS,SDI
شامل فیلترهای شنی و کربنی اولترا فیلتراسیون (ULTRAFILTRATION)و فیلتراسیون های کارتریجی
- سیستم های تبادل یونی رزینی ION EXCHANGE RESIN از جمله سختی گیر های رزینی یا ستونهای آنیونی و کاتیونی
- سیستم های تزریق مواد شیمیایی CHEMICAL INJECTION
- جهت حذف کلر همچنین مواد ضدرسوب دهنده یا تنظیم PH
اسمز معکوس (RO) در تصفیه آب دارویی
اسمز معکوس (RO) معمولاً به عنوان یکی از سیستمهای کارآمد تصفیه آب است و اغلب در صنعت داروسازی و سایر بخشهایی که آب یک منبع حیاتی و ماده خام است، مورد مصرف قرار می گیرد.
در RO، یک پمپ فشار بالا آب را وادار می کند تا از طریق یک غشای نیمه تراوا جریان یابد که میکروارگانیسم ها را در آب به دام می اندازد و به آب "تمیز" جریان می دهد و در نتیجه آلاینده ها تصفیه می شود.
اسمز معکوس در حذف نمک ها، قندها، رنگ ها، باکتری ها، سایر ذرات، میکروارگانیسم ها، تری هالومتان ها، آفت کش ها و حتی ترکیبات آلی فرار بسیار موثر است. با این حال، قادر به خلاص شدن از شر گازهای محلول در آب، مانند دی اکسید کربن نیست.
یونیزاسیون الکتریکی (EDI) در داروسازی
در فرآیند الکترو دیونیزاسیون از آند (-ve شارژ) و کاتد (+ve شارژ) استفاده می شود. هنگامی که الکتریسیته از آب عبور می کند، آنیون ها به آند و کاتیون ها به کاتد جذب می شوند. محصول حاصل از این فرآیند آب بدون یون است.
EDI در تصفیه آب از ذرات محلول مانند نمک ها، مواد معدنی و آلاینده های آلی از آب بسیار موثر است.
ضدعفونی با UV در تصفیه آب دارویی
ضد عفونی کر دن آب با UV یک روش سریع و کم هزینه برای تصفیه آب، ضد عفونی کردن با اشعه ماوراء بنفش است. در این روش، از یک لامپ UV برای قرار دادن آب در معرض اشعه UV جهت ضدعفونی و کنترل بار میکروبی آب استفاده می گردد.
سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب در داروسازی
سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب دارویی با هدف حفظ کیفیت فیزیکی، شیمیایی و میکروبی آب در زمان ذخیره سازی و توزیع تا محل های مصرف طراحی و اجرا می شوند تا همواره کیفیت آب در حین زمان نگهداری و توزیع مطابق با استاندارها حفظ گردد.
این سیستم معمولا شامل اجزای ذیل می باشند:
- مخزن ذخیره STAINLESS STEEL STORAGE TANK
مخزن ذخیره استیل L316 تک جداره یا چند جداره با پولیش استاندارد مجهز به اسپری بال و ونت هواAIR VENT
- پمپ انتقال لوله و اتصالات HYGENIC PIPE & FITTING
پمپ بهداشتی HGENIC PUMP استیل L316جهت ایجاد فلو و فشار استاندارد در نقاط مصرف USER POINTS
- لوله و اتصالات بهداشتی و استاندارد و لوله کشی با متد های روز (جوشکاری اربیتال ORBITAL WELDING)
- سیستم های ضدعفونی کننده و تجهیزات کنترلی
شامل ازن ژنراتور ها، سیستم های UV و مبئل های حرارتی استیل L316 و تجهیزات کنترل هدایت الکتریکی (EC)، فشار، دما و فلو آب در چرخش
[caption id="attachment_3963" align="aligncenter" width="336"] سیستم ذخیره و توزیع آب خالص[/caption]مثال از یک سیستم تولید آب خالص PW مطابق با استاندارد GMP
[caption id="attachment_4771" align="aligncenter" width="427"] سیستم تولید آب خالص PW[/caption]مثال از یک سیستم تولید آب برای تزریق WFI مطابق با استاندارد GMP
[caption id="attachment_4769" align="aligncenter" width="427"] سیستم تولید آب WFI[/caption]احراز کیفیت یا ولیدیشن سیستم تصفیه آب داروسازی Water System Validation
همانطور که می دانیم آب ضروری ترین بخش فرآورده های دارویی مختلف است.
آب برای تمیز کردن ماشین آلات، تجهیزات و سایر لوازم جانبی در حین ساخت استفاده می شود، از این رو به طور مستقیم و غیرمستقیم نقشی حیاتی در ایجاد کیفیت محصول ایفا می کند.
چرا اعتبارسنجی سیستم آب مهم است:
1.هدف از انجام اعتبارسنجی سیستم آب این است که اطمینان حاصل شود که فرآیند تصفیه آب با کیفیت بالا به طور مداوم تولید می کند.
2. اعتبار سنجی سیستم آب به منظور مطالعه تکرارپذیری، سازگاری و اثربخشی سیستم آب الزامی است.
3. الزامات دستورالعمل نظارتی
4. به منظور دستیابی به کیفیت شیمیایی و میکروبیولوژیکی مطلوب طبق دستورالعمل های بین المللی.
