تصفیه آب سطحی و آب‌های گل‌آلود 

در سال‌های اخیر، با افزایش جمعیت، توسعه‌ی شهرنشینی و تغییرات اقلیمی، منابع آب شیرین با بحران جدی روبه‌رو شده‌اند. یکی از منابع مهم و در دسترس برای جبران این کمبود، آب‌های سطحی هستند. اما مشکل اصلی در استفاده از این منابع، آلودگی بالای آن‌هاست.
آب‌های سطحی شامل آب باران، روان‌آب‌های شهری، سیلاب‌ها و آب رودخانه‌ها هستند که هنگام عبور از سطح زمین، با گل‌ولای، فلزات سنگین، زباله‌ها، مواد شیمیایی و آفت‌کش‌ها آلوده می‌شوند. بنابراین، تصفیه آب سطحی و آب‌های گل‌آلود به یکی از موضوعات حیاتی در مدیریت منابع آب تبدیل شده است.

شرکت شمیم شریف با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین تصفیه، به‌ویژه پکیج‌های انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation)، توانسته راهکارهایی مؤثر و اقتصادی برای تصفیه آب سطحی ارائه دهد که در ادامه با جزئیات بیشتری به آن می‌پردازیم.

آب سطحی چیست و چرا نیاز به تصفیه دارد؟

آب سطحی به آبی گفته می‌شود که در نتیجه‌ی بارش باران، ذوب برف یا روان‌آب‌ها در سطح زمین جریان پیدا می‌کند. این آب‌ها ممکن است وارد رودخانه، دریاچه، سد، یا سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب شوند.
در نگاه اول ممکن است تصور شود که آب باران تمیز و قابل‌استفاده است، اما واقعیت چیز دیگری است. آب باران هنگام عبور از جو زمین، گازهایی مانند دی‌اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و گوگرد را در خود حل می‌کند. سپس، وقتی روی سطح زمین حرکت می‌کند، با مواد مختلفی ترکیب شده و آلوده می‌شود.

از جمله آلاینده‌هایی که معمولاً در آب‌های سطحی یافت می‌شوند عبارتند از:

• گل و لای و ذرات خاک

• شن، ماسه و زباله‌های ریز شهری

• فلزات سنگین (مانند سرب، روی، مس)

• مواد نفتی و روغن خودروها

• سموم کشاورزی و آفت‌کش‌ها

• میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا

با توجه به این موارد، روشن است که استفاده مستقیم از آب‌های سطحی بدون تصفیه، می‌تواند برای سلامت انسان و محیط‌زیست خطرناک باشد. بنابراین، تصفیه آب سطحی برای تبدیل آن به آب قابل‌استفاده در کشاورزی، صنعت و حتی آب شرب ضروری است.

دلایل گل‌آلود شدن آب‌های سطحی

آب‌های سطحی معمولاً شفاف نیستند؛ زیرا هنگام عبور از سطح زمین، ذرات جامد زیادی را با خود حمل می‌کنند. این گل‌آلودگی یا همان «کدورت آب» ممکن است دلایل مختلفی داشته باشد:

1. بارش باران شدید:
   هنگام بارش‌های سنگین، آب باران خاک سطحی را شسته و با خود به رودخانه‌ها و کانال‌ها می‌برد. این مسئله به‌ویژه در مناطق بدون پوشش گیاهی تشدید می‌شود.

2. تخریب پوشش گیاهی و جنگل‌زدایی:
   گیاهان و درختان مانع فرسایش خاک هستند. با تخریب پوشش گیاهی، روان‌آب‌ها گل‌آلودتر شده و مقدار رسوب در رودخانه‌ها افزایش می‌یابد.

3. پساب‌های صنعتی و شهری:
   ورود مستقیم فاضلاب شهری، روغن، مواد شوینده، یا پساب کارگاه‌ها و کارخانه‌ها باعث تغییر رنگ و افزایش کدورت آب می‌شود.

4. فعالیت‌های کشاورزی:
   شست‌وشوی خاک‌های کشاورزی، سموم و کودهای شیمیایی را وارد جریان‌های سطحی می‌کند که علاوه بر گل‌آلودگی، آلودگی شیمیایی نیز ایجاد می‌کند.

