سختی‌گیری‌ آب در روش آهک‌زنی سرد :

کاهش مشکلات سختی‌گیری‌ آب در روش آهک‌زنی سرد حفظ قابلیت اطمینان تصفیه‌خانه آب برای حمایت از فرآیندهای تولیدی و ساخت، از حساسیت بالایی برخوردار است هرچند سیستم‌های موجود در تصفیه‌‌خانه باعث ایجاد منافع مستقیم نمی‌شوند ولی تاخیر در سرمایه‌گذاری بر روی سیستم‌های تصفیه آب، باعث افزایش ریسک خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده خواهد شد.

نحوه عمل در تصفیه‌خانه‌ها بدین صورت است که عموماً‌آب را از یک منبع دریافت کرده و وارد کلاریفایر می‌کند تا جامدات معلق آن حذف شده و برای استفاده در برج خنک‌کن یا برای تصفیه‌های بعدی ارسال شود. تغییر در کیفیت آب خام ورودی نمی‌تواند تنها دلیل برای پایین بودن کیفیت آب خروجی از کلاریفایر باشد چون به احتمال زیاد کارآیی کلاریفایر دستخوش تغییر شده است. معمولترین روش برای زلالسازی ثقلی آبهای سخت، روش آهک‌زنی سرد است.

در این مقاله سعی بر آن است که چگونگی عملکرد این کلاریفایرها مشخص شده و مواد شیمیایی بکار رفته در آنها ذکر شود و روند مناسب تغذیه مواد شیمیایی بیان شده و بعداً‌پارامترهای طراحی ذکر شوند. بعلاوه سعی خواهد شد روش آهک زنی سرد تشریح شده و یک سری راهنمایی برای حفظ قابلیت اطمینان سیستم ارایه شود. نحوه عملکرد کلاریفایرها معمولاً‌کلاریفایرها در زمره اولین واحدهای تصفیه آب بشمار می‌روند.

اساساً‌ کلاریفایرهای ثقلی وظیفه حذف مواد معلق (نامحلول) مثل سیلیس و مواد آلی را بر عهده دارند تا در تجهیزات بعدی، وجود این مواد باعث گرفتگی نشود.

حذف جامدات معلق در یک فرآیند سه مرحله‌ای انجام می‌پذیرد:

الف) انعقاد:

باید متذکر شد که ذرات معلق،‌دارای بار منفی بر روی سطح خود هستند (بعنوان پتانسیل زتا شناخته می‌شود) و به دلیل وجود این بارها ذرات، یکدیگر را دفع می‌کنند. یک ماده شیمیایی معدنی یا آلی (منعقد کننده) که دارای مولکولهایی با بار مثبت باشد، قادر خواهد بود که اکثر بارهای منفی موجود در ذرات معلق را خنثی کرده و با اینکار اجازه دهد که ذرات به یکدیگر نزدیکتر شوند.

عملیات انعقاد نیازمند یک مرحله اختلاط سریع است که در قبل از کلاریفایر و یا در اولین بخش آن انجام خواهد پذیرفت.

ب) لخته‌سازی:

لخته‌سازی به معنی افزودن یک ماده شیمیایی (لخته‌ساز) است که باعث خواهد شد ذرات به یکدیگر چسبیده و لخته‌ها و ذرات بزرگتری را تشکیل دهند. این عملیات در دومین بخش کلاریفایر صورت می‌پذیرد و سرعت خطی آب در این بخش کمتر از بخش قبلی است. وظیفه ماده لخته‌ساز ایجاد پلی‌ بین ذرات بی‌بار شده است.

ج) ته‌نشینی:

افزایش اندازه ذرات و کاهش سرعت کلی آب موجب ته‌نشینی مواد در آخرین مرحله کلاریفایرها خواهد شد. مواد شیمیایی در کلاریفایرها نمکهای معدنی فلزی مانند آلوم،‌ سولفات فریک و کلریدفریک می‌توانند نقش منعقدکننده و لخته‌ساز را بازی کنند.

این مواد بسیار موثر بوده و از قیمت ارزانی برخوردار هستند. با این وجود این مواد باعث کاهش PH‌ آب تصفیه شده می‌شوند و حجم زیادی لجن تولید خواهند کرد که آبگیری از آنها مشکل است. بعلاوه حمل آهن یا آلومینیوم محلول ممکن است راهبری مناسب دستگاههای بعدی را با مشکل مواجه کند. مواد شیمیایی آلومینیومی منعقد‌کننده‌های خوبی هستند.