5. اعتبار سنجی یک شواهد مستند کامل است و تضمین می کند، فرآیند به طور مداوم به محصول نهایی دارای پارامترها و مشخصات کیفی مشخص منجر می شود.
6. ایجاد اطمینان از سیستم های تصفیه و ذخیره و توزیع آب دارویی مستلزم نشان دادن کنترل فرآیند طولانی و تحت نظارت مناسب است.
مستندات سیستم های تصفیه آب دارویی
کلینیک تصفیه آب ایران با داشتن واحد QA) QULITY ASSURENCE) و نیروهای متخصص و با تجربه و همچنین در اختیار داشتن تجهیزات به روز پیشرو در ارایه کامل خدمات معتبر سازی سیستم های تصفیه آب در صنایع دارویی است.
- احراز کیفیت طراحی DQ (DESIGN QUALIFICATION)
- احراز کیفیت نصب IQ (INSTALATION QUALIFICATION)
- احراز کیفیت عملکرد OQ (OPERATION QUALIFICATION)
- احراز کیفیت کارایی PQ (PERFORMANCE QUALIFICATION)برای دریافت هرگونه خدمات در زمینه تصفیه آب در صنعت داروسازی و بهداشتی با ما تماس بگیرید
- ۰ ۰
- ۰ نظر
چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب
کف در تصفیه فاضلاب[/caption]
چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب
چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب و ایجاد کف در فرآیند لجن فعال یک مشکل عملیاتی رایج در بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب است. کف می تواند در مخزن هوادهی، زلال کننده ثانویه و همچنین در هاضم بی هوازی ایجاد شود.
کف در WWTP که معمولاً چسبناک و قهوه ای رنگ است، شناور می شود و در بالای مخازن تجمع می یابد، و می تواند بخش زیادی از موجودی جامد و حجم راکتور را به خود اختصاص دهد، بنابراین کیفیت پساب و کنترل زمان ماند لجن (SRT) را کاهش می دهد. این کف همچنین میتواند به گذرگاهها و مناطق اطراف سرریز شود و مشکلات و خطرات شدیدی را برای عملیات و محیط ایجاد کند. در ادامه به چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می پردازیم.
دلایل زیادی منجر به ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می شوند:
- وجود سورفکتانتهای به آهستگی تجزیهپذیر (مانند مواد شوینده خانگی) از پسابهای صنعتی یا شهری
- تولید بیش از حد مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) توسط میکروارگانیسمهای لجن فعال در شرایط محدود از مواد مغذی
- تکثیر موجودات رشتهای و گاز در مخزن هوادهی یا تولیدی در منطقه بدون اکسیژن مخازن هوادهی
- زلالکنندههای ثانویه و هاضمهای بیهوازی
- وجود روغن در پساب ورودی
کف پایدار
کف پایدار در WWTP محصول حاصل از تعامل بین حباب گاز، سورفکتانت و ذرات آبگریز است. ذرات آبگریز در سطح مشترک هوا و آب جمع می شوند و لایه آب بین حباب های هوا را تقویت می کنند. در همین حال، ذرات همچنین به عنوان جمع کننده برای سورفکتانت عمل می کنند که کف را تثبیت می کند. حباب های گاز در WWTP توسط هوادهی، اختلاط مکانیکی و فرآیندهای بیولوژیکی مانند نیترات زدایی و هضم بی هوازی ایجاد می شوند. سورفکتانتها در WWTP از جریانهای فاضلابی میآیند که حاوی سورفکتانتهای آهسته زیست تخریبپذیر هستند.
ذرات آبگریز باکتری های زنجیری با ساختار بلند زنجیر و سطح آبگریز هستند.
محیط فیزیکی و شیمیایی
حباب های گاز
از مکانیسم کف سازی که در بالا ذکر شد، می دانیم که حباب های گاز در تولید کف ضروری هستند. حباب های گاز در بسیاری از مراحل فرآیند لجن فعال نقش دارند. در مخزن هوادهی، هوادهی و اختلاط مکانیکی برای اطمینان از اکسیژن محلول کافی برای تجزیه هوازی آلایندههای آلی یا نیتریفیکاسیون استفاده میشود. این امر باعث ایجاد حباب های گاز فراوان می شود. به غیر از ورود خارجی توسط هوادهی یا اختلاط، حباب های گاز نیز می توانند از خود فرآیندهای بیولوژیکی تولید کنند. هم نیترات زدایی در زلال ساز ثانویه و هم هضم بی هوازی در هاضم گازهایی مانند N2 یا CH4، CO2 تولید می کنند. این گازها به تولید کف کمک می کنند.
