مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آبهاي زيرزميني به وسيله  نفوذ وتراوش آب كه اكثرا از سطح زمين ته نشست مي شوند تغذيه ميشوند .پس از نفوذ وتراوش ،حركت آبهاي زير زميني از طريق خاكها ،سنگها و ديگر مواد زمين تا هنگامي كه مقداري از آبهاي زير زميني تخليه شوند صورت ميگيرد كه اين آبها از زمين خارج شده وبه سطح  بر مي گردند وبه صورت چشمه ، رود ، يا موقتا در درياچه ها و آبگيرها و زمين هاي مرطوب باقي مي مانند . ميزان آبي كه در چرخه آبهاي زير زميني نفوذ ميكند به عوامل مختلفي بستگي دارد كه عبارتند از :
شرايط و نوع مواد سطحي محل ، طبيعت و فراواني گياهان روئيده شده (رستني) در منطقه ، اشكال توپوگرافي منطقه و فراواني بارندگي شرايط و نوع مواد سطحي : ميزان تراوش توسط افزايش فضاهاي خالي در خاك هاي سست و ماسه هاي غير متراكم و گراول ها افزايش مي يابد . سنگ بستري كه در معرض شكستگي قرار گرفته يا ذاتا پوك و متخلخل است مثل ماسه سنگ هاي درشت، همچنين تراوش هاي مجاز ذاتي توسط آبهاي سطحي و به عبارت ديگر زمين هاي غير متراكم كه شامل اجزلي مسطح و پهن كاملا آكنده از روزنه هاي ريز از موانع تراوش هستند .
همچنين سنگ هاي بستر بدون شكستگي مانند ماسه سنگ هايي با تركيب آذرين  ( به عنوان مثال گرانيت و ديوريت ) يا سنگ هاي دگرگوني درجه بالا مثل گنيس از موانع تراوش و نفوذ به شمار مي آيند .
گياهان رستني : 3/1 يا بيشتر بارندگي در مناطق پر درخت روي برگ گياهان  و درختان ميريزد و قبل از اينكه روي سطح زمين جاري شود تبخير مي گردد. تبخير هاي سطح زمين حدود 4/1 خشكي هاي سطح زمين را تشكيل مي دهد كه يا به صورت روان آب مثل رودخانه ها هستند يا اينكه به طور موقت در درياچه ها و يخچال ها ذخيره مي گردند . در صورتي كه شرايط سطحي آماده باشد باقي مانده بارندگي به داخل زمين نفوذ مي كند . تراوش آب به داخل زمين توسط ريشه گياهان كه راه هايي را حهت عبور آب ايجاد مي كنند افزايش مي يابد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

دياتوميت ها، سنگ هاي رسوبي متشكل از ذرات ريز و بي شكل سيليسي مي باشند كه در اثر مكانيزم تجمع پوسته يا اسكلت هاي فسيل شده جلبك ها و گياهان و جانوران ميكروسكوپي و تك سلولي به نام دياتومه تشكيل شده است، اطلاق مي شود.
از نظر واژه شناسي، الفاظ دياتوميت يا خاكهاي دياتوميتي و كيزلور همگي كاربرد داشته و شناخته شده هستند. مولر نيز نوعي خاك دياتوميتي است كه داراي رسهاي پلاستيك مي‌باشد. واژه تريپولي اغلب مترادف دياتوميت به كار مي‌رود ولي در واقع تريپولي نوعي رسوبات سيليكاتي بسيار ريز دانه است كه به عنوان ساينده كاربرد دارد و منشا و بقاياي گياهي را ندارد. در مناطقي در ليبي و الجزاير (در نزديكي بندر تريپولي) به اشتباه به دياتوميت تريپولي گفته مي‌شود. همچنين به ندرت واژه ميرشام نيز براي توصيف دياتوميت استفاده شده كه در حقيقت مير شام نوعي رس است كه اصلاً منشا فسيلي دارد.
از نقطه نظر زمين شناسي اقتصادي، واژه دياتوميت به رسوباني از تجمع اسكلت سيليسي دياتومه‌ها اطلاق مي‌شود كه ضخامت كافي جهت استفاده داشته باشند و بيشتر در كمربندهاي افيوليتي رخنمون دارند.واژه‌هاي ديگري كه به تجمع بقاياي دياتومه‌هاي داراي ناخالصي بيشتر هستند اطلاق مي‌شود عبارتند از: دياتوميت رس دار، رس دياتوميت دار و يا خاك دياتوميتي.
از نظر زمين شناسي و يا تجاري، واژه دياتوميت به تجمع رسوبات تجمعي تقريباً خالص از اسكلت موجودات ريزي به نام دياتومه اطلاق مي‌شود.
دياتومه ها موجودات تك سلولي بسيار ريزي هستند كه متعلق به خانواده جلبك‌هاي دريائي باسيلاريوفيس (طلائي- قهوه اي) هستند. سلولهاي زنده دياتومه ها با پوشش نازك و ژل مانندي كه اغلب رنگي قهوه‌اي دارد، پوشيده شده اند. تمركز بسيار زياد دياتومه‌ها در آبهاي ساحلي به عنوان يك آلاينده آب عمل مي‌كند و در بعضي موارد باعث توليد اسيد داميك مي‌شود كه اسيدي سمي است و بر سيستم عصبي جانوران اثر سوء داشته و مي‌تواند باعث مرگ آنها نيز بشود. رسوبات دياتوميتي معمولاً ريزدانه بوده و عمدتاً از سيليس بي شكل اپالي تشكيل شده است. همراه سيليس معمولاً مقدار كمي مواد آلي، رس و ندرتاً رسوبات آتشفشاني نيز وجود دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

