ارزیابی تأثیر نوع ماده منعقد کننده بر شاخصهای بهره‌برداری در فرآیند فیلتراسیون مستقیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران- محیط زیست،‌ دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

3 استادیار گروه آب و فاضلاب دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور)

چکیده

نتایج بسیاری پیرامون عملکرد بهتر پلی‌آلومینیوم کلراید به عنوان ماده منعقدکننده در مقایسه با سایر مواد منعقدکننده نظیر سولفات آلومینیوم و کلرور فریک در فرآیند تصفیه متعارف در شرایط کدورت متوسط و بالا گزارش شده است. کارآمدی مذکور را می‌توان شامل مقدار مورد نیاز کمتر، تشکیل لخته‌های درشت‌تر، کاهش مدت زمان ته‌نشینی فلاک، تولید لجن کمتر، عدم نیاز به تنظیم قلیائیت به وسیله آهک و دیگر پارامترها دانست. آب تصفیه‌خانه‌های کشور عمدتاً از منابع آبی پشت سد تأمین می‌گردد که دارای کدورت پایین می‌باشند و در برخی موارد نیز از فرآیند فیلتراسیون مستقیم جهت تصفیه استفاده می‌شود، از اینرو، در این تحقیق به منظور ارزیابی تأثیر مواد منعقدکننده مختلف نظیر کلرور فریک و پلی‌آلومینیوم کلراید در کدورتهای پایین و فرآیند فیلتراسیون مستقیم و تعیین مؤثرترین نوع ماده منعقدکننده از نقطه نظر راندمان حذف ذرات و راندمان حذف کدورت، با استفاده از پایلوت آزمایشگاهی، آزمایش کاملی با در نظر گرفتن تأثیر عواملی چون نوع ماده منعقد کننده، نرخ فیلتراسیون و میزان تزریق ماده منعقد کننده بر عملکرد صافی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحقیق حاضر مشخص کرد میانگین کدورت خروجی، میانگین تعداد ذرات خروجی، منحنی تغییرات کدورت خروجی و منحنی تغییرات تعداد ذرات خروجی در طول عملکرد صافی، در حالت استفاده از پلی آلومینیوم کلراید نسبت به کلرور فریک کمتر بوده است و با افزایش نرخ فیلتراسیون میانگین کدورت و تعداد ذرات خروجی افزایش یافته است. همچنین نتایج حاصل از بررسی حالت تزریق 2 میلی‌گرم بر لیتر پلی آلومینیوم کلراید (حالت ضعیف انعقاد و لخته‌سازی) و مقایسه آن با حالت تزریق 5 میلی‌گرم بر لیتر کلرور فریک (حالت خوب انعقاد و لخته‌سازی) بیانگر بالاتر بودن میانگین حذف کدورت و کمتر بودن راندمان حذف کدورت و ذرات، در حالت انعقاد و لخته‌سازی ضعیف بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Impact of Coagulant Type on Operation Parameters in Direct Filtration

نویسندگان [English]

  • Ali Torabian 1
  • Mehdi Safaeefar 2
  • Abdolah Rashidimehrabady 3
1 Associate Professor, Dept. of Environmental Science, University of Tehran
2 Former Graduate Student of Civil Engineering & Environmental Science, Faculty of Environmental Science, University of Tehran
3 Assistant Professor, Department of Water & Wastewater, (Shahid Abbaspour) Water & Power University
چکیده [English]

Numerous advantages have been reported on PAC (poly aluminum chloride) used as a coagulant over other coagulants such as alum and ferric chloride used in conventional water treatment process with medium and high turbidity levels. These include lower amounts of PACL required specially in removing turbidity, larger floc grain formation, reduced floc sedimentation time, lower sludge production, and relaxation of the need for pH adjustment by lime, among others. The present study aims to evaluate the effects of different coagulants such as ferric chloride and PACL on direct filtration and to identify the most effective material based on both turbidity and particle removal efficiencies. A perfectly experimental pilot system, including raw water preparation, coagulation, flocculation, distribution measurement, and filtration units, was designed and used. Raw water turbidity level in the experimental pilot was below 10 NTU. The effects of various parameters such as coagulant type, filtration rate, and coagulant dosage on the performance of the filter were investigated. The results obtained from several filtration cycles under different conditions indicated that average effluent turbidity level, effluent particle numbers, effluent turbidity variation graph, and effluent particle graph were lower throughout the filtration cycle when PACL was used compared to when ferric chloride was used as the coagulant. Increasing filtration rate led to increased turbidity and particle number. Addition of 2 mg/l of PACL (poor coagulation and flocculation scenario) was compared with addition of 5 mg/l of ferric chloride (strong coagulation and flocculation scenario). The results indicated that higher average values of turbidity removal but lower turbidity and particle removal efficiencies obtained in the case of the poor coagulation and flocculation scenario.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Direct Filtration
  • Poly Aluminum Chloride
  • Ferric Chloride
  • Water Turbidity
1- O’melia, C.R., and Shin, J.Y. (2001). “Removal of particle using dual media filtration modeling and experimental studies.” J. Water Supply, IWA, 1(4), 73-79.
2- Eric, H., and  Kara, H. (2002). Optimizing coagulant conditions for the Worcester water filtration plants, A Major Qualifying Project Report Submitted to the Faculty of Worcester Polytechnic Institute, USA.
3- Malhutra, S. (1994). “Polyaluminum chloride as an alternative coagulant.” Proc. 20th  WEDC Conference Colombo, Sri Lanka, 289-291.
4- Tang, H.X., and Luan, Z.K. (1995). “Features and mechanism for coagulation flocculation process of polyalumimum chloride.” J. Environ. Sci., 7 (2), 204-211.
5- Luan, Z.K. (1997). Theory and application of inorganic polymer flocculant-polyaluminium chloride, Doctorial Dissertation, Research Center for Eco-Enviromental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 50-70.
6- Liu, W., Huang, H., and Peng, J. (2001). Application of polyaluminium chloride in Shenzhen water supply, Qingyouan water purification water supply group Ltd. Schenzhen 518013, P.R.China.
7- غلامی، ه. (1375). ”انتخاب پلی آلومینیوم کلراید به عنوان مناسب ترین ماده منعقدکننده برای فرآیند زلال سازی آب رودخانه اروند رود به کمک روشهای تصمیم گیری چند معیاره. “مجموعه مقالات ششمین سمینار مشترک آب و فاضلاب ایران و آلمان، 35-40.
8- احمدی مقدم، م. (1382).”بررسی راهکارهای مواجهه با کدورتهای فصلی در تصفیه خانه های آب. “پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده بهداشت، دانشگاه تهران.
9- Clesceria, L.S., Greenberg, A.E., and Eaton, A.D., eds.(1995). Standard methods for the examination of water and wastewater, APHA, WEF, AWWA, 19th Ed., Washington, D.C.
10- صفایی‌فر، م. (1384). ”ارزیابی سودمندی پلی آلومینیوم کلراید در مقایسه با کلرور فریک در فرآیند فیلتراسیون مستقیم.“ پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران.