معمولا ایستگاه پمپاژ ورودی، اولین واحد یک تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی است. مجرای ورودی، فاضلاب جمع آوری شده از منابع مشخص واقع در محدوده ی تحت پوشش را از طریق شبکه ی فاضلابرو طراحی شده به تصفیه خانه انتقال و به درون یک چاهک تخلیه می کند. پمپ های مستقر در این چاهک، فاضلاب را تا ارتفاع مورد نیاز برای شروع عملیات تصفیه پمپاژ خواهند کرد.
تصفیه ی مقدماتی در تاسیسات بالادستی صورت می گیرد. در این مرحله کیفیت فاضلاب به خصوص در مورد پارامترهای کیفیت جریان خروجی فاضلاب مانند BOD تغییر نمی کند. این امر عملکرد فرآیندهای پایین دستی را برای جداسازی و حذف موادی که ممکن است در فرآیندهای مکانیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی دخیل باشند افزایش می دهد. برای مثال آشغالگیرهای درشت و چنگک دار برای جداسازی مواد معلق نسبتا بزرگ به کار می روند.
این وسایل را می توان به طور دستی یا به طور مکانیکی و خودکار در آشغالگیرهای میله ای خمیده تمیز کرد. مواد جمع شده روی این سرندها می تواند شامل تکه های کهنه و کیسه های پلاستیکی باشد. این مواد می تواند به تجهیزات مکانیکی جریان در پایین دست مانند پمپ ها از طریق محصور کردن پروانه ها آسیب برساند. مواد جمع شده در این چنگک ها و سرنده ها مرتبا پاک می شوند تا از ایجاد بو جلوگیری کرده و از مسدود کردن سرنده ها جلوگیری به عمل آید.
تجهیزات مکانیکی در تماس با فاضلاب ممکن است از پوشش اضافی ایجاد شده توسط دانه های ماسه موجود در دانه گیر آسیب ببینند. دانه در واقع مواد غیر آلی بی اثر از قبیل ذرات ماسه، پوسته های تخم مرغ و قطعات فلز می باشد. دانه گیرها، مواد جامد آلی را از بین نمی برند و این امکان را فراهم می سازند که این مواد همراه با جریان فاضلاب به واحد پردازش بعدی انتقال یابند.
رزین های تعویض یونی به صورت گسترده ای برای تهیه آب بدون یون با کیفیت بالا که عاری از هرگونه آلودگی باشد،بکار می روند. لکن در عمل ممکن است با مشکلاتی همراه باشند. انواع آلودگی رزین آنیونی و کاتیونی به شرح زیر است :
بسیاری از رزین های تعویض یونی تجاری در برخورد با یون های معدنی با وزن مولکوای کم، به خوبی عمل نمی نمایند و در برخورد با مولکول های سنگین آلی دچار مشکل می شوند. اصلی ترین مواد آلی محلول در آب،نمک های اسید هیومیک هستند.
گرادیان غلطت باعث نفوذ مواد آلی به قسمت مرکزی بدنه رزین آنیونی شده و علیرغم سرعت نفوذ کم مولکول های درشت، این مولکول ها در سراسر ساختمان رزین توزیع می گردند.
در جریان احیا رزین، مولکول های آلی به صورت ناقص حذف می شوند، چون گزینش پذیری رزین برای مولکول های درشت آلی زیاد بوده و طول مدت احیا کمتر از مدت زمان نفوذ مولکول از داخل رزین است.
رنگ رزین های آلوده به مواد آلی معمولا سیاه می باشد، در حالیکه رزین های سالم شفاف هستند.
عموما بوی آلاینده ها قابل تشخیص است. در این حالت چنانچه رزین با اسید یا آب نمک قلیایی تماس حاصل نماید،محلول رنگی حاصل خواهد شد.
عموما مقدار زیادی آهن با مواد آلی بر روی رزین های آنیونی جذب می شوند. برای این منظور می توان از اسیدکلریدریک 10?? و یا محلول سدیم دی تیونیت استفاده نمود که باعث کاهش یون موجود و تبدیل به فرم یون آهن دو ظرفیتی که بیشتر محلول است می گردد. اگر شستشو با آب نمک قلیایی ادامه یابد، نتایج بهتری حاصل می گردد.
احیا مجدد غشا آب شیرین کن بوسیله تمیز کردن آن امکان پذیر است. تمیزکردن فرآیندی است که بوسیله آن موادی که جز سیستم نیستند از آن جدا می شوند. پاکسازی غشا آب شیرین کن با استفاده از روش های هیدرولیکی، مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی امکان پذیر است. نوع روش انتخابی به چگونگی فرآیند جداسازی و نوع مدول غشایی بستگی دارد.
