دانلود تحقیق نگاهی گذرا به تصفیه خانه آب مشهد

تصفیه خانه مشهد در جنوب غربی شهر مشهد در منتهی الیه کوی آب وبرق درشهرک ولی عصر قرار گرفته است.این تصفیه خانه آب دریافتی خود را از دو سد طرق و کارده تأمین نموده وبعد از انجام مراحل تصفیه فیزیکی جهت شرب به مخازن کوی آب وبرق و ملک آباد منتقل می نماید.

سد کارده در شمال و سد طرق در جنوب شهر واقع شده که آب ارسالی از کارده به صورت ثقلی و از فاصله ای حدود 42کیلومتر توسط لوله ای به قطر 800 mm وارد شده و آب ارسال شده از سد طرق توسط پمپاژ 120 متر بالا برده شده و سپس به صورت ثقلی فاصله ای حدود 16 کیلومتر را با لوله ای به قطر 700 mm طی نموده تا به تصفیه خانه برسد.
حداکثر میزان آبدهی توسط دو سد کارده و طرق بترتیب 65000 و31000 متر مکعب است که مجموعاً 96000 متر مکعب در شبانه روز از ایندو سد به تصفیه خانه منتقل که بر این اساس گنجایش تصفیه خانه مشخص می شود.در صورت راه اندازی 100%تصفیه خانه قادر خواهد بود با توجه به جمعیت حدود 18% آب شرب مصرفی شهر مشهد را تأمین نماید.
انواع تصفیه آب
1-تصفیه فیزیکی 2-تصفیه شیمیایی 3-تصفیه میکروبی
با توجه به اینکه تصفیه خانه مشهد از نوع تصفیه فیزیکی می باشد لذا در ذیل توضیح مختصری در مورد این تصفیه ارائه می دهیم.
تصفیه فیزیکی:
در این نوع تصفیه که شامل ته نشینی مقدماتی و ته نشینی به کمک مواد شیمیایی است،هیچگونه تغییری در کیفیت شیمیایی آب اتفاق نمی افتد.
در حقیقت تصفیه فیزیکی بیشتر برای رفع آلودگی های ظاهری آب مثل مواد معلق آب بکار برده می شود.در صورتیکه در تصفیه شیمیایی یا شیمی فیزیکی امکان تغییر ترکیب شیمیایی آب موجود است.
شرح مختصری از تأسیسات تصفیه خانه:
تصفیه خانه مشهد برای تصفیه فیزیکی و سالم سازی آب به طور کامل طراحی شده است.
این تصفیه خانه شامل مراحل تصفیه زیر می باشد:
1- تأسیسات کلر زنی و ضد عفونی کردن آب خام وتصفیه
2 -تأسیسات مواد منعقد کننده
الف:شامل حوضچه های اختلاط وفلوکولاسیون
ب:ساختمان شیمیایی برای تزریق مواد کلرورفریک،آهک و درصورت لزوم پلی الکترولیت
3-دستگاه زلال ساز برای ته نشینی گل و لای بابستر لجن(پلساتور)
4-دستگاه صاف کننده مواد ته نشین شده(فیلتر های شنی)
5-پمپهای آب شستشوی فیلترها و پمپهای آب سرویس و دمنده های هوا
6-منبع جمع آوری برای بازکرداندن آب شستشوی صافیها به سیکل تصفیه خانه
7-حوضچه های تغلیظ لجن
8-بستر های خشک کننده لجن
خلاصه ای از لیست لوارم مکانیکی و برقی تصفیه خانه
1-ساختمان کلر زنی:
تأسیسات کلر زنی تصفیه خانه مشهد برای تزریق کلر تا میزان 3p.p.m یا 3 میلیگرم در لیتر به آب خام و تزریق کلر تا میزان یک میلی گرم در لیتر به آب تصفیه در نظر گرفته شده است.
کپسولهای گاز کلر یک تنی و چهار عدد در حال مصرف و 14 کپسول بصورت ذخیره در نظر گرفته شده است.کلیه لوازم ضروری مربوط به تأسیسات کلرزنی از جمله دستگاه آنالیز کلر باقیمانده در آب،دستگاه نشت یاب گاز کلر هواکش،جرثقیلهای لازم برای جابجایی کپسولها در این تأسیسات پیش بینی شده است.
تابلوهای برق تأسیسات کلرزنی جهت تغذیه جرثقال سقفی،هواکشها ودیگر تأسیسات کلرزنی در نظر گرفته شده است.
2-حوضچه های انعقاد و فلوکولاسیون:
