مخزن ذخیره چیست؟
مخزن، منبعی برای نگهداری انواع سیالات است. تنوع بالای مخازن پلیمری باعث شده است که کاربرد آن‌ها افزایش یابد. مخازن اشکال ثابتی ندارند و در اشکال مختلف هندسی طراحی می‌شود. محیط مخزن با توجه به مواد و سیالات داخل آن خازن پلیمری به انواع پلی اتیلن، فایبرگلاس، سپتیک تانک‌ها و در دسته‌بندی دیگر به انواع تک لایه، دو لایه، سه لایه و غیره تقسیم‌بندی می‌شوند.
مخازن ذخیره‌سازی صنعتی
مخزن ذخیره‌سازی سیالات به‌گونه‌ای طراحی شده است که برای نگهداری گازهای فشرده و مایعات استفاده شوند. مخازن ذخیره‌سازی از متریالی ساخته شده‌اند که قادر به تأمین نیازهای موجود در ذخیره مایعات و گازهای مختلف هستند. متداول‌ترین مواد برای ساخت مخازن ذخیره‌سازی، بتن و فولاد است. با این حال، محبوبیت پلی اتیلن، ترموپلاستیک و پلاستیک تقویت‌شده با شیشه (فایبرگلاس) نیز در حال افزایش است. این مواد مقاومت شیمیایی بالاتر و هزینه ساخت کمتری دارند، خصوصاً برای ذخیره مواد شیمیایی خاص این موارد گزینه‌های بهینه‌تری هستند.
مخزن تصفیه آب صنعتی
مخزن آب صنعتی به‌طور معمول برای کاربردهای مختلف با سیستم‌های ساده و پیچیده، مؤثر و کم‌هزینه برای رفع نیازهای مختلف تصفیه و جداسازی آب مورداستفاده قرار می‌گیرد. تصفیه آب صنعتی در صنایع مختلف موردنیاز است زیرا در صورت استفاده از آب ناخالص در فرایند تولید، مواد موجود در آب می‌توانند بر کیفیت محصول تأثیر منفی بگذارند و اگر از آب در فرایندهای تولید استفاده شود، ناخالصی‌ها می‌توانند به‌طور مستقیم بر کیفیت محصول تأثیر بگذارند.
کاربرد مخزن تصفیه آب
دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس از فیلتر ممبران استفاده می‌کند. این فیلتر بافتی دارد که فقط به ذرات کوچکتر از ۰.۰۰۰۱ میکرون اجازه عبور می‌دهد. در نهایت آب تصفیه شده به‌صورت جریانی بسیار ضعیف و کم از ممبران خارج می‌شود.
انواع مخازن تصفیه آب و فاضلاب
مخازن در تصفیه آب و فاضلاب بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرند. از این رو دارای تنوع زیادی هستند از جمله:
مخزن پلی اتیلن:
پلی اتیلن که به اختصار PE نیز نامیده می‌شود ماده‌ای شیمیایی است که از برقراری پیوند بین مولکول‌های گاز اتیلن که اصطلاحاً به آن پلیمریزاسیون می‌گویند به دست می‌آید. مخازن پلی اتیلن تانکرهایی از جنس پلی اتیلن هستند که به‌صورت تک لایه تا چند لایه ساخته می‌شوند. از این ماده پلیمری برای ساخت غشاها، پلاستیک، ظروف یکبار مصرف و .. استفاده می‌کنند. از آن‌جایی که این ماده در برابر خوردگی مقاوم است در بسیاری از صنایع مختلف استفاده می‌شود. به‌طور کلی می‌توانیم مقاومت دمایی این دسته از مخازن را برابر با ۱۱۰ درجه سلسیوس بیان کنیم. بالاتر از این میزان را نمی‌توانند تحمل کنند. از سوی دیگر این مخزن‌ها برای هیدروکن‌های هالوژنه مناسب نیستند.