آلومینات سدیم بعنوان یک نمک معدنی فلزی و پلی‌آلومینیوم کلراید (PAC) بعنوان یک پلیمر آلی با گروههای آلومینیومی، نسبت به دیگر نمکهای فلزی لخته‌های کوچکتر و متراکم‌تری را تشکیل می‌دهند و ضمناً ‌PH آب خروجی را نیز کاهش نمی‌دهند.

نکته :

البته در سالهای اخیر بحثهایی در مورد ارتباط آلومینیوم و بیماری آلزایمر مطرح شده است. در ادامه نیز می‌توان به آهک بعنوان یک منعقد‌کننده معدنی اشاره داشت که ضمن حذف قسمتی از سختی آب،‌ ذرات معلق را نیز کاهش می‌دهد. باید یادآور شد که پلیمرهای آلی یا پل‌الکترولیتها نسبت به نمکهای فلزی از مزیت کاهش حجم لجن و بهبود شاخصهای آبگیری از لجن برخوردارند.

اساساً‌ پلیمرهای منعقدکننده بصورت محلولهای آبی هستند که دارای بارهای کاتیونی (مولکولهای با بار مثبت) هستند و در PHهای پایین کارآیی بهتری را از خود نشان می‌دهند. در اینجا از سه نوع پلیمر منعقدکننده نام برده می‌شود. – پلی (دی‌آلیل دی‌متیل آمونیوم کلرید (DADMAC)) یا پلی (دی‌متیل دی آلیل آمونیوم کلرید (DMDAAC)) که دارای وزن مولکولی ۰۰۰/۵۰۰- ۰۰۰/۲۵۰ واحد هستند. – پلی‌آمینهای کوارتزنایزد که دارای وزن مولکولی ۰۰۰/۵۰۰-۰۰۰/۱۰ واحد هستند. – پلی آمینها که وزن مولکولی آنها بین ۰۰۰/۰۰۰/۱- ۰۰۰/۱۰ واحد است. البته در کنار پلیمرهای منعقدکننده، پلیمرهای لخته‌ساز نیز وجود دارند که عموماً بصورت آنیونی (مولکولهایی با بار منفی) یا غیر آنیونی (مولکولهایی با بار منفی کم) هستند و برخلاف نمکهای فلزی،‌نسبت به PH حساس نیست.

باید توجه داشت که مواد لخته‌ساز باعث بوجود آمدن محلولهای دو فازی می‌شوند که تزریق آنها را نیازمند تجهیزات خاصی می‌سازد. یادآوری می‌شود که در بعضی از تصفیه‌خانه‌ها مواد لخته‌ساز بصورت مداوم تزریق می‌شوند و در بعضی دیگر هرچند وقت یکبار برحسب نیاز ابتکار صورت می‌پذیرد و بعضی تصفیه‌خانه‌ها نیز اساساً به این مواد نیازی ندارند.

مواد لخته‌ساز غالباً‌ باعث بهبود مشخصات آبگیری از لخته‌ها می‌شوند بخصوص در مواردی که ابتدائاً‌ از نمکهای فلزی استفاده شده باشد.

در ادامه دو نوع از این پلیمرهای لخته‌ساز ذکر می‌شوند:

– پلی‌اکریل آمیدهای هیدرولیز شده که آنیونی بوده و وزن مولکولی آنها بین ۰۰۰/۰۰۰/۲ – ۰۰۰/۰۰۰/۱ واحد است. – پلی‌اکریل آمیدهای غیرآنیونی که وزن مولکولی آنها بین ۰۰۰/۰۰۰/۲- ۰۰۰/۰۰۰/۱ واحد است. انتخاب پلیمر با وزن مولکولی و دانسیته بار الکتریکی مناسب و تعیین مقدار مورد نیاز و نحوه تزریق آن از مواردی است که باید در آزمایشات جار (Jar Test) مشخص شود. بعلاوه با تغییر کیفیت آب ورودی باید این آزمایشات مجدداً‌ انجام گیرد.

در بعضی از تصفیه‌خانه‌ها ممکن است نیاز باشد که این آزمایشات هرچهار ساعت یکبار انجام پذیرد. در بعضی از آبها که مقدار جامدات معلق آنها کم است،‌شاید نیاز به افزودن خاک رس یا لجن حاصل از تصفیه آب نیز احساس شود.

تزریق مواد شیمیایی همانطوری که بیان شد منعقد‌کننده‌ها بصورت محلولهایی آبی هستند و محل تزریق آنها بسته به نوع طراحی می‌تواند قبل از کلاریفایر و در خط ورودی آب خام و یا در منطقه اختلاط سریع کلاریفایر باشد.

بعضی از تصفیه‌خانه‌ها یک تانک به نام تانک روزانه وجود دارد که از آن برای رقیق‌سازی مواد منعقد‌کننده استفاده می‌شود وجهت تزریق نیز یک پمپ از نوع Positive Displacement تعبیه می‌شود.

رقیق‌سازی این مواد لخته‌ساز تا حد ۱-۵/۰ درصد وزنی و آماده‌سازی و پروراندن آنها (جهت حصول به یک زنجیره طویل) باعث حداکثرسازی کارآیی این مواد خواهد شد. بعضی از مواد لخته‌ساز بصورت پودر بوده و باید با آب مخلوط شده و اصطلاحاً پرورانده شوند. زمانیکه اینکار بنحو مناسبی انجام نپذیرد،‌ اصطلاحاً‌یک سری گلبولهای پلیمری نامحلول بنام (Fish Eyes) در تانک آماده‌سازی بوجود می‌آید.

نکته :

این موضوع باعث اتلاف مواد شده و ممکن است انسداد پمپهای تزریق را در پی داشته باشد. یک سیستم ایده‌آل جهت تزریق مواد پلیمری همانا یک تانک روزانه و یک پمپ جهت سیرکولاسیون دائمی محلول پلیمری است. باید توجه داشت که میکسرهای پدالی درون لوله‌ای،‌از موفقیت کمی در تصفیه‌خانه‌های آب برخوردار شده‌اند.

کنترل میزان تزریق مواد شیمیایی میزان تزریق مواد منعقده‌کننده متاثر از دبی و شرایط آب ورودی (درجه حرارت، PH،‌ میزان جامدات معلق و رنگ)‌است. به عنوان مثال در صورت کاهش دمای آب، فرآیند انعقاد کند می‌‌شود و افزایش میزان ماده منعقدکننده ممکن است پاسخ مناسبی برای تغییر کدورت آب ناشی از تغییر دما نباشد چون در آن صورت حجم و زمان واکنش کافی، برای این موضوع وجود نخواهد داشت.

بهره‌برداران تصفیه‌خانه از جارتست برای تعیین میزان ماده منعقدکننده استفاده می‌کنند. عموماً‌سازنده کلاریفایر باید روند این تست را بگونه‌ای ارایه کند که بتوان به کمک جارتست، زمان و سرعت اختلاط در بخشهای اختلاط سریع و آرام را مدلسازی کرد.

در این آزمایش هر نمونه از آب ورودی،‌مقادیر متفاوتی از ماده منعقدکننده را دریافت داشته و بین ۲-۱ دقیقه در حالت اختلاط سریع به سر برده و سپس مقادیر استاندارد از ماده لخته‌ساز را نیز اضافه کرده و اجازه می‌دهیم اختلاط آرام بین ۵-۳ دقیقه انجام شود.

در ادامه به این نمونه‌ها بین ۱۵-۵ دقیقه زمان جهت ته‌نشینی داده و از آب زلال شده قسمت فوقانی (نزدیک سطح آب) نمونه‌برداری کرده و کدورت آن را اندازه‌گیری می‌کنند.

تعیین کدورت به معنی اندازه‌گیری مقدار نور عبور کرده از یک نمونه است که به غلظت جامدات معلق آن ربط دارد. در بعضی از تصفیه‌خانه‌ها از روش اندازه‌گیری چشمی استفاده می‌کنند ولی اکثر تصفیه‌خانه‌ها دارای یک دستگاه کدورت‌سنج رومیزی هستند.

نکته :

لخته‌های سوزنی شکل همانند برق در درون مخزن کلاریفایر هستند و از یک سری ذرات لخته‌ای بسیار کوچک تشیکل شده‌اند و با بهینه‌سازی مقدار مواد شیمیایی تزریق شده و راهبری مناسب کلاریفایر می‌توان بر این مشکل فائق آمد. البته گاهی با وجود این لخته‌های سوزنی، کدورت آب خروجی در حد قابل قبول است.

در یک چنین شرایطی بهتر است برنامه تصفیه شیمیایی آب را تغییر داد. برحسب نوع کاربرد،‌مقدار بهینه مواد شیمیایی تزریقی هنگامی حاصل می‌شود که کمترین کدورت یا رنگ وجود داشته باشد.

البته مقدار واقعی مواد شیمیایی در کلاریفایر معمولاً اندکی با نتایج جارتست تفاوت دارد و از این رو باید بهره‌برداران کلاریفایر درک صحیحی از نتایج جارتست و کارآیی کلاریفایر خود داشته باشند تا بتوانند این موارد را اصلاح کنند. در مورد آزمایشات جارتست، بعضی از تصفیه‌خانه‌ها بطور روزانه اینکار را انجام می‌دهند تا در مورد میزان تزریق مواد منعقد‌کننده اطمینان حاصل کنند. بعضی از تصفیه‌خانه‌ها نیز فقط هنگام تغییر شرایط آب ورودی و یا هنگام زیاد بودن کدورت این آب،‌ اقدام به جارتست می‌کنند.

طراحی کلاریفایر کلاریفایرها ثقلی معمولاً‌زمانی دارای بهترین کارکرد هستند که دبی ثابتی داشته باشند چون تغییرات شدید دبی باعث پدیده حمل جامدات در جریان خروجی خواهد شد. زمانی که میزان آب مورد نیاز متغیر باشد می‌توان از یک تانک ذخیره برای آب زلال شده استفاده کرد تا بدون ایجاد تغییرات شدید در کلاریفایر بتوان این نیاز را پاسخ گفت.

مشخصه‌ها و پارامترهای زیر از عوامل تعیین‌کننده در راهبری موفق یک کلاریفایر ثقلی به شمار می‌روند:

۱- سرعت سرریز سطحی: این پارامتر از تقسیم دبی آب ورودی به کلاریفایر بر سطح مقطع آن بدست می‌آید. بیشتر کلاریفایرهای ثقلی در محدوده gal/min/ft225/1- 75/0 L/min/m2) 44/0- 26/0) دارای بهترین عملکرد هستند. معمولاً لخته‌های بزرگ و متراکم نسبت به لخته‌های کوچک می‌توانند سرعتهای سرریز بالاتری را تحمل کنند.

۲- سرعت اختلاط: سرعت اختلاط سریع در ناحیه اختلاط سریع متاثر از برنامه تزریق مواد شیمیایی و طبیعت لخته‌ها است. در بعضی از کلاریفایرها، پلیمرها نیازمند اختلاط در خارج از کلاریفایر هستند تا بتوانند به کارآیی بهینه خود دست یابند و بتوان آنها را در قسمت ورودی جریان تزریق کرد. البته با تنظیم سرعت اختلاط در ناحیه اختلاط آرام می‌توان امکان ته‌نشینی موثر لخته‌ها را فراهم آورده و آب زلال‌تری را خارج کرد.

۳- سرعت لجن روب: لجن روب در کف کلاریفایر قرار داشته و لجن را به سمت کانال خروجی هدایت کرده و ارتفاع بستر لجن را کنترل می‌کند. مناسب نبودن سرعت لجن روب باعث اشکال در ته‌نشینی می‌شود بدین معنی که زیاد بودن سرعت لجن روب اغتشاش در بستر لجن شده و کم‌بودن بیش از حد این سرعت نیز باعث تلنبار شدن لجنهای جدید بر روی لجنهای قدیمی می‌شود.

۴- ارتفاع بستر لجن: بستر لجن بعنوان فیلتری برای لخته‌ها، نقش بسیار مهمی را برای بهبود کیفیت آب خروجی بر عهده دارد. انتخاب بهینه ارتفاع (یا عمق) بستر، پارامتر بسیار مهمی برای کلاریفایرهای لجن تماسی به شمار می‌رود و این ارتفاع به نوعی طراحی‌ هر کلاریفایر، برنامه تزریق مواد شیمیایی و شرایط بهره‌برداری بستگی دارد. جهت کنترل عمق بستر باید لجن را بصورت دستی یا اتوماتیک تخلیه کرد.