سورفکتانت ها
بیشتر سورفکتانتها در WWTP از شویندهها، روغن و گریسهایی که در خانهها یا صنعت استفاده میشوند، سرچشمه میگیرند. همچنین اعتقاد بر این است که EPS تولیدی توسط باکتری ها بخشی از سورفکتانت ها را تشکیل می دهد. سورفکتانت می تواند کف را تثبیت کند و اجازه دهد کف جمع شود. هو و جنکینز اثر مساعد یک سورفکتانت غیریونی به آهستگی زیست تخریب پذیر را در کف کردن نشان دادند .
pH و دما
در تشکیل کف پایدار باکتری های زنجیری هستند. نرخ رشد باکتری های زنجیری برای دامنه pH از 6.7 تا 8.0 به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نگرفت، فقط در pH 8.4 اندکی کاهش یافت. دمای بهینه Microthrix parvicella، یک باکتری رشتهای مرتبط با تولید کف، در حدود 25 درجه سانتیگراد، مقداری رشد در دمای 8 درجه سانتیگراد و رشد ضعیف یا بدون رشد در دمای بالای 35 درجه سانتیگراد است.
اکسیژن محلول (DO)
باکتری زنجیری M. parvicella غلظت اکسیژن کم را ترجیح می دهد و در WWTP با DO کم مکانی یا زمانی تکثیر پیدا کرد. در مطالعه اکاما، ام. parvicella با افزایش DO به 2-3 میلی گرم در لیتر حذف شد. به عنوان یک کنترل موثر برای حجم دادن به لجن و ایجاد کف، انتخابگرهای هوازی با DO بالا (>2 میلی گرم در لیتر) اغلب قبل از مخزن هوادهی قرار می گیرند تا از رشد باکتری های زنجیری جلوگیری کنند.
میانگین زمان نگهداری سلولی (MCRT)
باکتری های زنجیری بیشتری در WWTP و مطالعات هنگام افزایش MCRT (1.5 تا 20 روز) هستند، در حالی که MCRT در حدود 1 روز در محدود کردن رشد باکتری های رزنجیری موثر بود. کنترل MCRT گاهی اوقات می تواند با افزایش سرعت جریان آب دشوار باشد زیرا زیست توده را می توان بدون حرکت با آب در کف نگه داشت .
میکروارگانیسم های کلیدی
باکتری های زنجیری به عنوان ذرات آبدوست عمل می کنند که نقش مهمی در تثبیت کف در WWTP دارند. دو گروه اصلی از باکتری های زنجیری وجود دارد: رایج ترین گروه : Candidatus Microthix parvicella و اعضای Mycolata.
[caption id="attachment_4145" align="aligncenter" width="509"]
- parvicella عبارتند از باکتری های زنجیری بدون انشعاب گرم مثبت. آنها هوازی، غیر تخمیری هستند و می توانند نیترات را کاهش دهند. اگرچه M. parvicella می تواند در محدوده وسیعی از غلظت اکسیژن رشد کند، آنها شرایط میکروآئروفیلیک را برای رشد خوب ترجیح می دهند. رشته هایی که آنها در DO کم (~ 0.4 میلی گرم در لیتر) تولید می کنند طولانی و منظم هستند بدون سلول های خالی یا تغییر شکل یافته که در شرایط DO بالا مشاهده می شوند [3،5].
مایکولاتا
-
با الگوی انشعاب راست زاویه
-
با الگوی انشعاب زاویه دار حاد
مایکولاتا را همچنین به عنوان "نوکاردیا" می شناسند، آنها گروهی از باکتری های زنجیری هستند که حاوی اسیدهای مایکولیک در دیواره سلولی خود هستند. آنها تحت راسته Actinomycetales در شاخه Actinobacteria هستند، جدایه ها به عنوان اعضای خانواده Corynebacteriaceae، Dieziaceae، Gordoniaceae، Mycobacteriaceae، Nocardiaceae، Tsukamurellaceae و Williamsiaceae شناسایی شدند. آنها دو مورفوتیپ اصلی دارند: یکی با الگوی انشعاب راست زاویه و دیگری الگوی انشعاب حاد. مشخص شد که Mycolata طیف وسیعی از ترکیبات آلی را جذب می کند و می تواند از نیترات یا نیتریت به عنوان گیرنده الکترون استفاده کند. بسیاری از مایکولاتا می توانند پلی هیدروکسی آلکانوات را در سلول ذخیره کنند و آبگریزی سطح سلولی بالایی داشته باشند.
گوردونیا آماره
گوردونیا آماره متعلق به مایکولاتای منشعب راستزاویه است که یکی از رایجترین باکتریهای رشتهای است که در فرآیند کفسازی یافت میشود. Gordonia amarae می تواند از تعداد زیادی سوبستراهای آلی، هم آب دوست و هم آبگریز استفاده کند و در شرایط هوازی، بی هوازی و بی هوازی قادر به جذب برخی از بسترها است. سلول گوردونیا آماره دارای سطح بسیار آبگریز است و می تواند بیوسورفکتانت ها را از طیف وسیعی از سوبستراها تولید کند. اعتقاد بر این بود که تولید بیوسورفکتانتها برای گوردونیا آماره برای حل کردن بسترهای نامحلول مفید است که به زنده ماندن گوردونیا آماره در کف کمک میکند. به طور کلی آبگریزی بالای سطح سلول و توانایی تولید بیوسورفکتانت ها دو دلیل اصلی برای ایجاد کف گوردونیا آماره است.
فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب
[caption id="attachment_4146" align="aligncenter" width="492"] فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب[/caption]
ذخیره سازی بستر
گزارش شده است که M. parvicella و Mycolata می توانند از ترکیبات آلی مختلف به عنوان منبع کربن و انرژی استفاد کنند. این ترکیبات حاوی اسیدهای آلی، بسترهای پیچید و اسیدهای چرب در شرایط هوازی، بدون اکسیژن و بی هوازی هستند. سپس بسترها را می توان به صورت درون سلولی در باکتری زنجیری ذخیر کرد.
ذخیره سازی درون سلولی پلی β-هیدروکسی آلکانوآت ها (PHA) در شرایط بی هوازی یا بی هوازی در M. parvicella رشدی به صورت هوازی هستند .
گرانول های ذخیره چربی نیز در برخی از M. parvicella از لجن فعال در حذف مواد مغذی WWTP مشاهده شد . Mycolata همچنین میتواند انکلوزیونهای PHA داخل سلولی را برای ذخیرهسازی سوبسترا تشکیل دهد.
قابلیت ذخیرهسازی باکتریهای رشتهای به آنها اجازه میدهد در شرایط سخت در حین کار زنده بمانند (مانند لایههای محدود در کف، محیط بیهوازی-هوازی متناوب)، و خارج از رقابت با تشکیل لخته و سایر باکتریها در لجن فعال، که اکثر آنها نمیتوانند جذب شوند و بسترهای ذخیره سازی به صورت بی هوازی داشته باشند.
آبگریزی سطح سلولی و فعالیت های اگزونزیمی
آبگریزی سطح سلولی بالاتری در سلول های M. parvicella و Mycolata نسبت به سایر باکتری ها در لجن فعال یافت شد. سطح سلولی آبگریز تر، باکتری های رشته ای را قادر می سازد که جذب بهتری به سوبستراهای آبگریز مانند لیپیدها، اسیدهای چرب با زنجیره بلند (LCFA) داشته باشند. علاوه بر این، باکتریهای رشتهای، اگزونزیمهای زیادی مانند لیپاز تولید میکنند که تخریب و استفاده از بسترها را افزایش میدهند .
استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب
[caption id="attachment_4147" align="aligncenter" width="420"] استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب[/caption]
با توجه به علت کف کردن، ارگانیسم های درگیر و شرایط عملیاتی باید اقدامات خاصی انجام شود.
استراتژی های رایج برای کنترل کف در تصفیه فاضلاب عبارتند از:
- کاهش SRT (زمان نگهداری لجن، شبیه به میانگین زمان ماند سلولی، که اغلب در عملیات تصفیه فاضلاب استفاده می شود) برای شستشوی باکتری های رشته ای.
- حذف مواد و بسترهای آبگریز که می توانند کف را افزایش دهند یا به رشد باکتری های رشته ای کمک کنند.
- معرفی سلکتورها قبل از تانک های هوادهی برای سرکوب رشد باکتری های رشته ای.
- افزودن عوامل اکسید کننده مانند کلر برای از بین بردن باکتری های رشته ای (کلر سایر باکتری ها را نیز می کشد) .
شناسایی باکتری های رشته ای کف در تصفیه فاضلاب
شناسایی سنتی باکتری های رشته ای به مورفولوژی آنها در زیر میکروسکوپ متکی است. با این حال، بسیاری از باکتری های رشته ای ممکن است مورفولوژی قابل تشخیص نداشته باشند، بنابراین، شناسایی بر اساس ژن های 16S یا 23S rRNA ترجیح داده می شود. گروه نیلسن از دانمارک پروتکل نفوذپذیری موثرتری را برای هیبریداسیون درجا فلورسانس (FISH) ایجاد کرد که میتواند هیبریداسیون را افزایش داده و سیگنال قویتری تولید کند. آنها مطالعات مختلف اکوفیزیولوژی را بر روی باکتری های رشته ای مختلف از کف و نمونه لجن فعال با استفاده از MAR-FISH انجام دادند. سایر تکنیکهای مبتنی بر 16S مانند PCR-DGGE نیز در تشخیص باکتریهای رشتهای به کار گرفته شد.
توسعه مواد شیمیایی موثر کف سازی-کنترل
مواد شیمیایی اکسیدی معمولی مانند کلر که برای از بین بردن باکتری های رشته ای هستند، روی رشد باکتری های دیگر در لجن فعال نیز موثر هستند.
برای کنترل باکتری های رشته ای مورد نظر مواد شیمیایی بیشتری وجود دارد.
پلی آلومینیوم کلرید (PAX-14) در کنترل کف توسط M. parvicella موثر بود. افزودن PAX-14 بر عملکرد نیتریفیکاسیون و حذف COD تأثیری نداشت. با این حال، مکانیسم PAX-14 در کنترل M. parvicella هنوز مشخص نیست.
مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب
پتروفسکی نقش سورفکتانت در کف کردن را بر اساس دادههای 65 Mycolata کف کننده از نزدیک بررسی کرد. آنها دریافتند که تئوری شناورسازی را می توان در توضیح نقش سورفکتانت در کف کردن لجن فعال به کار برد. Mycolata بدون سورفکتانت میتواند کف تولید کند، در حالی که حضور سورفکتانت بدون ذرات آبگریز باعث ایجاد کف ناپایدار میشود. آنها همچنین دریافتند که Bacillus subtilis، که معمولاً از کف قابل کشت است، میتواند با تولید سورفکتانت سطحی، نقش مهمی در تشکیل کف داشته باشد.