مخزن پلی اتیلن در نگهداری و ذخیره مایعات با کاربردهای شیمیایی، غذایی و دارویی، استفاده در کشاورزی برای نگهداری غلات و یا حمل‌ونقل مایعات کاربرد دارد.
مخزن GRP:
این نمونه از مخزن‌ها در برابر خوردگی‌های آب و هوا بسیار مقاومند. مواد GRP که برای ساخت این دسته از مخزن‌ها استفاده می‌شود، بهترین مواد به‌شمار می‌روند. این نوع از مخزن‌ها در برابر گرما و سرما مقاوم و نیازی به پوشش گالوانیزه ندارند. بر خلاف مخزن‌های فولادی که در برابر اکسایش به پوشش نیاز دارند این نوع از مخازن در برابر مواد شیمیایی و پساب‌ها نیز مقاوم هستند و در نتیجه از آن‌ها در صنایع دیگر نیز استفاده می‌شود.
مخزن استیل :
از جمله نمونه‌های اولیه مخزن‌ها باید به مخازن استیل اشاره کنیم. که از جنس فولاد ضدزنگ هستند. این فولاد را با یک لایه رنگ گالوانیزه می‌پوشانند، تا دچار خوردگی نشود. استفاده از آن‌ها برای مصارف مختلف مناسب است، زیرا از مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردار هستند و استحکام بدنه بالایی نیز دارند. البته به دلیل جنس خاصی که این سری از مخازن دارند، نسبت به نمونه‌های فولادی قیمت بالاتری دارند. به‌همین دلیل استفاده از آن‌ها چندان مقرون‌به‌صرفه نیست.
مخازن پلی پروپیلن:
پلی پروپن یا همان پلی پروپیلن یک نمونه از مخزن به شمار می‌رود که نوعی پلیمر ترموپلاستیک است. این مخزن‌ها از مونومرهای پروپیلن ساخته می‌شوند. این ماده جامد دارای ساختار نیمه‌بلوری و از پلی اتیلن مقاوم‌تر است.
مقاومت دمایی این نمونه از مخزن‌ها حتی از پلی اتیلن نیز بیشتر است. از این رو مخازن پلی پروپیلن برای محیط‌هایی که دمای بالا دارند مناسب است.
سپتیک تانک:
این نمونه از مخزن‌ها در واقع مخازن زیرزمینی به‌شمار می‌روند و از جنس فایبرگلاس، بتن و پلاستیک هستند. می‌توان از آن‌ها برای سیستم فاضلاب استفاده کرد. تا از طریق تصفیه مکانیکی پساب‌ها، جلوی ورود ذرات بزرگ پساب به لوله‌های فاضلاب گرفته شود. این عمل منجر می‌شود تا از گرفتگی لوله فاضلاب جلوگیری به‌عمل آید. سپتیک تانک‌ها از جمله مخازنی به‌شمار می‌روند که در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد دارند. علاوه بر آن می‌توان با تنظیم کردن میزان هوا، به تصفیه بی‌هوازی کمک کرد. از این نمونه مخازن بیشتر برای محل‌هایی که نمی‌توان تصفیه آب را به‌صورت حرفه‌ای انجام داد استفاده می‌کنند. استفاده از سپتیک تانک‌ها برای تصفیه آب مهم است، اما اگر از جنس مناسب برای آن‌ها استفاده نشود، ممکن است آب‌های زیرزمینی را آلوده کنند. پس از آن نیز غلظت در آب فاضلاب باقی می‌ماند و توسط کامیون‌های خلأ، تخلیه می‌شود.