الف:در حوضچه انعقاد همزنی با قدرت 5/5 کیلووات وجود دارد که عمل اختلاط کلرورفریک با آب خام ورودی را به عهده دارد.
ب:ساختمان شیمیایی شامل تأسیسات شامل دوزینگ پمپهایی برای تزریق مواد شیمیایی،لوله های ارتباطی ،
پمپهای ضد زنگ برای چرخانیدن موادوتانکها و هم زنهای مناسب برای ساخت و نگهداری مواد شیمیایی تشکیل شده است.
3-دستگاه زلال ساز یا پلساتور : که شامل اطاق خلاءوتأسیسات آن همچنین لوله های ارتباطی پلساتور،پاروئکهاوکانالهای بتنی انتقال آب می باشد.
4-فیلتر ها یا دستگاههای صاف کردن آب:
فیلتراسیون از نوع ثقلی شنی تند در نظر گرفته شده است و بار سطحی این فیلترها به میزان 4/7 متر در ساعت در نظر گرفته شده است.
در این فیلتراسیون تعداد 3 عدد هواده با قدرت هر کدام 40 کیلو وات برای دمیدن هوا،نازلهای PVCبرای نصب در قطعات بتن آرمه به اندازه (500×500)m.m شیرآلات از نوع شناور کشویی و پروانه ای و لوله و اتصالات فولادی جزو تأسیسات این فیلتراسیون محسوب می شود.تابلو های برق شامل تابلوی تغذیه به کمپرسورها ،هواده هاو سایر روشنیهای لازم در تأسیسات فیلتراسیون می باشد.بیش از آن تعداد 10 عدد تابلوهای کنترل و شستشوی فیلترها در نظر گرفته شده که در رابطه با تابلوی اصلی کنترل تصفیه خانه می باشد.
5-تأسیسات پمپاژ داخل ساختمان:
در این دستگاه پمپاژ پمپهای مربوط به تأمین آب شستشوی فیلترها به تعداد 3عدد با قدرت هر کدام 45 کیلو وات در نظر گرفته شده است.همچنین در این محل تعداد دو پمپ برای تأمین آب مصرفی داخل تصفیه خانه با قدرت موتوری هر کدام 6 کیلو وات و همچنین بوستر پمپهای مربوط به کلرزنی به تعداد 4 دستگاه با قدرت هر کدام 5/4 کیلووات در نظر گرفته شده است.تابلوی برق در این دستگاه برای تغذیه این پمپها در نظر گرفته شده است.
6-منبع جمع آوری آب شستشوی صافیها:
در این قسمت دو عدد پمپ شناور از نوع غیر انسداد (لجن کش)با قدرت موتوری 20 کیلو وات در نظر گرفته شده که آب شستشوی صافیها را به تصفیه خانه برگرداند.
7-بسترهای خشک کننده : برا ی جمع آوری و خشک کردن لجن مصارف محدود در نظر گرفته شده است.
سایر لوازم مکانیکی و برقی :
1-تابلوهای اصلی برق که در حالت عادی برق سه فاز 380 ولت،50 هرتز رااز یک دستگاه ترانسفورماتور و در حالت قطع برق از یک دستگاه ژنراتور اضطراری دریافت و به سایر تابلوها انتقال می دهد.
2-تابلوهای اصلی کنترل دستگاههای اندازه گیری شامل کلیه دستگاههای اندازه گیری و کنترل
3-دستگاه دیزل ژنراتور اضطراری به قدرت 620 کیلووات
4-کلیه کابلهای رابط بین تابلوهای برق،موتورها ،محرکها،مصرف کننده ها،دستگاههای اندازه گیری و کنترل
5-دستگاههای اندازه گیری شامل دبی سنجهای مغناطیسی در آغاز و انتهای تصفیه خانه و آب شستشوی صافیها
6-لوازم آزمایشگاهی برای کنترل کیفیت شیمیایی آب
7-لوله ها و اتصالات داخل تصفیه خانه ما بین تأسیسات مختلف تصفیه خانه
تشریح مرحله به مرحله تصفیه آب وتشریح تأسیسات مکانیکی که در هر مرحله وجود دارد:
1-ورود آب به تصفیه خانه
ورودی آب توسط دو خط لوله صورت می گیرد.خط لوله کارده با قطر 800mm از نوع چدن داکتیل آلمانی(تایتونی)وخط طرق با قطر 700 mm از نوع چدن معمولی(فلنچی).