در این روش جهت جریان آب صاف شده یا نفوذی به مدت چند دقیقه با فشاری معادل فشار بهره برداری غشا برعکس می شود. این عمل باعث می شود تا گرفتگی منافذ و مجاری غشا به نحو قابل توجهی برطرف شود و جریان عبوری از آن به دبی جریان اولیه نزدیک گردد. این روش در غشاهای سرامیکی، غشاهای لوله ای و الیاف تو خالی UF کاربرد دارد.
این روش بدلیل آسیب به سطح غشا و امکان تخریب آن محدودیت کاربرد دارد. در این روش گویهای پلی اورتان با فشار به سطح غشا رانده می شود و به لحاظ خصوصیات شیمیایی آن ها و نیز ایجاد جریان متلاطم موجب جداسازی مواد ترسیبی می گردند. گاهی نیز کف پلی اورتان از یک سمت لوله فشار که غشا درون آن قرار گرفته است، تزریق گردیده و از سمت دیگر جمع آوری می گردد. این روش برای پاکسازی مدول های غشایی لوله ای بکار می رود.
در این روش با استفاده از پالس های الکتریکی موجب جابجایی و حرکت ذرات و مولکول های باردار از سطح غشا می گردند. این فرآیند معمولا برای غشاهای فلزی استفاده می شود.
این روش متداول ترین روش کنترل گرفتگی در فرآیندهای غشایی محسوب می گردد. انتخاب نوع ماده شیمیایی بستگی به نوع غشا ، نوع ماده ایجادکننده گرفتگی و شدت آن دارد. کارخانجات تولید غشا معمولا ماده پاک کننده مناسب را پیشنهاد می کنند.
معمولا تولید کنندگان غشا برای تمیز کردن غشا آب شیرین کن RO ترکیبات نظیر اسیدها، بازها، عوامل فعال کننده سطحی و پاک کننده، آنزیم ها، کمپلکس ها، ضدعفونی کننده ها را توصیه می نمایند. بعضی از مواد ساده مانند آب نیز به عنوان تمیز کننده به کار گرفته می شوند. در حالت کلی می توان گفت که برای تمیز کردن مواد معدنی از محلول های اسیدی و برای تمیز کردن مواد آلی از محلول های بازی استفاده می شود.
نوع محلول شستشو به نوع سیستم و دلیل کاهش آبدهی بستگی دارد معمولا ابتدا غشا با یک محلول مناسب که قادر به حذف کاتیون ها مثل آهن باشند، شستشو و سپس با استفاده از یک محلول قلیایی شستشو می گردد.
مهمترین تفاوتی که می تواند فاضلاب صنعتی با فاضلاب بهداشتی داشته باشند عبارتند از:
تنها بخشی از فاضلاب کارخانه ها که تقریبا در تمام کارخانه ها خاصیت یکسان دارند، فاضلاب بدست آمده از تشکیلات خنک کننده ی آن ها است.
در فاضلاب برخی از کارخانه ها مانند کارخانه های بهره برداری از معادن، کارخانه های فولادسازی و کارخانه های شیمیایی بیشتر مواد خارجی را مواد معدنی تشکیل می دهند، در صورتی که در برخی دیگر از کارخانه ها مانند کارخانه های تهیه ی مواد غذایی و کارخانه ی نشاسته سازی بیشتر مواد خارجی در فاضلاب، مواد آلی هستند.
درجه ی آلودگی این فاضلاب ها می تواند گاهی چندین برابر و حتی ده ها برابر آلودگی فاضلاب های خانگی باشد.
بستر رزین می تواند ثابت یا شناور باشد. در نوع بستر ثابت حجم رزین های داخل دستگاه انبساطی ندارد و آب ورودی دستگاه از بالا وارد شده و بیشترین تبادل یونی در قسمت بالای بستر رزین انجام می شود و در قسمت پایین بستر تصفیه نهایی انجام می گیرد که تعیین کننده درجه خلوص آب خروجی از تعویض کننده می باشد.در روش استفاده از بستر ثابت، لازم است آب از مواد قابل رسوب و نیز ذرات معلق عاری باشد. در صورت موجود بودن این ذرات، افت فشار سریع و زیاد در واحد رخ می دهد. در صورت زیاد بودن مواد معلق در آب ورودی، استفاده از فیلتر توصیه می شود. اندازه رزین ها نیز در افت فشار واحد تعویض یونی موثر است. افت فشار در مورد رزین های ریز زیاد بوده و بستگی به شدت جریان آب ورودی دارد.مراحل احیا رزین در زیر آورده شده است.
این عمل شامل چهار مرحله است :