مخازن نگهداری مواد شیمیایی:
این مخزن‌ها برای ذخیره‌سازی مواد شیمیایی استفاده می‌شوند. در تصفیه پساب و آب از مواد شیمیایی بسیاری مانند کلر، مشتقات آهن استفاده می‌شود. استفاده از مخازن نگهداری مواد شیمیایی می‌تواند این مواد را در برابر خوردگی حفظ کند. مثلاً لازم است برای مواد آتش‌زا از مخزن‌های حرارتی و عایق نور استفاده شود. یا در زمان استفاده از مخزن برای اسیدها، باید جنس مناسب را انتخاب کرد. مواد سمی نیز به همین نحو نیاز به مراقبت دارند. تا بدنه مخزن در برابر فشار بخار و فشار بدنه دچار نشتی نشود. مواد شیمیایی در صنایع تصفیه فاضلاب و آب، در یک دبی مشخص، به داخل آب افزوده می‌شوند. به‌همین دلیل باید یکی از مهمترین امکانات مخازن مواد شیمیایی، پمپ مواد شیمیایی است. این پمپ در زمان مناسب، میزان مشخصی از مواد شیمیایی را به آب تزریق می‌کند.
مخازن اسید:
این مخزن‌ها را با دانسیته بالا از پلی اتیلن، کربن استیل، کامپوزیت مسلح شده پلیمری و پلی اتیلن کراس لینک شده می‌سازند. یکی از مهمترین فاکتورهای مخازن اسید، مقاومت آن در برابر خوردگی است. این نوع مخزن‌ها باید در برابر نور مقاوم باشند تا نور از آن‌ها عبور نکند. از آن‌جایی که اسیدها خورنده هستند و وزن بالایی دارند و به بدن فشار وارد می‌کنند، ممکن است خطرناک باشند. پس باید از مخزن‌هایی در این محیط‌ها استفاده شود که از مقاومت بالایی برخوردار هستند.
انواع محصولات کاربردی در سیستم مخازن
لوله‌های فلزی
سال‌های زیادی است که مردم از این نمونه لوله‌ها استفاده می‌کنند. احتمال این مسئله وجود دارد که لوله‌های فلزی اولین لوله‌هایی بوده‌اند که کشاورزان برای انتقال آب به مزارع خود از آن‌ها استفاده کرده‌اند. ابتدا لوله‌های خشتی، پس از آن بامبو و سرب مورداستفاده قرار گرفتند. پس از آن به‌مرور زمان لوله‌های فلزی با پیشرفت علم تولید و مورد استفاده قرار گرفتند. بر روی این فولاد یک لایه ضدزنگ استفاده می‌شود که از خوردگی آن در برابر آب و هوا جلوگیری می‌کند. از لوله‌های فلزی برای انتقال گاز، آب و محافظت از سیم‌ها در زیر زمین استفاده می‌کنند.
لوله‌های پلی اتیلن
لوله‌هایی انعطاف‌پذیر که از جنس پلیمر ساخته می‌شوند. این لوله‌ها را می‌توان برای انتقال گازها، مایعات و سیالات مورد استفاده قرار داد. می‌توان این لوله‌ها را بهترین جایگزین لوله‌های فولادی به‌شمار آورد. زیرا لوله‌های فولادی هزینه بالاتری دارند و هم‌چنین ممکن است دچار نشتی و ترک‌خوردگی شوند. لوله‌های پلی اتیلن مقاومت بالایی دارند و در برابر ذرات و مایعات از نفوذپذیری مناسبی برخوردارند. این لوله‌ها با پلی اتیلن درجه خوراکی تولید می‌شوند، بنابراین حتی اگر یک درصد احتمال خوردگی آن وجود داشته باشد و وارد آب شود، هیچ خطری ندارد. این لوله‌ها در برابر خوردگی و PH آب مقاومند و وزن کمی نیز دارند. از این رو نسبت به دیگر لوله‌های مورداستفاده در مخازن مقرون‌به‌صرفه‌ترند. زمانی که از این لوله‌ها در زیر زمین استفاده می‌شود، می‌توان بدون نگرانی اقدام به حفاری زمین نمود. زیرا این لوله‌ها انعطاف بالایی دارند و دچار ترک‌خوردگی نمی‌شوند.