دید کلی
آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند.
بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟

تاریخچه

در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیبهایی به حیات دریایی وارد آمد.
در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالات متحده تخلیه شده است.

تعریف آلودگی آب

در سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدرا هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود.
عوامل آلوده کننده آب

آب یکی از مهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زیرزمینی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.

آلودگی آبها ... چرا؟

آب ، تصفیه آن و جلوگیری از آلودگی و به هدر رفتن آن از مسائل بسیار مهم زمان ما به حساب می‌آید. آلودگی آبها ، معضل بزرگ زیست محیطی محسوب می‌شود که به علت پیشرفت صنایع و تکنولوژی ، هر روزه با پیشرفت روز افزون آن مواجهیم.
فلزهای سنگین و شیمی خاک

بسیاری از فلزهای سنگین برای انسان سمی هستند و چهار فلز جیوه (Hg) ، سرب (pb) ، کادمیم (Cd) و آرسنیک (As) فلزهایی هستند که بعلت کاربرد گسترده ، سمیت و توزیع وسیع آنها بیشترین خطر را از نظر زیست محیطی دارند. البته هیچ یک از این عنصرها هنوز به آن اندازه در محیط زیست پخش نشده که یک خطر گسترده بشمار آید. به هر حال ، هر یک از آنها در بعضی از محلات در سالهای اخیر در سطوحی سمی یافت می‌شود. این فلزها بطور عمده از مکانی به مکان دیگر از طریق هوا منتقل می‌شوند و این انتقال معمولا به صورت گونه‌هایی که روی ماده ذره ‌مانند معلق ، جذب سطحی شده یا در آن جذب شده است، صورت می‌گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در سیستم بخار آبی ضربه قوچ معمولا هنگامی اتفاق ما افتد که مقداری از بخار آب در ناحیه افقی لوله میعان شود.متعاقبا بخار با فشار بر آب جمع شده و رساندن آن به یک سرعت بالا میتواند یک ضربه قوچ شدید با صدای مهیب ایجاد کند.این شرایط معمولا هنگامی رخ میدهد که آبریزگاه مناسب برای خروج آب در لوله بخار آب وجود نداشته باشد.نیروگاه های برق آبی باید با دقت فراوان طراحی شوند چون ضربه قوچ ممکن است موجب انفجار آنها شود. یکی از اولین افراد موفق در رسیدگی به ضربه قوچ مهندس ایتالیایی به نام لرنزو آلیویه بود.(Lorenzo Allievi)

دلایل احتمالی ایجاد ضربه قوچ:

1_آزاد شدن ناگهانی هوا(شیر آتش نشانی یا آزاد شدن هوا)

2_تریپ پمپ یا شروع به کار آن

3_شیر های یک طرفه که به مشخصه دینامیکی شیر یک طرفه و جرم آب موجود بین شیر و تانک دارد.