[caption id="attachment_4137" align="aligncenter" width="623"] مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب[/caption]
تماس با ما:
- ۰ ۰
- ۰ نظر
فرآیند نیتریفیکاسیون بیولوژیکی در سیستم تصفیه فاضلاب
نیتریفیکاسیون :Nitrification
حذف نیتروژن با نیتریفیکاسیون بیولوژیکی و نیترات زدایی یک فرآیند دو مرحله ای است. نیتریفیکاسیون زیستی تبدیل یا اکسیداسیون یون های آمونیوم توسط باکتریهای نیتروزوموناس به یونهای نیتریت و سپس توسط باکتریهای نبتروباکتر به یون های نیترات میباشد.
طی اکسیداسیون یون های آمونیوم و نیتریت، اکسیژن به همراه گروهی از باکتری ها موسوم به باکتری های ازت خوار فعالیت دارند. در واقع اصطلاح نیتریفیکاسیون مربوط به تبدیل یا اکسیداسیون آمونیاک به نیترات است.
همانطور که گفته شد این فرایند از طریق باکتری های نیترات انجام می شود که اختصاصی می باشند و با اکسیداسیون آمونیاک انرژی بدست می آورند. به این دسته از ارگانیسم ها شیمیواتوتروف می گویند. این ارگانیسم ها بوسیله اکسیداسیون شیمیایی انرژی بدست می آورند و به اصطلاح خود تغذیه ای هستند زیرا به مواد آلی که از قبل تشکیل شده نیاز ندارند.
هدف از نیتریفیکاسیون:
- تأثیر آمونیاک بر دریافت اکسیژن آب با توجه به غلظت DO و ایجاد سمیت برای ماهی ها
- نیاز به حذف نیتروژن برای کنترل اوتروفیکاسیون (باکتریهای اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در فرآیندهای لجن فعال و بیوفیلم است)
- نیاز به ارائه کنترل نیتروژن برای کاربردهای استفاده مجدد از آب از جمله تغذیه آب زیرزمینی
- حداکثر غلظت مجاز برای نیتروژن نیترات 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیترات یا 10 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن است.
- غلظت کل نیتروژن آلی و آمونیاکی در فاضلاب شهری در محدوده 25 تا 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن بر اساس دبی 450 لیتر برای هر نفر در روز
فرآیند نیتریفیکاسیون
فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب هم در فرآیندهای رشد معلق و هم در فرآیندهای بیولوژیکی رشد پیوسته انجام می شود.
-
فرآیندهای رشد معلق
نیتریفیکاسیون همراه با حذف BOD در فرآیند تک لجن قابل دستیابی است که شامل مخزن هوادهی، زلال ساز و سیستم بازیافت لجن است.
در صورت وجود مواد سمی و بازدارنده در فاضلاب، سیستم رشد معلق دو لجن ممکن است در نظر گرفته شود که از دو مخزن هوادهی و دو زلال کننده به صورت سری تشکیل شده است. اولین مخزن هوادهی/واحد شفاف کننده در SRT کوتاه برای حذف BOD و مواد سمی، به دنبال آن نیتریفیکاسیون در مخزن هوادهی/واحد زلال ساز دوم که در SRT طولانی بکار گرفته می شود، کار می کند. رشد باکتری های نیتریفیک بسیار کندتر از باکتری های هتروتروف است.
-
فرآیندهای رشد پیوست شده
- برای نیتریفیکاسیون، بیشتر BOD باید قبل از ایجاد موجودات نیتریفیک کننده حذف شود
- باکتریهای هتروتروف بازده زیست توده بالاتری دارند و بر سطح سیستمهای فیلم ثابت نسبت به باکتریهای نیتریفیک مسلط هستند.
- نیتریفیکاسیون در راکتور رشد متصل پس از حذف BOD یا در سیستم رشد متصل جداگانه طراحی شده برای نیتریفیکاسیون انجام می شود.
- نرخ نیتریفیکاسیون برای فرآیندهای رشد پیوسته بیشتر از فرآیندهای رشد معلق است. فرآیندهای رشد پیوسته معمولاً مواد جامد معلق بیشتری را در پساب نسبت به فرآیندهای رشد معلق حمل میکنند.
[caption id="attachment_4180" align="aligncenter" width="488"] نیتریفیکاسیون[/caption]
میکروبیولوژی نیتریفیکاسیون
- باکتری های اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در لجن فعال و فرآیندهای بیوفیلم هستند.
- فرآیند دو مرحلهای در نیتراتاسیون شامل دو گروه باکتری است. مرحله اول، آمونیاک توسط یک گروه (Nitrosomonas) به نیتریت اکسید می شود و مرحله دوم، نیتریت توسط گروه دیگری از باکتری های اتوتروف (Nitrobacter) به نیترات اکسید می شود.
- سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت (پیشوند با Nitroso-): نیتروسوکوکوس، نیتروزوسپیرا، نیتروزولوبوس و نیتروسوروبریو
- سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون نیتریت به نیترات (پیشوند با Nitro-): نیتروکوکوس، نیتروسیرا، نیتروسپینا و نیتروئیستیس
عوامل موثر بر فرآیند نیتریفیکاسیون
-
عوامل محیطی: pH
- فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب به pH حساس است و در مقادیر pH زیر 6.8 به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
- نرخ نیتریفیکاسیون بهینه در مقادیر pH در محدوده 7.5-8.0 رخ می دهد. pH از 7.0 تا 7.2 به طور معمول استفاده می شود.
آبهای کم قلیایی نیاز به قلیایی بودن برای حفظ مقادیر pH قابل قبول دارند. - مقدار قلیائیت اضافه شده بستگی به غلظت اولیه قلیایی و مقدار NH4-N برای اکسید شدن دارد.
- قلیاییت به شکل آهک، خاکستر سودا، بی کربنات سدیم یا هیدروکسید منیزیم اضافه شده است.
-
عوامل محیطی: سمیت
- نیتریفایرها شاخص های خوبی برای حضور ترکیبات سمی آلی در غلظت های پایین هستند.
ترکیبات سمی عبارتند از: حلال مواد شیمیایی آلی، آمین ها، پروتئین ها، تانن ها، ترکیبات فنلی، الکل ها، سیانات ها، اترها، کاربامات ها و بنزن.
-
عوامل محیطی: فلزات
- مهار کامل اکسیداسیون آمونیاک در 0.25 میلی گرم در لیتر نیکل، 0.25 میلی گرم در لیتر کروم و 0.10 میلی گرم در لیتر مس
- عوامل محیطی: آمونیاک یونیزه نشده
- نیتریفیکاسیون نیز توسط آمونیاک غیر یونیزه (NH3) یا آمونیاک آزاد و اسید نیتروژن غیریونیزه (HNO2) مهار می شود.
اثرات بازدارندگی به غلظت گونه های نیتروژن کل، دما و pH بستگی دارد.
دنیتریفیکاسیون :Denitrification
به اصطلاح احیای بیولوژیکی نیترات به اکسید نیتریک، اکسید نیترو و گاز نیتروژن دنیتریفیکاسیون می گوییم.دنیتریفیکاسیون نوعی تنفس بی هوازی که توسط گونه های سودوموناس ، تیوباسیلوس و پاراکوکوس انجام می شود. دنیتریفیکاسیون برای احیاء نیترات را تا حد نیتریت پیش می رود و از آنزیم نیترات ردوکتاز استفاده کرده که در حضور اکسیژن کارایی ندارد.
فرایند دنیتریفیکاسیون
دنیتریفیکاسیون فرآیندی است که طی آن بوسیله میکروارگانیسم ها نیترات به ترکیبات گازی مانند؛ اکسید نیتریک، اکسید نیترو و نیتروژن تبدیل می شود.
زمانی که چندین نوع باکتری بر روی مواد آلی در شرایط غیر هوازی قرار داشته باشند این فرایند را انجام می دهند. زیرا در هنگام عدم وجود اکسیژن برای تنفس معمولی هوازی آنها بجای اکسیژن از نیترات به عنوان آخرین پذیرنده الکترون استفاده می کنند. این مرحله را اصطلاحأ تنفس غیر هوازی می نامیم. در تنفس هوازی مانند انسان مولکول های آلی اکسید می شوند تا انرژی بدست آید و اکسیژن به آب احیاء شود. زمانی که اکسیژن وجود ندارد هر گونه ماده قابل احیاء همانند نیترات می تواند همان نقش اکسیژن را داشته باشد و به نیتریت، اکسید نیتریک، اکسید نیترو احیاء شود.
بنابراین شرایطی که طی آن ارگانیسم ها دنیتریفیکاسیون را انجام می دهند عبارتند از:
- وجود مواد آلی قابل اکسید شدن،
- عدم وجود اکسیژن و قابلیت دسترسی به منابع نیتروژن قابل احیاء.
در این فرایند مخلوطی از محصولات کاری نیتروژن دار تولید می شود. این موضوع بدلیل آن است که در تنفس غیر هوازی از نیترات، نیتریت، اکسید نیتریک و اکسید نیترو به عنوان پذیرنده الکترون استفاده می شود. فرآیند دنیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب جز تکمیل کننده حذف بیولوژیکی نیتروژن است که شامل نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون می باشد. زمانی که در باره وقوع اوتروفیکاسیون نگرانی وجود داشته باشد و یا در مواردی که آب زیرزمینی باید در مقابل افزایش غلظت نیترات ناشی از تغذیه سفره های آب زیرزمینی با پساب محافظت شود، حذف بیولوژیکی نیتروژن در تصفیه خانه های فاضلاب انجام می شود. حذف نیترات در فرآیندهای بیولوژیکی به دو روش انجام می شود که به شرح زیر می باشد:
حذف سنتزی:
احیای نیترات به روش حذف سنتزی شامل احیای نیترات به آمونیاک برای استفاده در سنتز سلولی است. این فرایتد زمانی رخ می دهد که یون آمونیوم وجود نداشته باشد.
حذف غیرسنتزی
احیای نیترات به روش حذف غیرسنتزی یا دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی با زنجیره تنفسی انتقال الکترون همراهی می کند و نیترات یا نیتریت بعنوان الکترون گیرنده برای اکسیداسیون انواع گوناگون الکترون دهنده های آلی و معدنی مورد استفاده قر ار می گیرد.