اتصالات پلی اتیلن
این اتصالات از طریق سوکت، الکتروفیوژن و اکستروژن انجام می‌شود. در این روش اتصال هر دو طرف لوله را گرم و بهم وصل می‌کنند که اتصالی همگن است. برای این کار باید کل سیستم از جنس پلی اتیلن باشد و جوش دادن لوله‌ها در نظر گرفته شده باشد. اتصالات مختلفی برای لوله‌های پلی اتیلن مخازن استفاده می‌شود. منظور از این اتصالات تجهیزاتی برای وصل کردن دو لوله بهم است. لازم نیست خود اتصال از جنس پلی اتیلن باشد. بهترین نوع این اتصالات، PVC است. این اتصالات را بدون نیاز به گره در داخل لوله استفاده می‌کنند. در مصارف حساس از این لوله، نیاز است از گیره استفاده شود. اتصالات فولادی نیز در داخل لوله‌های فولاد ضدزنگ استفاده می‌شوند. اما استفاده از این اتصالات برای لوله‌های آب مناسب نخواهد بود.
ازن ژنراتور
شاید کمی عجیب باشد که بدانید بدن انسان در اثر اکسید شدن با اکسیژن، تحلیل می‌رود و دچار استهلاک می‌شود. ازن و اکسیژن دو ماده اکسیدکننده قوی هستند، که حتی ازن قدرت اکسیدکنندگی بیشتری نیز دارد. از این رو از ازن برای گندزدایی استفاده می‌کنند. اگر ساعت ۵ صبح هوای تازه تنفس کنید، میزان زیادی ازن وارد بدن شما می‌شود که همین مسئله باعث شادی و سرحالی شما خواهد شد. با تمام این تفاسیر، استفاده از دستگاهی که بتواند ازن زیادی تولید کند تا به گندزدایی آب کمک کند، لازم و ضروری است. ازن ژنراتورهایی که برای گندزدایی استفاده می‌شوند، می‌توانند ازن زیادی تولید کنند. بنابراین از این ژنراتورها برای تصفیه آب استخرها استفاده می‌کنند.
چربی گیر
چربی گیرها در اصل جداکننده‌های آب از روغن هستند. می‌توان با استفاده از آن‌ها روغن‌های آزاد شناور، روغن‌های حل‌شده، مواد جامد و روغن‌های امولسیونی را به‌راحتی از آب جدا کرد. این دستگاه‌ها برای جدا کردن FOG استفاده می‌شوند. قابل ذکر است که تمامی نمونه‌های چربی گیر قادر نیستند آلاینده‌ها و FOGها را از آب حذف کنند. پارامتر های رایج برای عملکرد چربی گیرها عبارتند از: ویسکوزیته، اندازه ذرات روغن، کیفیت آب مورداستفاده بعد از تصفیه و تراکم روغن.
لامپ UV
اشعه ماوراء‌بنفش UV از ابتدا مناسب‌ترین روش برای گندزدایی بوده است. حتما برای شما هم این سوال پیش آمده است که چگونه می‌توان از این اشعه برای گندزدایی استفاده کرد؟ در پاسخ باید بگوییم بیشتر مردمی که لباس‌های خود را در زیر نور خورشید خشک می‌کنند، بدون اطلاع از اشعه فرابنفش استفاده می‌کنند. امروزه با استفاده از لامپ‌های UV می‌توان به گندزدایی لباس‌ها، بیمارستان‌ها، اتاقک‌های کشت باکتری و حتی در تصفیه آب و پساب نیز از آن‌ها استفاده کرد.