۵- میزان جامدات: حجم جامدات قابل ته‌نشینی در ناحیه اختلاط سریع یکی دیگر از پارامترهای مهم است. اساساً‌سه نوع کلاریفایر وجود دارد که با نامهای کلاریفایرهای ته‌نشینی، ته‌نشین‌سازهای دارای صفحات مورب و کلاریفایرهای لجن تماسی از آنها نام برده می‌شود.

نکته :

کلاریفایرهای ته‌نشینی با تکیه بر واکنشهای شیمیایی و زمانهای دقیق اقامت در هر مرحله،‌امکان انعقاد و لخته‌سازی را فراهم می‌آورند تا لخته‌های بزرگ را شکل دهند. این نوع کلاریفایرها در مقابل دو نوع دیگر،‌بزرگتر بوده و به فضای بیشتری نیاز دارند. ته‌نشین‌‌سازهای دارای صفحات مورب کلاریفایرهای بسیار کوچکی هستند که در فضای بین دو صفحه مورب،‌امکان ته‌نشینی را فراهم ساخته‌اند. این نوع کلاریفایرها نسبت به دو نوع دیگر دارای کمترین مساحت اشغالی هستند.

روش سختی‌گیری با آهک معمولاً در کلاریفایرهای ثقلی لجن تماسی انجام می‌شود تا واکنشهای مربوط به نرم کردن آب بصورت بهینه انجام شود. در کلاریفایرهای لجن تماسی مراحل اختلاط، انعقاد و ته‌نشینی در یک دستگاه انجام می‌گیرد و از جامدات با غلظت بالا جهت ایجاد یک بستر یا یک محفظه (پتوی)‌لجن استفاده می‌شود. این کلاریفایرها نسبت به دیگر انواع کلاریفایر، نیازمند مواد شیمیایی کمتری بوده و کیفیت آب خروجی از آن نیز بالاتر است (کمترین کدورت را دارد).

برای کلاریفایرهای لجن تماسی دو نوع طراحی وجود دارد که به یکی از آنها کلاریفایر لجن برگشتی (Sludge Recrirculation) و دیگری کلاریفایر پتوی لجن (Sludge Blanket) گفته می‌شود. در هر یک از این طراحیها زمان واکنش یا تماس به حداکثر رسیده است تا مواد جامد به یکدیگر چسبیده و بزرگتر شوند و در نتیجه ته‌نشینی آنها راحت‌تر انجام گیرد.

در کلاریفایرهای پتوی لجن آب خام وادار می‌شود تا از درون لایه‌ای از لجن عبور کند تا عملیات تشکیل لخته‌های بزرگ به نحو موثرتری انجام پذیرد. در یک کلاریفایر پتوی لجن، تمامی لجن بصورت یک بستر سیال شده است.

قابل ذکر است که در کلاریفایر لجن برگشتی سعی می‌شود تا عملیات تشکیل لخته‌های بزرگ از طریق در تماس قرار دادن آب خام ورودی با لجن بازچرخش (فرآیند دانه‌دار کردن)‌در ناحیه اختلاط سریع انجام پذیرد.

نکته :

کلاریفایر لجن تماسی یک گزینه مناسب برای فرآیندهایی است که در آنها لخته‌های سنگین تشکیل می‌شود که به عنوان مثال می‌توان به فرآیند آهک‌زنی سرد اشاره داشت. اپراتورها باید با دقت بین دبی تخلیه لجن و غلظت جامدات آب ورودی به کلاریفایر موازنه ایجاد کنند تا ارتفاع یا حجم بستر لجن در یک محدوده معقول حفظ شود.

زمانی که غلظت جامدات معلق (یا کدورت) آب خام ورودی افزایش یافت، اپراتورها باید میزان تخلیه یا بلودان لجن را افزایش دهند. زمان اقامت در این کلاریفایرها بین یک تا دو ساعت است و از این لحاظ دارای زمان اقامت کمتری نسبت به دیگر کلاریفایرها است.

محل تزریق مواد منعقد‌کننده نوعاً‌ قبل از کلاریفایر است تا زمان کافی برای واکنش پدید آید. تماس زیاد لجن با لخته‌هایی که به تازگی شکل گرفته‌اند،‌ سبب خواهد شد که نیاز به دوره طولانی برای اختلاط سریع کاهش یابد.