ورودی آب توسط دو خط لوله صورت می گیرد.خط لوله کارده با قطر 800mm از نوع چدن داکتیل آلمانی(تایتونی)وخط طرق با قطر 700 mm از نوع چدن معمولی(فلنچی).

بر روی خط کارده در ابتدای ورود به تصفیه خانه یکعدد شیر برقی پنوماتیکی (شکل1)نصب شده است که وظیفه کنترل دبی آب ورودی را به عهده دارد .مکانیزم عمل کننده ی شیر به این صورت است که شیر در ابتدا بسته می باشد بنابراین پیستون در کورس بالا قرار گرفته و هوای فشرده به زیر آن فشار می آورد .پس از اینکه فرمان باز شدن شیر توسط کلید برق داده می شود،فشار هوای پایین قطع شده و در این مرحله پیستون از بالا تحت فشار هوا قرار می گیردو به پایین رانده می شود و نتیجتاً دریچه شیر را تامیزان دلخواه باز می نماید.

«شماتیکی از یک شیر برقی-پنوماتیکی» یکعدد شیر هوا نیز جهت هواگیری خط و جلوگیری از اختلال در کار دبی سنج بر روی خط نصب شده است.(شکل2) در این مرحله آب از یک ونتوری(شکل 3)عبور می کند که وظیفه آن ایجاد اختلاف فشار لازم برای استفاده در دبی سنج است.لازم به تذکر است که برای راه اندازی چنین دبی سنجهایی (دبی سنج های مغناطیسی) لازم است که لوله های رابط به کلی هواگیری شده و آنگاه دستگاه اندازه گیر را روی 4 میلی آمپر تنظیم نماییم آنگاه صفحه نشان دهنده میزان آب ورودی را روی صفر تنظیم نموده و آنگاه شیر ورود آب به تصفیه خانه را باز می کنیم در این صورت دبی سنج هنگام عبور آب عدد صحیح را نشان خواهد داد.

آب خروجی از لوله در ابتدا وارد حوضچه 600متر مکعبی تثبیت فشار می شود و سپس توسط یک لوله 1500c.cفولادی وارد حوضچه فلاش میکسر (اختلاط)می شود.

در این فاصله تزریق کلر و در صورت لزوم آب آهک به آب خام انجام می شود.سپس آب وارد حوضچه اختلاط می شود.در اینجا لازم به ذکر است که دبی آب خروجی از منبع 600متر مکعبی تثبیت فشار توسط یکعدد شیر دروازه ای کنترل می شود.(شکل 4) و اما خط لوله طرق به جهت خصوصیاتی که دارد احتیاج به حوضچه اولیه تثبیت فشار نداشته و بوسیله سیستم در نظر گرفته شده بر روی خط لوله ،کنترل دبی و فشار انجام می شود .این خط نیز در ابتدای ورود به تصفیه خانه دارای یک شیر برقی پنوماتیکی و یک ونتوری و سپس به شیر خانه ای که حاوی شیر شناور استوانه ای ،شیر هوا و شیر فشار شکن می باشد منتهی شده و آنگاه به حوضچه اختلاط با آب کارده رفته که همراه با آن به حوضچه اختلاط با کلرورفریک می ریزد.

توضیح: شیر انتهایی خط طرق در تصفیه خانه از نوع دیسک ولو است وآخرین شیر از نوع شناور استوانه ای می باشد.

2-حوضچه اختلاط Flash Mixing این حوضچه به حجم 5/22متر مکعب توسط بتن ساخته شده که در آن کلرورفریک ،پلی الکترولیت،آب آهک با آب جهت انعقاد مواد مخلوط می گردد.(شکل 5) این عمل توسط هم زنی که در آن تعبیه گردیده و با دوری حدودr.p.m120دارد صورت می گیرد،زمان اختلاط داروهای شیمیایی با آب خام در این حوض حدود 30ثانیه می باشد .از پلی الکترولیک هم جهت کاهش کلرورفریک به میزانهای مختلف استفاده می گردد.این ماده به عنوان کمک منعقد کننده مصرف می شود که اغلب در هوای سرد مورد استفاده قرار می گیرد و مقدار آن تابع کیفیت آب می باشد .لوله های بکار برده شده جهت انتقال مواد شیمیایی به این حوض از جنس P.V.Cبوده تا اثر خورندگی لوله ها توسط این مواد خنثی گردد.