5. تردد خودروها و آلودگی جاده‌ها:
   در شهرها، آب باران هنگام عبور از سطح خیابان‌ها، روغن، فلزات سنگین و دوده را جمع کرده و وارد شبکه‌ی آب سطحی می‌کند.

گل‌آلود بودن آب فقط ظاهر ناخوشایند ایجاد نمی‌کند، بلکه باعث افزایش بار آلودگی فیزیکی و میکروبی در سیستم‌های تصفیه نیز می‌شود. در نتیجه، اگر تصفیه‌خانه‌ها به‌صورت اصولی طراحی نشده باشند، ممکن است دچار شوک یا افت عملکرد شوند.

اهمیت تصفیه آب سطحی در مدیریت منابع آب

در گذشته، آب‌های سطحی اغلب به‌عنوان فاضلاب طبیعی در نظر گرفته می‌شدند و هدف اصلی، فقط جمع‌آوری و انتقال آن‌ها به خارج از مناطق شهری بود. اما با افزایش بحران آب، دیدگاه‌ها تغییر کرده است.
امروزه، بسیاری از کشورها آب‌های سطحی را به‌عنوان یک منبع قابل‌استفاده پس از تصفیه در نظر می‌گیرند. تصفیه اصولی این آب‌ها می‌تواند:

• فشار بر منابع آب زیرزمینی را کاهش دهد.

• هزینه‌ی تامین آب در مناطق کم‌آب را پایین بیاورد.

• آلودگی رودخانه‌ها و دریاچه‌ها را کم کند.

• امکان استفاده مجدد از آب را در کشاورزی و صنعت فراهم کند.

در واقع، تصفیه آب‌های سطحی و آب‌های گل‌آلود، بخشی جدایی‌ناپذیر از چرخه مدیریت پایدار آب محسوب می‌شود.

مراحل تصفیه آب سطحی

تصفیه آب سطحی معمولاً در چند مرحله انجام می‌شود تا ذرات معلق، فلزات سنگین، میکروارگانیسم‌ها و ترکیبات شیمیایی خطرناک از آن حذف شوند. هدف اصلی این فرآیند، تبدیل آب آلوده و گل‌آلود به آبی شفاف، بی‌بو و قابل استفاده است.

۱. جمع‌آوری و ذخیره آب سطحی

در اولین گام، آب سطحی ناشی از بارش باران، ذوب برف یا روان‌آب‌ها از طریق کانال‌ها و لوله‌های جمع‌آوری به حوضچه‌های ذخیره منتقل می‌شود. طراحی این حوضچه‌ها باید به گونه‌ای باشد که از تجمع زباله‌ها، برگ‌ها و ذرات درشت جلوگیری شود.

در سیستم‌های پیشرفته، از توری‌های فلزی و صافی‌های اولیه استفاده می‌شود تا مواد درشت مثل پلاستیک یا سنگریزه قبل از ورود به مرحله‌ی بعدی حذف شوند.

۲. ته‌نشینی ذرات درشت (حوضچه آرامش)

در این مرحله، آب برای مدتی در حوضچه‌های ته‌نشینی نگه‌داری می‌شود تا ذرات سنگین مانند شن، ماسه و گل و لای ته‌نشین شوند.
این کار باعث کاهش کدورت اولیه آب می‌شود و فشار کمتری به مراحل بعدی وارد می‌کند. در صورت نیاز، از مواد منعقدکننده مانند آلومینیوم سولفات یا کلرور فریک نیز برای تسریع ته‌نشینی استفاده می‌شود.

۳. فیلتراسیون اولیه

آب ته‌نشین شده از فیلترهای شنی، کربنی یا ممبرانی عبور می‌کند تا ذرات ریز و معلق از آن جدا شوند.
در پروژه‌های بزرگ، این مرحله با سیستم‌های اتوماتیک شست‌وشوی معکوس (Backwash) همراه است تا فیلترها به‌صورت مداوم تمیز باقی بمانند.

۴. تصفیه شیمیایی و انعقاد الکتریکی

در این بخش، ترکیبات محلول، فلزات سنگین، میکروارگانیسم‌ها و روغن‌ها از آب جدا می‌شوند. یکی از روش‌های بسیار مؤثر و نوین در این زمینه، انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation) است که در ادامه به‌صورت مفصل توضیح داده می‌شود.

