امكان‌سنجي حذف واحد اختلاط سريع در تصفيه‌خانه آب و تأثير آن در راندمان حذف كدورت

Feasibility removing of rapid mix unit from water treatment plant and its effect on the turbidity removal

هدف از فرآيند اختلاط سريع، خنثي‌سازي بار ذرات كلوئيدي در آب كدر مي‌باشد. با توجه به هزينه‌هاي لازم جهت ساخت حوضچه اختلاط سريع، بر آن شديم تا امكان حذف واحد اختلاط سريع را در تصفيه‌خانه‌ها مورد بررسي قرار دهيم. اين مطالعه تجربي بر روي آب‌هايي سنتتيك ساخته‌شده با پودر كائولينيت با كدورت‌هاي كم، متوسط و زياد انجام گرفت. ابتدا غلظت‌هاي بهينه و PH بهينه منعقدكننده پلي‌آلومينيوم كلرايد و پلي‌آلومينيوم كلرايد به‌همراه كيتوزان در كدورت‌هاي مختلف توسط آزمايش جار تعيين گرديد. سپس با حذف واحد اختلاط سريع، و انجام فرآيندهاي لخته‌سازي و ته‌نشيني نتايج حذف كدورت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در كدورت كم، متوسط و زياد، راندمان حذف كدورت به‌ترتيب 7/86، 8/95، 83/97 درصد به‌دست آمد. اما در كدورت‌هاي متوسط و زياد، درصد حذف كدورت در دو حالت (وجود و عدم‌وجود اختلاط تند) تقريبأ يكسان بوده و تفاوت معني‌داري نداشت. زماني‌كه كيتوزان توأم با پلي‌آلومينيوم كلرايد به‌كار برده شد، دركدورت‌هاي كم، متوسط و زياد به‌ترتيب 67/86، 73/95، 26/98 درصد بيشترين راندمان حذف كدورت به‌دست آمد. اين مطالعه نشان داد كه حذف واحد اختلاط سريع بر راندمان حذف كدورت در كدروت كم، تأثيرگذار بوده ولي در كدورت‌هاي متوسط و زياد تأثير زيادي ندارد. هم‌چنين با به‌كاربردن توأم منعقدكننده‌هاي پلي‌آلومينيوم كلرايد و كيتوزان، مي‌توان راندمان حذف كدورت در كدورت كم در شرايط بدون واحد اختلاط سريع را جبران نمود.

In the coagulation process, coagulants are injected into raw water at a rapid mixing unit. The purpose of rapid mixing is fast and uniform spreading of coagulants and to neutralize colloidal particles in raw water. Considering the cost of energy supply and the construction of a rapid mixing unit in the water treatment plant, we decided to investigate the possibility of removing the rapid mixing unit so that it can be used for treatment of turbid waters with different turbidities. This experimental study was conducted on turbid water with low, medium and high turbidities. Turbid waters were synthesized using kaolin powder. Initially, optimal concentrations and pH of polyaluminum chloride (PAC) and chitosan coagulants were determined by Jar test. Then, flocculation and sedimentation processes were performed on the turbid water without rapid mixing unit for getting the new optimal condition. Also, optimal pH, concentration of coagulants of polyaluminum chloride and chitosan coagulants and time of the mixing process were evaluated without rapid mixing unit. The results showed that in optimal conditions, the turbidity removal efficiency was obtained 86.7%, 95.8% and 97.83%, respectively. When the rapid mixing unit was emitted, the efficiency of turbidity removal in the low turbidity in compare with having rapid mixing unit was reduced from 5.26% to 21.73%. But, in medium and high turbidities, the percentage of turbidity removal in two states (presence and absence of rapid mixing unit) was almost the same and did not have a significant difference. The efficiency of turbidity removal were obtained 86.67%, 95.73% and 98.26% in low, medium and high turbidities, respectively, when it have used polyaluminum chloride in combined with chitosan.This study showed that the emitting of the rapid mixing unit on the efficiency of the removal of turbidity in the low turbidity is effective, but does not effect on the medium and high turbid water. Also, by using poly-aluminum chloride and chitosan coagulants, the efficiency of turbidity removal without a rapid mixing unit can be compensated.