وجود هرگونه اشکال در هر یک از این مراحل باعث اختلال در ارتفاع یا حجم لجن خواهد شد و از این رو اگر در دوره‌ای از زمانها کدورت آب ورودی بسیار کم باشد، می‌توان از لجن تولید شده در کلاریفایرهای دیگر استفاده کرده و کارآیی کلاریفایر را حفظ کرد.

البته کلاریفایر لجن برگشتی دارای آرایش منحصر به فردی است که در آن از ماسه‌های بسیار ریز جهت تشکیل لخته استفاده می‌شود که باعث تسریع ته‌نشینی نیز می‌شود.

این واحدها قادرند نسبت به کلاریفایرهای مرسوم لجن برگشتی در یک مساحت کمتر، دبی بیشتری از آب را در زمان ماند کمتری تصفیه کنند. نحوه عملکرد سختی‌گیری با آهک‌زنی سرد در اکثر آبهای خام،‌قلیائیت بصورت بی‌کربنات (HCO3)- و دی‌اکسید‌کربن (CO2) است.

در روش آهک‌زنی سرد از آهک CO2) یا Ca(OH)2) و یا آهک به همراه آلومینات سدیم (Na2Al2O4) و یا (Na2CO3) استفاده می‌شود تا سختی از طریق ترسیب و نیز جامدات معلق از طریق انعقاد و لخته‌سازی حذف شوند.

نکته :

افزودن آهک باعث می‌شود غلظت کلسیم به مقداری فراتر از محدوده حلالیت بالغ شود که ترسیب کربنات کلسیم را در پی دارد و این بدان معنی است که این ترکیب دارای کمترین حلالیت بوده و از سوی دیگر معمولترین ترکیب کلسیم در آبهای طبیعی است.

با افزودن دیگر مواد شیمیایی، اپراتورهای تصفیه‌خانه می‌توانند ترکیبات آلی و روغن را حذف کنند. همانطوری که در معادلات ۱ تا ۳ می‌توان دید، زمانی‌که آهک (Ca(OH)2) به آب اضافه می‌شود، به یونهای Ca2+ و OH- تجزیه می‌شود. در ادامه یک واکنش دو مرحله‌ای اتفاق می‌افتد یعنی بی‌کربنات کلسیم (Ca(HCO)2) و کربنات کلسیم (Ca(CO3)2) تشکیل می‌شود.

محلول این واکنش کربنات کلسیم است که در مقایسه با آهک بسیار نامحلول بوده و در نتیجه ترسیب می‌شود که با اینکار غلظت کلسیم موجود در آب کاهش می‌یابد. به فرآیند آهک‌زنی سرد، فرآیند سختی‌گیری جزیی نیز اطلاق می‌شود چون حداقل غلظت سختی کلسیم در جریان خروجی حدود mg/l35 (برحسب (CaCO3 است. کاهش غلظت سیلیس و منیزیم نیازمند افزودن Na2Al2O4 است تا با اینکار سختی منیزیمی کاهش یافته و لخته‌هایی برای جذب سیلیس ایجاد شود.

برای کاهش غلظت سیلیس و سختی کلسیم غیرکربناتی نیاز به افزودن سودااش (Na2CO3) است:

این فرآیند باعث حذف سختیهای کلسیم غیرکربناتی مثل سولفات کلسیم یا کلرید کلسیم شده و حدود ۲۰ درصد سیلیس موجود در آب ورودی را نیز حذف می‌کند. برای حذف سختیهای باقیمانده در آب زلال شده، از فرآیندهای دیگری مثل تبادل یونی و اسمز معکوس استفاده می‌شود تا آب با مشخصات مورد نیاز بدست آید.

عموماً غلظت منیزیم نیز تا ۱۰ درصد غلظت اولیه کاهش می‌یابد. با افزودن آهک به مقدار اضافی می‌توان غلظتهای بیشتری از منیزیم را حذف کرد. در کلاریفایرهای سختی‌گیری با آهک،‌کمترین سختی کلسیم در آب خروجی mg/l20 (برحسب (CaCO3) است.