4_ناگهانی باز بسته شدن آب

5_رزونانس دستگاههای فرعی خصوصا پمپ اگر با فرکانس طبیعی لوله یکسان شود باعث ایجاد ضربات شدید در لوله ها می شود

نرم افزاها:

اکثر بسته های نرم افزاری ضربه قوچ از روش اجزا محدود استفاده می کند.این روش هنگامی اثر بخش خواهد بود که سرعت در طول زمان تغییر نکند و هوا وارد لوله ها نشود.تعداد زیادی از نرم افزارهای تجاری و غیر تجاری هم اکنون موجود می باشد.بسته های نرم افزاری در پیچیدگی حل با یکدیگر تفاوت دارند که به روش تحلیل آنها بستگی دارد بسته های حرفه ای ممکن است دارای گزینه های زیر باشد.

1-امکان چند فازه بودن سیال

2-یک الگوریتم مناسب برای خلا سازی در لوله

3-اصطکاک متغیر- فشار موج وقتی جریان توربولنت تولید می شود

4-تغییر برخی از ضرایب در فشار های بالا که باعث میشود آب کمتر تراکم پذیر شود

5-ساختار فعل و انفعالی سیال که خود آن باعث ایجاد فشار های مختلف در لوله شده و باعث ایجاد موج ضربه ای می شود.

روش های پیشگیرانه از ضربه قوچ:

خسارت های ناشی از ضربه قوچ باعث ایجاد خرابی ها ئی میشود ولی معمولا از حد شکستگی لوله ها فراتر نمیرود.یک مهندس باید بتواند حداقل مقدار ریسک ضربه قوچ لوله های پشت سر هم را تخمین بزند.لوله هائی که در معرض خطر قرار دارند باید به آنها رسیدگی بیشتری شود.1-سرعت پایین آب 2-لوله هائی با تحمل فشار بالای آب (گران)3-اتصالات مناسب (در باز و بسته شدن شیرهای آب)4-برج های آبی (که در سیستم های آب آشامیدنی استفاده میشود) و به نگهداری حالت دائم سیال کمک میکنند و فشار ناشی از ضربه قوچ را کاهش می دهد.5-ups یک منبع تغذیه برق که برای دمپ کردن فشار ناشی از کار افتادن ناگهانی پمپ روشن شده تا چند دقیقه پمپ به کار خود ادمه می دهد.6-نصب flywheel یا چرخ طیار در پمپ ها

7-گذرگاه فرعی برای پمپ ها

موارد کاربردی

1-از اصول ضربه قوچ برای ایجاد یک پمپ به نام هیدرولیک رم استفاده شده است2-در شناسایی سوراخ هایی احتمالی در لوله ها از ضربه قوچ استفاده می شود.3-شناسایی بسته های هوائی اضافه شده به لوله4-نیروی دریائی آمریکا در حال آزمایشی روشی است که در خنثی کردن مین ها از ضربه قوچ آب استفاده می کنند.

ضربه قوچ از ترجمه واژه فرانسوي Coup DE Belier گرفته شده است و مترادف اصطلاح انگليسي Water Hammer‌ (چكش آبي) مي باشد، ضربه قوچ در اثر يك تغيير (يا قطع ناگهاني) در سرعت جريان سيال در يك مجرا (شبكه) به وجود مي آيد، به عبارت ديگر انرژي سينتيك (Kinetic Energy) به انرژي الاستيسيته(Elasticity Energy) تبديل مي گردد. در موقع قطع برق موتور پمپ هاي دوراني يا سانتريفوژ (قطع ناگهاني برق يا خاموش كردن ناگهاني پمپ)، نيروي محركه دوران دهنده پروانه پمپ سريع قطع مي گردد، به همين دليل سرعت جريان سيال بطور ناگهاني تغيير مي يابد و انرژي سينتيك از حالت فشار به مكش در خروجي پمپ تبديل مي شود. در اين تغيير، امواج فشاري شديدي در امتداد لوله خروجي پمپ پيش مي رود و اين امواج در اثر برخورد با مانع (منبع آب) منعكس و برگشت مي كند، موج برگشتي جهت جريان سيال را در پمپ عوض كرده و دبي ماكزيممي در جهت عكس، از پمپ جريان مي يابد و پمپ به صورت توربين در جهت عكس چرخش اوليه خود شروع به چرخش مي نمايد و براي مدت كوتاهي پمپ همانند توربين آبي عمل مي نمايد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پمپ و پمپاژ      

پمپ به دستگاهی اطلاق می شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیلابی که از درون خود می گذرد انتقال می دهد.