دیفیوزر هوادهی
دیفیوزرهای غشایی یا هوا، وسیله‌های هوادهی هستند که به شکل دیسک، صفحه یا لوله تولید می‌شوند. از این دستگاه‌ها برای هواسازی و هوادهی آب و فاضلاب استفاده می‌شود تا به تصفیه هوازی کمک کند. تا زمانی که فرایندهای هوازی به اکسیژن لازم دست یابند می‌توانند فرایند خود را به‌خوبی انجام دهند. از این نمونه دستگاه‌های هوادهی برای تصفیه و تهویه آب در استخرهای پرورش ماهی استفاده می‌شود. در صورتی که در خانه یک آکواریوم دارید، قطعا از نمونه کوچک این دستگاه‌ها در آن استفاده کرده‌اید. در صورتی که یکی از این سیستم‌ها از کیفیت بالا برخوردار نباشند، می‌توانند برای محیط زیست خطرناک باشند. پس لازم است در زمان تهیه این ابزار دقت کنید.
مخازن ذخیره آب‌های زیرزمینی
آب‌های زیرزمینی در زیر سطح زمین در فضاهای منافذ خاک و در شکستگی‌های سنگ قرار دارند. هنگامی که مقدار قابل استفاده‌ای از آب جمع شود، یک سنگ یا یک بخش غیرمحکم خاک را می‌شکافد و به‌صورت یک سفره آب از آن خارج می‌شود و می‌تواند مورداستفاده قرار گیرد. به عمقی که فضای منافذ خاک یا شکستگی‌ها و حفره‌های موجود در سنگ کاملاً از آب اشباع شود، سطح آب گفته می‌شود. سفره‌های زیرزمینی دو نوع دارند: سفره آب زیرزمینی محدود نشده که این نوع از سفره‌های آب در جایی هستند که سطح آن توسط سنگ‌های غیرقابل نفوذ محدود نشده باشد و بنابراین سطح آب در فشار جو است. نوع دوم، سفره‌های آب زیرزمینی محدود هستند که در یک سفره آب زیرزمینی محدود، سطح بالایی آب توسط لایه‌ای از سنگ غیر قابل نفوذ پوشانده می‌شود، بنابراین آب زیرزمینی تحت فشار ذخیره می‌شود.
سفره‌های آب زیرزمینی از دو طریق آب دریافت می‌کنند، یکی از طریق بارشی که از آسمان به زمین می‌آید و راه دوم تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی، از دریاچه‌ها و رودخانه‌ها است. هنگامی که یک سفره زیرزمینی آب به ظرفیت خود می‌رسد، یا تمام خاک اطراف از رطوبت کاملاً اشباع شده است، آب از سطح زمین، از محل تخلیه آب، به شکل چشمه‌ها یا تراوش‌های آب ظاهر می‌شود.
این آب پس از خروج باید در مخازن مخصوص نگهداری شود و به تصفیه‌خانه‌های آب منتقل شود. راه دیگر آن است که در کنار این سفره‌های زیرزمینی، مخازن تصفیه آب قرار داده شود و این آب در محل تا حدی تصفیه شود. توجه داشته باشید که آبی که توسط مخازن تصفیه آب تصفیه می‌شود، برای آشامیدن و یا کارهای مشابه آن مناسب نیست.
منافذ خاک مخازن طبیعی ذخیره آب ناشی از رطوبت خاک
آب‌های زیرزمینی در منافذ خاک ذخیره می‌شوند. زمانی که فضای منافذ خاک پر شده باشد به این منافذ منافذ اشباع‌شده می‌گویند. رطوبت خاک، آبی است که بین ذرات خاک در منطقه ریشه (ریزوسفر) گیاهان، در ۲۰۰ سانتی‌متری خاک نگهداری می‌شود. ذخیره آب در منافذ میان ذرات خاک برای کشاورزی بسیار مهم است. این اهمیت به‌ویژه در مکان‌هایی که برای کشت گیاهان به بارندگی متکی هستند، مناسب است.