۵. ضدعفونی و زلال‌سازی نهایی

در مرحله‌ی پایانی، آب تصفیه‌شده با استفاده از کلر، ازن یا اشعه فرابنفش (UV) ضدعفونی می‌شود تا هیچ‌گونه میکروب یا باکتری بیماری‌زا در آن باقی نماند.
سپس آب زلال و شفاف آماده‌ی ذخیره‌سازی یا مصرف در مصارف صنعتی، کشاورزی یا حتی شرب (در صورت طی مراحل تکمیلی) می‌شود.

روش‌های متداول تصفیه آب سطحی

برای تصفیه آب‌های گل‌آلود و آلوده، سه دسته روش کلی وجود دارد: فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی. انتخاب روش مناسب به میزان آلودگی، نوع کاربرد و حجم آب بستگی دارد.

روش‌های فیزیکی

در این روش، حذف آلودگی‌ها با استفاده از نیروی گرانش، فشار یا فیلتراسیون انجام می‌شود.
مهم‌ترین مراحل فیزیکی تصفیه عبارتند از:

• ته‌نشینی: حذف ذرات درشت و سنگین مانند شن و ماسه

• صاف‌سازی: عبور آب از فیلترهای شنی یا کربنی

• هوادهی: افزودن هوا به آب برای حذف بو و گازهای محلول

• غربال‌گری اولیه: حذف زباله‌های درشت مانند برگ، پلاستیک و آشغال‌های شهری

روش‌های فیزیکی پایه‌ی اصلی تصفیه هستند اما به‌تنهایی برای حذف ترکیبات محلول یا آلودگی‌های شیمیایی کافی نیستند.

روش‌های شیمیایی

در روش‌های شیمیایی از مواد منعقدکننده، لخته‌ساز یا ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود تا آلاینده‌ها از حالت محلول خارج شوند.
فرآیندهای مهم شیمیایی شامل موارد زیر است:

• انعقاد و لخته‌سازی (Coagulation & Flocculation): با افزودن موادی مانند زاج سفید یا کلرور فریک، ذرات ریز به یکدیگر می‌چسبند و راحت‌تر ته‌نشین می‌شوند.

• اکسیداسیون شیمیایی: استفاده از ازن یا پرمنگنات برای حذف ترکیبات آلی و بو.

• خنثی‌سازی (Neutralization): تنظیم pH آب برای جلوگیری از خوردگی یا رسوب.

• ضدعفونی نهایی: با کلر یا اشعه فرابنفش.

اما یکی از مدرن‌ترین روش‌های شیمیایی که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته، انعقاد الکتریکی است. این روش هم‌زمان اثر فیزیکی و شیمیایی دارد و بدون نیاز به مواد شیمیایی زیاد، راندمان بسیار بالایی ارائه می‌دهد.

روش‌های بیولوژیکی

در تصفیه بیولوژیکی از میکروارگانیسم‌های مفید برای تجزیه مواد آلی استفاده می‌شود.
این روش برای فاضلاب‌های شهری و صنعتی مؤثر است اما برای آب‌های سطحی گل‌آلود کمتر کاربرد دارد، زیرا:

• زمان ماند طولانی (حداقل ۱۰ ساعت) نیاز دارد.

• نسبت به نوع آلودگی حساس است.

• در شرایط آب‌وهوایی سرد راندمان آن کاهش می‌یابد.

بنابراین، در بسیاری از پروژه‌های شهری و صنعتی، روش انعقاد الکتریکی جایگزین مناسبی برای فرآیندهای سنتی شده است.

تصفیه آب سطحی و آب‌های گل‌آلود با روش انعقاد الکتریکی

یکی از جدیدترین و مؤثرترین فناوری‌ها در زمینه‌ی تصفیه آب سطحی و فاضلاب‌های گل‌آلود، روش انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation) است. این روش ترکیبی از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی است که با استفاده از جریان برق، آلودگی‌های محلول و معلق را از آب حذف می‌کند.