توضیح: 1-کلرورفریک به عنوان منعقدکننده ی اصلی یا کووالانت بکار می رود و آب آهک به عنوان کمک منعقد کننده و پلی الکترولیت به عنوان فلوکولانت بکار می رود.در ضمن از این ماده فقط در فصول سرد استفاده نمی شود.

3-مرحله پالایش یا ته نشینی با بستر لجن Polstator پس از عبور از مرحله Flash mixing آب وارد پلساتورها می شود.اما با توجه به اینکه بتا به پارهای تعمیرات فعلاً از آب سد طرق بهره برداری نمی شود لذا تصفیه خانه با 60%ظرفیت کار می کند،بهمین علت فعلاً یکی از پلساتورها بصورت ذخیره بوده و در سرویس قرار ندارد.

مهمترین قسمتهای پلساتور عبارتند از: -اطلاق خلاء یا Vacume chamber -لوله های انتقال آب -پاروئکها -هپرها -شیرهای تخلیه لجن -کانالهای انتقال آب به صافی ها قبل از اینکه توضیحی در مورد قسمتهای فوق داده شود ،لازم است که علت اضافه کردن کلرورفریک(Fecl3)را به آب خام که در flash mixerانجام می شود شرح دهیم: مکانیزم عمل کلرورفریک(Fecl3)در آب به این طریق است که ابتدا در لحظات اول این ماده در آب هیدرولیز می کردد Fecl3+H2O_-------------Fe3++3Cl- و سپس مواد کلوئیدی که اکثراً دارای بار منفی هستند اطراف یونFe3+جذب می گردند.سطح جانبی Fe3+زیاد بوده بنابراین قادر است ذرات زیادی را جذب نماید.

که این ذرات فلوک نام دارند.

کلرورفریک دارای بار مثبت می باشد و دارای وزن سنگینتری می باشد .این عمل را در اصطلاح منعقد کردن ذرات معلق در آب گویند .فلوکهای ایجاد شده به علت سنگینی تمایل به ته نشین شدن دارند در نتیجه جذب ابر لجن معلق در آب که معمولاً پائینتر از هیبرها و در نزدیکی پاروئکها ایجاد می شود،می گردند.

اطاق خلاء یا Vacume chamber (شکل 6) هدفهای بکار گیری اطاق خلاء عبارت است از: -کمک به عمل ترکیب مواد و نتیجتاً تشکیل فلوک و ته نشین شدن آنها -باعث شناور ماندن ابر لجن می شود -سرریز شدن لجن اضافی به داخل هپرها را باعث می شود.

توسط یک فن قوی به قطر تقریبی 1متر هوای بالای سطح آب اطلاق خلاء ظرف مدت 45-20ثانیه مکیده شده و سبب بالا آمدن آب تا ارتفاعی حدود 60سانتی متر می شود .آنگاه در مدت 10-5ثانیه شیرهای هوا باز شده و ستون آب با ضربه پائین می رود.این عمل باعث می شود که آب با فشار نسبتاً زیادی از سوراخهای تعبیه شده در زیر لوله های آزبست سیمان به قطر 350میلیمتر که در کف پلساتور قرار گرفته اند به بیرون فوران نموده و فشار حاصل جهت معلق نگاه داشتن ابر لجن کفایت می کند.

لوله های انتقال آب این لوله ها وظیفه انتقال آب از اطاق خلاءبه کف پلساتور را به عهده دارند.این لوله ها از جنس آزبست سیمان بوده و به قطر 350m.mتحت زاویه 30درجه و با فواصل400m.mاز یکدیگر در راستای طول لوله قرار گرفته اند.

پاروئیکها: این صفحات از جنس آزبست سیمان بوده و فواصل بین لوله ها را مطابق شکل اشغال می کنند.وظیفه این صفحات جلوگیری از انتقال ضربه آب خارج شده از لوله ها