تماس با ما:
- ۰ ۰
- ۰ نظر
تاریخچه تصفیه آب
درباره ی تاریخچه تصفیه آب چه می دانید؟ آیا می دانستید که تصفیه آب به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد برمی گردد؟ در این پست، توسعه روششناسی تصفیه آب را از منشأ آن، در طول اعصار و تا عصر مدرن دنبال میکنیم. ما از جوشاندن و صاف کردن آب آشامیدنی خود فاصله زیادی گرفته ایم.
عکس قناتی که در زیرساخت های تصفیه آب باستانی استفاده می شد را در زیر مشاهده میکنید:
از آنجایی که ما هنوز مناطقی از جهان داریم که قادر به تامین آب سالم برای جمعیت خود نیستند، ممکن است به نظر برسد که تصفیه آب یک توسعه نسبتاً جدید و مدرن است. تصور اینکه مردم هزاران سال پیش از آب با درجه خلوصی که امروزه می توانیم به دست آوریم لذت ببرند، سخت است. با این حال، در حالی که روش ها تغییر کرده اند، تصفیه آب سابقه ای به هزاران سال پیش دارد.
بیایید توسعه تصفیه آب را از مبدأ آن، از طریق توسعه شیوه های جدید و مدرن ردیابی کنیم.
تاریخچه تصفیه آب از دوران باستان شروع شده است:
نوشتههای یونان باستان و سانسکریت مربوط به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، روشهایی را برای تصفیه آب توصیه میکنند. حتی در آن زمان، مردم میدانستند که آب را میتوان با گرما تصفیه کرد، و تصفیه شن و ماسه، جوشاندن و صاف کردن را انجام میدادند.
انگیزه اصلی آنها در انجام این کار این بود که طعم آب را بهتر کنند، زیرا آنها هنوز نمی توانستند بین آب تمیز و آب کثیف تمایز قائل شوند. آنها می دانستند که سعی می کنند کدورت آب را کاهش دهند، اما چیز زیادی در مورد آلودگی شیمیایی یا میکروارگانیسم ها نمی دانستند.
اصل انعقاد در تاریخچه تصفیه آب
اولین بار مصری ها اصل انعقاد را در حدود 1500 سال قبل از میلاد کشف کردند. آنها از زاج برای رسیدن به نشست ذرات معلق استفاده کردند، همانطور که روی دیوار مقبره آمنوفیس دوم و رامسس دوم نشان داده شده است.
بقراط
بقراط برای اولین بار شروع به کشف خواص درمانی آب در حدود 500 سال قبل از میلاد کرد. او غربال آب را اختراع کرد و آستین بقراطی(Hippocratic sleeve)، اولین فیلتر کیسه ای را ایجاد کرد. این اختراع اخیر توانست رسوباتی را که به آب مزه یا بوی بدی میداد از بین ببرد.
بین 300 تا 200 قبل از میلاد، روم شروع به ساخت قنات های خود کرد و ارشمیدس پیچ آب(Water screw) خود را اختراع کرد.
قنات ها در تاریخچه تصفیه آب
در قرن هفتم قبل از میلاد، آشوری ها اولین سازه را برای انتقال آب ساختند، سازه ای به ارتفاع 32 فوت و طولی نزدیک به 100 فوت که آب را نزدیک به 50 مایل از یک دره به نینوا می رساند.
رومیها بعداً خودشان شروع به ساختن بسیاری از این سازهها کردند و آنها را قنات نامیدند که از واژههای لاتین «آب» و «سرب» است. قنات ها سازه های پیچیده ای بودند که تنها با استفاده از نیروی گرانش آب را برای مسافت های طولانی منتقل می کردند. آنها شهرهای بزرگ و مناطق صنعتی امپراتوری روم را تامین کردند.
رم به تنهایی یازده مورد از این قنات ها را ساخت و بیش از 250 مایل از آنها را در طول 500 سال ساخت. بیشتر آنها در زیر زمین ساخته شدند تا از آلودگی و جنگ در امان باشند. آنها روزانه بیش از 250 میلیون گالن آب را به رم میرسانند و بسیاری از آنها هنوز در اسپانیا، ترکیه، آلمان و فرانسه هستند. امروزه بسیاری از تکنیک های مورد استفاده در این قنات ها برای ساخت سیستم های حمل و نقل آب مدرن مورد استفاده قرار می گیرند.
پیچ آب
پیچ آب، پیشرو بسیاری از پمپ های صنعتی امروزی.
مهندس سبز ارشمیدس بین 287 تا 212 قبل از میلاد زندگی می کرد. یکی از اختراعات او ماشینی بود برای رساندن آب به سطح بالاتر از یک حجم کم آب. این به شکل یک پیچ بسیار بزرگ در داخل یک لوله توخالی است که آب را به بالا پمپ می کند.
پیچ ارشمیدس در ابتدا برای حذف آب از آبها و معادن کشتی و همچنین برای کمک به آبیاری زمینهای کشاورزی استفاده میشد. طراحی او هنوز برای انتقال آب به مناطق مرتفع امروزی، مانند شهر هلندی Zoetermeer استفاده می شود. مهمتر از آن، به عنوان پایه ای برای بسیاری از پمپ های صنعتی مدرن عمل می کند.