نحوه عملکرد روش انعقاد الکتریکی

در سیستم انعقاد الکتریکی، از دو الکترود فلزی (معمولاً آلومینیوم یا آهن) استفاده می‌شود. با عبور جریان الکتریکی، یون‌های فلزی از الکترود آزاد شده و در آب پخش می‌شوند. این یون‌ها به ذرات معلق و آلودگی‌ها متصل شده و باعث لخته شدن آن‌ها می‌شوند.
در نتیجه، آلاینده‌ها به‌صورت ذرات درشت‌تر ته‌نشین یا شناور می‌شوند و به‌راحتی قابل جداسازی هستند.

به بیان ساده‌تر، این روش بدون نیاز به مواد شیمیایی زیاد، ذرات ریز و محلول را به سرعت به حالت قابل فیلتر و ته‌نشینی تبدیل می‌کند.

مزایای روش انعقاد الکتریکی در تصفیه آب سطحی

• حذف گل‌ولای، فلزات سنگین و مواد معلق تا ۹۵٪

• کاهش قابل‌توجه آلودگی میکروبی و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا

• زمان تصفیه بسیار کوتاه (کمتر از ۳۰ دقیقه)

• عدم نیاز به مصرف زیاد مواد شیمیایی یا تنظیم مداوم pH

• هزینه‌ی بهره‌برداری و نگهداری پایین

• عدم تولید لجن زیاد و کاهش پس‌ماند تصفیه

• قابلیت اتوماسیون و کنترل هوشمند سیستم

به‌دلیل این ویژگی‌ها، روش انعقاد الکتریکی امروزه در بسیاری از صنایع و شهرداری‌ها برای تصفیه آب باران، آب رودخانه‌ها، روان‌آب‌های شهری و حتی پساب‌های صنعتی به کار گرفته می‌شود.

پکیج تصفیه آب سطحی شمیم شریف

شرکت شمیم شریف با تجربه‌ی چندین ساله در طراحی و ساخت تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب، موفق به تولید پکیج انعقاد الکتریکی ویژه تصفیه آب سطحی و آب‌های گل‌آلود شده است.
این پکیج با بهره‌گیری از فناوری روز دنیا، راهکاری سریع، کارآمد و اقتصادی برای تصفیه آب در شرایط متغیر و بحرانی فراهم کرده است.

ویژگی‌های پکیج تصفیه آب سطحی شمیم شریف

• طراحی ماژولار و قابل حمل، مناسب برای مناطق بارانی و سیل‌گیر

• راندمان بالا در حذف ذرات معلق، گل و لای، روغن، فلزات سنگین و میکروب‌ها

• ساخت بدنه مقاوم از جنس استنلس استیل یا پلی‌اتیلن صنعتی

• سیستم کنترل هوشمند با قابلیت تنظیم ولتاژ و شدت جریان

• عدم نیاز به اپراتور تخصصی و راه‌اندازی آسان

• قابلیت اتصال به سایر واحدهای تصفیه مانند فیلتر شنی، اسمز معکوس (RO) یا ضدعفونی UV

• مناسب برای مصارف شهری، صنعتی، کشاورزی و پروژه‌های عمرانی

این پکیج‌ها در ظرفیت‌های مختلف طراحی می‌شوند و می‌توانند در کوتاه‌ترین زمان ممکن در محل نصب و بهره‌برداری شوند.
در صورت بروز بارندگی‌های شدید یا جاری شدن سیلاب، سیستم قابل انتقال است و می‌تواند به‌صورت موقت در هر نقطه نصب شود.

کاربردهای پکیج تصفیه آب سطحی

پکیج تصفیه آب سطحی شمیم شریف، با توجه به طراحی سیار و بازدهی بالا، در حوزه‌های مختلف قابل استفاده است:

• تصفیه آب باران و روان‌آب‌های شهری: جلوگیری از ورود آلودگی به رودخانه‌ها و سیستم فاضلاب شهری.

• استفاده در پروژه‌های عمرانی و کارگاهی: تصفیه سریع آب گل‌آلود ناشی از حفاری یا ساخت‌وساز.

• بهره‌برداری در مناطق کشاورزی: استفاده از آب تصفیه‌شده برای آبیاری و شست‌وشوی تجهیزات.