متداول ترین تقسیم بندی پمپ ها بر اساس نحوه انتقال انرژی مربوطه به سیال است که براساس آن به موارد زیر تقسیم می گردند:

دارای انتقال انرژی پیوسته: که بنام پمپ دینامیکی شناخته می شود. از این گونه پمپ ها می توان به توربوپمپ ها، پمپ های محیطی و پمپ های خاص اشاره نمود.

دارای انتقال انرژی متناوب ( دوره ای یا پریودیک ): که تحت عنوان پمپ های جابجایی شناخته می شوند. ازآنها می توان به پمپ های رفت آمدی و پمپ های گردشی اشاره کرد.

تقسیم بندی پمپ ها بر اساس نحوه ورود و خروج سیال:

جریان محوری : این نوع پمپ ها دارای پروانه باز می باشند که این نوع پروانه برای تولید دبی بیشتر و فشار کمتر کاربرد دارد.

 

جریان مختلط یا نیمه سانتریفیوژ : دارای پروانه نیمه باز برای تولید دبی و فشار متوسط می باشند.

 

جریان شعاعی : دارای پروانه بسته می باشند که برای تولید دبی کم و فشار زیاد بکار برده می شوند.

پمپ های سانتریفیوژی به پمپ هایی گفته می شود که دارای جریان شعاعی باشند.

 مانند پمپ های سر چاهی، کمر چاهی و پمپ های خارج از سیال.

به پمپ هایی که در داخل سیال قرار می گیرند پمپ های شناور گفته می شود.

در پمپ های توربینی پمپ داخل سیال قرار دارد ولی انرژی از بیرون تهیه می گردد.

پمپ های توربینی و شناور دارای جریان شعاعی هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قارچ ها یوکاریوتهای (دارای هسته ی مشخص) هتروتروف غیر فتوسنتتیک هستند که در دسته ی گیاهان قرار می گیرند. این ارگانیسم ها در شرایط هوازی رشد نموده و انرژی مورد نیاز خود را از اکسیداسیون مواد آلی تامین می کنند تولید مثل آنها به صورت جنسی یا غیر جنسی با تشکیل اسپور، جوانه زدن و تقسیم سلولی می باشد قارچ ها به سه دسته ی 1- مخمرها  2- کپک ها  و 3- شبه مخمرها تقسیم می شوند.

مخمرها  قارچ های فاقد رشته هستند و به همین دلیل تک سلولی می باشند و به وسیله ی جوانه زدن تکثیر می یابند. مخمرها در کارخانجات تخمیر صنعتی، نانوایی ها، کارخانجات تقطیر و آبجوسازی به کار می روند. این ارگانیسم ها تحت شرایط بی هوازی قند را متابولیزه کرده، تولید الکل و به میزان کمی تولید سلول جدید می کنند. تحت شرایط هوازی تولید سلول جدید بیشتر بوده و الکل تولید نمی شود. کلنی مخمرها خامه ای و یا بلغمی با قوام بسیار نرم است. کپک ها قارچ های رشته ای هستند که از نظر ساختمان و رشدشان مشابه گیاهان عالی می باشند آنها غیر فتوسننتیک، چندسلولی، هتروتروف، هوازی هستند. کپک ها تولید واحدهای ساختمانی به نام هایفا می کنند (Thall   یا Hypha) که با تجمع آنها جرم رشته ای تشکیل می گردد که به آن مسیلیوم گفته می شود.