باید بخاطر داشت که هنگامی که قلیائیت آب ورودی بیشتر از سختی کل است، استفاده از سودااش تاثیری در حذف سختی ندارد. ادامه واکنشهای مربوط به ترسیب کربنات کلسیم (در خطوط انتقال بعد از کلاریفایر)‌ باعث تجمع رسوبات شده و می‌تواند قطر این خطوط انتقال را به نحوی کاهش دهد که دستگاههای بعد از کلاریفایر به دلیل کاهش حجم آب مجبور شوند در زیر مقادیر طراحی فعالیت کنند.

برای رفع این مشکل بعضی از تصفیه‌خانه‌ها اسید رقیق را به جریان خروجی تزریق می‌کنند تا رسوبات ته‌نشین شده کربنات کلسیم را حل کرده و از تشکیل رسوب در خطوط انتقال جلوگیری کنند. حفظ قابلیت اطمینان در کلاریفایر ثقلی اپراتورها وظیفه دارند مجموعه کلاریفایر را بصورت فیزیکی مورد بازرسی قرار داده و هرگونه خوردگی یا تخریبی را گزارش کنند .

قسمتهای اساسی برای این بازرسی عبارتند از:

– سرریزها – ناودان‌ها – توری‌ها و ناودانی‌های آب زلال شده – موتورهای محرک همزن‌ها و لجن‌ روب قابل ذکر است که لجن‌روب در کف کلاریفایر قرار داشته و قابل رویت نیست چون اطراف آن را معمولاً لایه لجنی اشغال کرده است.

خراب بودن لجن روب یکی از مشکلات بسیار مرسوم در کلاریفایرها است و باعث می‌شود که لجن برای چندین‌هفته تلنبار شود و با افزایش میزان تخلیه لجن نیز نتوان بر این مشکل فائق آمد.

فشرده شدن این لجن در کف کلاریفایر باعث کاهش حجم عملیاتی کلاریفایر شده و احتمالاً‌ باعث افزایش شدید کدورت در آب خروجی خواهد شد و بهره‌برداران کلاریفایر را مجبور به عملیات تعمیرات کرده و نهایتاً باید این لجن بصورت مکانیکی جدا شده و خارج شود. افزایش عمق بستر لجن فقط یکی از نشانه‌های خرابی لجن روب است. نشانه دیگر آن همانا تغییر در جریان برق موتور مربوط به لجن‌روب است بدین معنی که اگر جریان برق کشیده شده توسط موتور زیاد باشد نشان‌دهنده آن است که یا لجن بیش از حد فشرده شده است و یا موتور خراب شده است.

در حالی که اگر این جریان برق کمتر از حالت متعارف باشد نیز نشان‌دهنده کاهش بار لجن روب به دلیل خرابی آن است. بروز نواحی گل‌آلود کوچک یا مناطقی با غلظت موضعی لجن در کلاریفایرها ممکن است نشانه‌ای از وجود خوردگی‌های شدید موضعی و یا تخریب سازه‌ای خطوط تزریق مواد شیمیایی یا بافلها (موانع) ‌باشد. معمولاً بیان می‌شود که هر پنج‌سال یکبار باید بازرسان، کلاریفایر را خالی کرده و تمامی اجزای آن را بازرسی کنند بخصوص خطوط تزریق مواد شیمیایی، دیواره‌های تقسیم‌کننده و خطوط تخلیه لجن و انتقال آب از اهمیت بالایی برخوردارند.

پارامترهای اصلی جهت پایش کلاریفایرها

الف)کدورت آب خروجی:

این یکی از پارامترهای اساسی در بررسی کارآیی کلاریفایرها است. جهت حداکثرسازی کیفیت آب خروجی می‌توان از یک کدورت‌سنج مداوم (on-line) استفاده کرد. با این وجود با اندازه‌گیری کدورت نمی‌توان در مورد حضور لخته‌های سوزنی اظهار نظر کرد. کدورت سنجهای مداوم جهت راهبری قابل اعتماد،‌نیازمند بازرسی هفتگی هستند.

البته با مشاهده چشمی شفافیت و رنگ آب موجود در کلاریفایر،‌ می‌توان به اطلاعات بیشتری در مورد عملیات تصفیه آب دست یافت. در اکثر تصفیه‌خانه‌ها پس از کلاریفایر از فیلترهای تحت فشار استفاده می‌شود تا بر تغییرات عملیاتی رخ داده فائق ایند. با این وجود این فیلترها فقط می‌توانند تغییرات کوچک در کدورت آب را برطرف کنند.