• کاربرد در صنایع: تصفیه پیش‌ورودی برای سیستم‌های صنعتی، برج‌های خنک‌کننده و فرآیندهای تولید.

• پروژه‌های امدادی و بحران: استفاده فوری در مواقع سیل، طوفان یا کمبود آب سالم.

کاربردهای تصفیه آب سطحی در صنایع و مناطق مختلف

تصفیه آب سطحی فقط مختص مناطق شهری یا فاضلاب‌های ناشی از بارندگی نیست؛ بلکه در بسیاری از بخش‌های صنعتی، کشاورزی و عمرانی نقش کلیدی دارد.
در واقع، هرجا که آب باران یا روان‌آب در تماس با آلودگی‌های محیطی قرار گیرد، استفاده از سیستم‌های تصفیه آب سطحی ضروری است.

تصفیه آب کشاورزی

در بخش کشاورزی، کیفیت آب آبیاری تأثیر مستقیمی بر رشد گیاه، حاصل‌خیزی خاک و سلامت محصولات دارد. آب‌های سطحی که از زمین‌های کشاورزی یا مسیرهای خاکی جمع‌آوری می‌شوند، معمولاً حاوی ذرات معلق، کودهای شیمیایی و سموم هستند.
با استفاده از پکیج تصفیه آب سطحی شمیم شریف، می‌توان این آب‌ها را تصفیه کرده و مجدداً برای آبیاری مزارع یا شست‌وشوی تجهیزات کشاورزی مورد استفاده قرار داد.
این کار علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف آب، باعث جلوگیری از آلودگی خاک و افزایش بازده آبیاری می‌شود.

استفاده در کارگاه‌ها و پروژه‌های عمرانی

در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی، آب گل‌آلود ناشی از شست‌وشوی مصالح، حفاری یا بارندگی‌های فصلی به‌سرعت تولید می‌شود. این آب‌ها اگر بدون تصفیه رها شوند، موجب آلودگی محیط و گرفتگی شبکه‌های فاضلاب می‌شوند.
پکیج‌های تصفیه آب سطحی قابل حمل شمیم شریف، راهکاری مناسب برای تصفیه سریع این روان‌آب‌ها هستند.
این سیستم‌ها می‌توانند در محل پروژه نصب شوند و در مدت زمان کوتاه، آب را از گل‌ولای و ذرات معلق پاکسازی کنند تا دوباره در همان محل برای مصارف شست‌وشو یا آبیاری فضای سبز استفاده شود.

برای اطلاعات بیشتر، به صفحه‌ی تصفیه فاضلاب صنعتی  سر بزنید.

کنترل روان‌آب‌ها در مناطق شهری

در شهرهای بزرگ، بارندگی‌های شدید باعث تولید حجم زیادی از روان‌آب‌ها می‌شود. این روان‌آب‌ها معمولاً حاوی فلزات سنگین، روغن، زباله و آلاینده‌های میکروبی هستند که در صورت ورود به رودخانه‌ها، مشکلات زیست‌محیطی جدی ایجاد می‌کنند.
نصب سیستم‌های تصفیه آب سطحی در مبادی ورودی روان‌آب‌ها، راهکاری مؤثر برای کنترل آلودگی شهری است. این سیستم‌ها می‌توانند قبل از ورود آب به شبکه‌ی فاضلاب، آلودگی‌ها را حذف کنند و از بارگذاری بیش از حد تصفیه‌خانه‌های مرکزی جلوگیری نمایند.

پیش‌تصفیه برای تصفیه‌خانه‌های بزرگ آب

آب‌های سطحی در بسیاری از مناطق، منبع اصلی تامین آب تصفیه‌خانه‌ها هستند. اما پیش از ورود به سیستم اصلی تصفیه، لازم است گل و لای، ذرات معلق و آلاینده‌های اولیه از آن‌ها جدا شود.
در این مرحله، استفاده از پکیج‌های انعقاد الکتریکی شمیم شریف به‌عنوان سیستم پیش‌تصفیه، باعث افزایش راندمان کل تصفیه‌خانه و کاهش مصرف مواد شیمیایی می‌شود.
این روش ضمن کاهش کدورت آب، مانع از گرفتگی فیلترها و افزایش عمر تجهیزات تصفیه‌خانه می‌گردد.