بهترین رشد کپک ها در محیط اسیدی با غلظت بالای قند می باشد. رشد غالبا روی سطح خارجی میوه های فاسد شده مشاهده می شود. کلنی های ایجاد شده توسط کپک ها به رنگ های مختلف سفید، آبی، سبز، خاکستری و بنفش می باشد. شبه مخمرهاسلولهای کروی هستند و پس از رشد با اتصال بسیار سست به سلول مادر متصل می شوند و در اثر پیدایش جوانه های بعدی زنجیره طولانی تشکیل می گردد، به همین خاطر به آنها مخمرهای دارای مسیلیوم کاذب گفته می شود.

محیطهای کشت برای جدا کردن قارچ ها:

غالب محیطهای کشت بدون در نظر گرفتن قدرت رشد و نمو یک قارچ به خصوص بکار می روند و به استثنای نمونه های مو، پوست و ناخن توصیه می شود که برای کشت سایر نمونه ها از پلیت استفاده شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مزایا و معایب کلر در آب آشامیدنی
همانطور که می دانید، منابع تامین آب مصرفی ما انسانها ( اعم از رودخانه ها،چاهها،چشمه ها، سدها و ... ) آلوده به میکروب ها و میکروارگانیزمهایی هستند که استفاده از این آبها را بدون ضدعفونی کردن، برای ما غیر ممکن می سازند. سازمانهای آب و فاضلاب شهری برای از بین بردن میکروارگانیزمهای بیماری زا و تامین آب مصرفی بهداشتی برای شهروندان، اقدام به اضافه کردن کلر به آب می کنند.

کلرزنی امروزه به عنوان متداولترین روش گندزدایی آب آشامیدنی در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. اما استفاده از کلر علیرغم اینکه مزایا و فواید بسیاری به همراه دارد، دارای معایب و مضراتی نیز هست. به همین دلیل متخصصان ضمن توصیه روشهای جایگزین کلرزنی، تاکید دارند که کلر باقیمانده در آب شهری، در نقطه مصرف و درست قبل از نوشیدن، از آب حذف شود.

در این مقاله سعی می کنیم علاوه بر توجه به مزایای فرآیند کلرزنی، به مضرات آن نیز اشاره کنیم.
کلرزنی
كلر ابتدا در سال 1908 در شیكاگو به یك سیستم آب همگانی افزوده شد و در از بین بردن بسیاری انواع بیماری های منتقل شده آبی مثل وبا و تب تیفوئید قابل استفاده بود. پیش از كلرزدن بسیاری شهرهای عمده دارای آمار مرگ و میر 1 در 1000 نفر به تنهایی از تیفوئید بودند. كلر برای گندزدایی كردن آب شهرداری به مدت بیش از 80 سال استفاده شده و دارای اثرات مثبت بر بهداشت همگانی بوده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

یکی از ملاحظات مهم در طراحی سیستم های لوله کشی سایت های صنعتی که میبایست توسط طراح مد نظر قرار گیرد رعایت حداقل فواصل مجاز و حدود سرگیری در استقرار لوله ها ، تجهیزات و مسیرهای دسترسی میباشد. بطور معمول این محدودیت ها در ابتدای پروژه و در قالب مدارک دستورالعمل طراحی تدوین و در اختیار کلیه طراحان بخش لوله کشی قرار میگیرد. در ذیل به مواردی از این دست اشاره شده که برگرفته از تجربیات شخصی و یا دستورالعمل های طراحی برخی از شرکت های معتبر مهندسی مشاور میباشد :

1- حداقل فاصله بین دولوله بر روی پایپ رک : 25 میلیمتر

2- حداقل فاصله لوله از ستون پایپ رک : 100 میلیمتر

3- حداقل فاصله لوله از تجهیزات : 900 میلیمتر

4- حداقل فاصله لوله از دیوار ساختمان : 500 میلیمتر

5- حداقل فاصله دو لوله دفنی : 300 میلیمتر

6- حداقل فاصله دو لوله دفنی آب آشامیدنی و فاضلاب : 700 میلیمتر

7- حداقل ارتفاع زیر لوله در مسیر های آدم رو : 2200 میلیمتر

8- حداقل ارتفاع زیر لوله در جاده های فرعی : 4000 میلیمتر

9- حداقل ارتفاع زیر لوله در جاده های اصلی : 7000 میلیمتر

10- حداقل ارتفاع لوله در مسیر های ریل راه آهن : 9000 میلیمتر

مرجع تخصصی آب و فاضلاب