تصفیه آب پس از محو شدن دوباره متولد می شود
نمک زدایی
سر فرانسیس بیکن در سال 1627، زمانی که آزمایش هایی را در مورد نمک زدایی آب دریا آغاز کرد، پیشرفت روش های تصفیه آب را دوباره آغاز کرد. او سعی کرد از فیلتر شنی برای فیلتر کردن نمک از آب شور استفاده کند. آزمایش او موفقیت آمیز نبود، اما او زمینه را برای مشارکت سایر دانشمندان در این زمینه فراهم کرد.
اولین فیلترهای آب در تاریخچه تصفیه آب
محققان اولین فیلترهای آب متشکل از زغال چوب، پشم و اسفنج برای مصارف خانگی در سال 1700 ساختند. سپس رابرت تام اولین تصفیه خانه آب شهری را در سال 1804 در اسکاتلند طراحی کرد. تصفیه در آنجا از فیلتر شنی آهسته استفاده کرد و آنها آب را با گاری اسبی توزیع کردند. لوله های آب سه سال بعد نصب شد و این ایده مطرح شد که همه باید به آب آشامیدنی سالم دسترسی داشته باشند. متأسفانه، این هنوز در همه جای دنیا حتی تا به امروز به واقعیت تبدیل نشده است.
سپس، در سال 1854 محققان دریافتند که اپیدمی وبا از طریق آب سرایت میکند و شیوع آن در مناطقی که فیلترهای شنی داشتند، شدت کمتری داشته است. جان اسنو متوجه شد که علت آن آلودگی آب فاضلاب به پمپ آب است و از کلر برای تصفیه آن استفاده کرد. این به ایجاد عمل ضد عفونی آب و کلرزنی کمک کرد.
آب بو و طعم خوبی داشت، بنابراین این زمانی بود که آنها متوجه شدند که این برای تضمین ایمنی آب کافی نیست. در نتیجه، شهرها شروع به نصب فیلترهای آب شهری کردند و مقررات دولتی آب شروع به عادی شدن کرد.
تصفیه آب به مدرنیته پیشرفت می کند
[caption id="attachment_4070" align="alignnone" width="750"] فیلترهای آب[/caption]فیلترهای شنی
آمریکا در دهه 1890 شروع به ساخت فیلترهای شنی بزرگ کرد. فیلتر شنی سریع از فیلتر شنی آهسته بهتر عمل کرد و آنها از یک جریان جت برای تمیز کردن فیلتر و بهبود ظرفیت آن استفاده کردند. محققان همچنین دریافتند زمانی که ابتدا آب را با انعقاد و ته نشینی تصفیه کنید، فیلتراسیون بهتر عمل می کند. در همان زمان، کلرزنی آب گسترده تر شد و بیماری های ناشی از آب مانند وبا و حصبه کمتر مورد توجه قرار گرفتند.
کلر زنی
مدت زیادی نگذشته بود که کلرزنی عوارض جانبی منفی را آشکار کرد. تبخیر کلر با بیماری های تنفسی مرتبط بود و کارشناسان شروع به جستجوی جایگزین کردند. هیپوکلریت کلسیم و کلرید آهن برای اولین بار در بلژیک در سال 1902 و ازن برای اولین بار در فرانسه در سال 1906 استفاده شد. مردم همچنین شروع به استفاده از فیلترهای آب خانگی کردند تا از اثرات منفی کلر خود جلوگیری کنند.
نرم کننده آب
نرم کننده آب در سال 1903 برای نمک زدایی آب اختراع شد. سپس در سال 1914 استانداردهایی بر اساس رشد کلیفرم برای آب آشامیدنی در ترافیک عمومی اجرا شد. با این حال، تا دهه 1940 بود که این استانداردهای آب در منابع آب شهری اعمال شد. از آنجا، سی سال دیگر قبل از قانون آب پاک در سال 1972 و قانون آب آشامیدنی سالم در سال 1974 بود که این اصل را ایجاد کرد که همه حق دارند از آب سالم برخوردار باشند.
آلودگی صنعتی
این همچنین زمانی بود که نگرانی های عمده بهداشت عمومی در مورد آب آشامیدنی از باکتری های بیماری زا به آلاینده های مصنوعی مانند آفت کش ها، مواد شیمیایی و لجن صنعتی تغییر مکان داد. مقررات جدید به آلودگی آب و ضایعات ناشی از فرآیندهای صنعتی میپردازد و تصفیه خانههای آب با تهدیدات جدید سازگار شدهاند. آنها تکنیک های جدیدی از جمله جذب کربن فعال، هوادهی و لخته سازی را به کار گرفتند.
در دهه 1980، محققان اولین غشاها را برای سیستم های اسمز معکوس ساختند. بلافاصله پس از آن، کارخانه های تصفیه آب به طور منظم ارزیابی خطر آب را آغاز کردند.
امروزه بیشتر آزمایشها در تصفیه آب بر کاهش اثرات ضدعفونی کلر مانند تشکیل تری هالومتان و خوردگی لولههای آب مبتنی بر سرب متمرکز است.
تماس با ما:
- ۰ ۰
- ۰ نظر