ب)سختی‌ آب خروجی:

یک پارامتر معمولی برای تمامی کلاریفایرها است. در بضعی از دستگاههای سختی‌گیری با آهک، سیستم اندازه‌گیری مداوم سختی تعبیه شده است تا سختی آب خروجی از کلاریفایر اندازه گرفته شود.

ج)میزان تزریق مواد شیمیایی:

با تغییر کمیت و کیفیت آب ورودی باید میزان این تزریق‌ها نیز تغییر کند. اکثر سیستم‌های تزریق مجهز به کنترلر هستند تا با تغییر دبی آب ورودی،‌میزان تزریق را نیز عوض کنند ولی فقط تعداد کمی از آنها هنگام تغییر کیفیت آب نیز میزان تزریق را تغییر می‌دهند. روش استاندارد غیراتوماتیک جهت پاسخ‌دهی به هر گونه تغییر در کیفیت آب ورودی،‌جارتست است. با بکارگیری دستگاه Streaming Current Detector (SCD) می‌توان هنگام بروز تغییرات در کیفیت آب ورودی،‌میزان تزریق را نیز عوض کرد.

البته در مورد بعضی از آبها شاید نتوان از این دستگاهها بهره جست چون برای استفاده موفق از این دستگاه باید یک ارزیابی تجربی از نوع و غلظت آلاینده‌های آب وجود داشته باشد. ضمناً کار کردن با این دستگاه نیز به دانش و مهارت زیادی نیاز دارد. البته لازم به ذکر نیست که استفاده از سیستم‌های مداوم اندازه‌گیری (on-line) و سیستم‌های کنترل اتوماتیک باعث به حداقل‌ رساندن «آزمون و خطا» هنگام کنترل کارآیی سیستم خواهد شد.

در همین ارتباط باید گفت که تجربه اپراتورها هنوز یک جزء مهم از سیستم بهینه‌سازی به حساب می‌آید. ثبت و ضبط مقادیر تزریق مواد شیمیایی، دمای آب ورودی، دبی آب خام و کدورت آب ورودی و خروجی راهکار مهمی برای انجام هرگونه تعدیل به هنگام بروز تغییر در کیفیت آب خام است.

د)پارامترهای دیگر:

اگر در تصفیه‌خانه گاز کلر یا ترکیبات کلردار نیز تزریق می‌شوند می‌توان کلر آزاد در آب خروجی از کلاریفایر را نیز مورد سنجش قرار داد تا واحدهای بعدی (مثل تبادل یونی و اسمز معکوس) را از بروز هرگونه مشکل در این ارتباط بازداشت. در بعضی از تصفیه‌خانه‌ها پارامترهای PH و رنگ نیز پایش می‌شوند.

راهبری دستگاه آهک‌زنی سرد با وجود تمامی این مسائل توصیه می‌شود که پرسنل تصفیه‌خانه از دستورالعملهای سازندگان دستگاهها استفاده کنند و در صورت عدم وجود این دستورالعملها می‌توانند از دستورات ذکر شده و نیز راهنمایی‌های مندرج در جداول ۱ تا ۳ استفاده کنند. سیستم‌های آهک‌زنی سرد شدیداً نسبت به تغییر شرایط حساس هستند یعنی هرگونه تغییرات شدید در کمیت یا کیفیت آب ورودی و نیز تغییر در تزریق مواد شیمیایی می‌تواند باعث بهم‌ریختن شرایط عملیاتی شود.

حفظ عمق مناسب بستر لجن برای راهبری مناسب از اهمیت بسزایی برخوردار است چون ایجاد مجدد این بستر نیازمند چندین ساعت و حتی چندین روز زمان خواهد بود. در جدول ۴ تعدادی از مشکلات، علتها و راههای برطرف ساختن آنها ذکر شده است. البته اگر این راه‌حلها مفید فایده واقع نشد می‌توان از کمک شرکتهای تامین‌کننده افزودنیهای پلیمری استفاده کرد تا آزمایشاتی را بر روی آب شما انجام دهد و شما نیز بعنوان بهره‌بردار می‌توانید کماکان خرابی قطعات مکانیکی و برق را مورد بررسی قرار دهید