تالاب‌ها مخازن طبیعی ذخیره آب برای کشاورزی
تالاب‌ها آب را در زمان‌های مختلف به‌عنوان آب زیرزمینی، رطوبت خاک و آب سطحی ذخیره می‌کنند. آن‌ها اکوسیستم‌های حیاتی هستند که از حیات وحش پشتیبانی می‌کنند و خدمات ارزشمند اکوسیستم مانند محافظت از سیل و پاکسازی آب را انجام می‌دهند. تالاب‌ها هم‌چنین معیشت میلیون‌ها نفر را که در داخل و اطراف آن‌ها زندگی می‌کنند، تأمین می‌کنند. به‌عنوان مثال، دلتای رودخانه نیجر داخلی در منطقه ساحل غربی زندگی بیش از یک میلیون نفر را پشتیبانی می‌کند که زندگی خود را به عنوان ماهی‌گیر، پرورش‌دهنده گاو یا کشاورز با استفاده از آب رودخانه و دشت‌های آن می‌گذرانند.
تالاب‌ها اساساً شبیه اسفنج‌هایی هستند که مقدار زیادی از باران، برف ذوب‌شده، آب‌های زیرزمینی و سیلاب را می‌گیرند و به‌آرامی آزاد می‌کنند. پوشش گیاهی درختان و سایر تالاب‌ها سرعت طغیان آب را کاهش می‌دهد و به‌طور مساوی آن را در سراسر تالاب توزیع می‌کنند.
حوضچه‌ها و مخازن ذخیره‌سازی آب
حوضچه‌های نگهداری و مخازن آب را می‌توان به‌عنوان مخزن ذخیره‌سازی آب در خانه و مصارف صنعتی معرفی کرد که با آب باران، آب‌های زیرزمینی یا روان آب‌های سطحی پر می‌شوند. آن‌ها معمولاً رو باز هستند و بنابراین در معرض میزان بالای تبخیر قرار می‌گیرند. این مخازن می‌توانند کمک بزرگی به کشاورزان در تأمین آب موردنیاز برای غلبه بر خشکسالی و یا محیط‌های کم آب کنند. با این حال این مخازن می‌توانند بیماری‌های مسری از طریق ناقل مانند مالاریا یا شیستوزومیازیس را منتقل کنند. در این حالت، نیاز به مخزن تصفیه آب حیاتی است تا از انتقال عوامل بیماری‌زا جلوگیری کند.
مخازن نگهداری و حوضچه‌ها برای ذخیره‌سازی موقت آب‌های سیلاب طراحی شده‌اند و امکان جمع شدن دائمی آب را ندارند و بنابراین منابع قابل ذخیره یا قابل اعتمادی برای ذخیره آب ایجاد نمی‌کنند. حوضچه‌های نگهداری برای مدیریت کنترل سیل هستند و به کنترل رسوب و آلاینده‌های موجود در آب سیل کمک می‌کنند.
سدها نوعی دیگر از مخازن آب
در گذشته، سدهای بزرگ اغلب برای ذخیره آب بوده‌اند. بسیاری از سدهای بزرگ و مخازن آن‌ها مزایای قابل توجه اجتماعی و اقتصادی به‌همراه داشته است. به‌عنوان مثال، سد عالی اسوان مصر، ساخته شده در دهه ۱۹۶۰، کشور را از خشکسالی و سیل محافظت کرده و آب مورداستفاده برای آبیاری حدود ۱۵ میلیون هکتار را تأمین می‌کند. با این حال، سدها هم‌چنین می توانند تأثیرات منفی زیادی داشته باشند. از آن جا که رسوبات در بند سد به دام می‌افتند، رودها دیگر مواد مغذی را به مقدار زیاد به دشت‌ها نمی‌رسانند. این امر باعث کاهش حاصلخیزی خاک و افزایش نیاز به کود شده است.
کاربردهای مختلف مخازن
- ذخیره‌سازی فاضلاب
- جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب کثیف
- ذخیره آب باران و برداشت آب باران برای کشاورزی
- مخزن آب
- ذخیره آب در مخازن برای جلوگیری از پیشرفت آتش‌سوزی
- تصفیه آب و فاضلاب
- سیستم ذخیره آب آشامیدنی