مُصفّي

قبل دخول الماء إلى جهاز الترسيب، يمكن إضافة عوامل التخثير والتلبيد ^{، مثل البوليمرات الإلكتروليتية وكبريتات الحديديك [4]} . تعمل هذه العوامل على تكتل ^{الجزيئات العالقة} بدقة وتكوين جزيئات أكبر وأكثر كثافة، تُسمى الندف، والتي تترسب بسرعة وثبات أكبر. وهذا يسمح بفصل المواد الصلبة في جهاز الترسيب بكفاءة وسهولة أكبر، مما يُسهم في ترشيد استهلاك الطاقة ^{[ 4 ]} . قد يُقلل عزل مكونات الجزيئات أولاً باستخدام هذه العمليات من حجم عمليات معالجة المياه اللاحقة ، مثل الترشيح.

تُعالج مياه الشرب ، وهي المياه التي تُنقى للاستهلاك البشري، بمواد التلبيد، ثم تُرسل إلى جهاز الترسيب حيث تتم إزالة الرواسب المتلبدة، مما ينتج عنه مياه صافية. يعمل جهاز الترسيب عن طريق السماح للجسيمات الأثقل والأكبر حجمًا بالترسب في قاعه. تُشكل هذه الجسيمات طبقة سفلية من الحمأة تتطلب إزالتها والتخلص منها بانتظام. بعد ذلك، تمر المياه الصافية بعدة مراحل أخرى قبل إرسالها للتخزين والاستخدام. ^{[ 4 ]}

استُخدمت خزانات الترسيب لمعالجة مياه الصرف الصحي لآلاف السنين. ^{[ 5 ]}

تتمثل المعالجة الأولية لمياه الصرف الصحي في إزالة المواد الصلبة العائمة والقابلة للترسيب عن طريق الترسيب. ^{[ 6 ]} تعمل أجهزة الترسيب الأولية على تقليل محتوى المواد الصلبة العالقة والملوثات الموجودة فيها. ^{[ 7 ] : 5-9.} نظرًا للكمية الكبيرة من المواد الكيميائية اللازمة لمعالجة مياه الصرف الصحي المنزلية، لا يُستخدم التخثير الكيميائي والتلبيد الأوليان عادةً، حيث يتم تقليل المواد الصلبة العالقة المتبقية في المراحل اللاحقة من النظام. ومع ذلك، يمكن استخدام التخثير والتلبيد لإنشاء محطة معالجة مدمجة (تُسمى أيضًا "محطة معالجة متكاملة")، أو لمزيد من تنقية المياه المعالجة. ^{[ 8 ]}

تقوم خزانات الترسيب، التي تُسمى "المرسبات الثانوية"، بإزالة الندف الناتجة عن النمو البيولوجي في بعض طرق المعالجة الثانوية ، بما في ذلك الحمأة المنشطة ، والمرشحات المتقطرة ، والمفاعلات البيولوجية الدوارة . ^{[ 7 ] : 13}

تشمل طرق معالجة المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الناتجة عن التعدين الترسيب والتصفية باستخدام طبقة من الندف. ^{[ 9 ]} تستخدم شركة ريو تينتو مينيرالز الترسيب لتكرير الخام وتحويله إلى بورات مكررة. بعد إذابة الخام، يُضخ محلول البورات المشبع إلى خزان ترسيب كبير. تطفو البورات على سطح المحلول بينما تترسب الصخور والطين في القاع. ^{[ 10 ]}

تُستخدم مُرَسِّبات الأنابيب أو الألواح عادةً في أحواض الترسيب المستطيلة لزيادة قدرة الترسيب عن طريق تقليل المسافة الرأسية التي يجب أن تقطعها الجسيمات العالقة. تتوفر مُرَسِّبات الأنابيب بتصاميم عديدة، مثل الألواح المتوازية، والشكل المتعرج، والمعيني، والمثمن، والمثلث، والشكل الدائري. ^{[ 12 ]} تستخدم مُرَسِّبات الأنابيب عالية الكفاءة مجموعة من الأنابيب المتوازية، أو المستطيلات، أو الألواح المسطحة المموجة، تفصل بينها بضعة سنتيمترات، وتميل لأعلى في اتجاه التدفق. يُنشئ هذا الهيكل عددًا كبيرًا من مسارات التدفق المتوازية الضيقة، مما يُشجع على التدفق الصفائحي المنتظم كما هو مُبين في قانون ستوكس . ^{[ 13 ]} تعمل هذه الهياكل بطريقتين:

1. فهي توفر مساحة سطحية كبيرة جدًا يمكن أن تسقط عليها الجسيمات وتستقر.
2. لأن التدفق يتسارع مؤقتًا بين الصفائح ثم يتباطأ على الفور، فإن هذا يساعد على تجميع الجزيئات الدقيقة جدًا التي يمكن أن تستقر عند خروج التدفق من الصفائح.

قد تسمح الهياكل المائلة بزاوية تتراوح بين 45°  و60°  بتصريف المواد الصلبة المتراكمة بفعل الجاذبية، ولكن زوايا الميل الأقل تتطلب عادةً تصريفًا وتنظيفًا دوريًا. قد تسمح أنابيب الترسيب باستخدام مُرَسِّب أصغر حجمًا، وقد تُمكِّن من فصل الجزيئات الدقيقة بفترات مكوث تقل عن 10 دقائق. ^{[ 13 ]} تُستخدم هذه الهياكل عادةً للمياه التي يصعب معالجتها، وخاصةً تلك التي تحتوي على مواد غروانية .

تعمل أنابيب الترسيب على احتجاز الجزيئات الدقيقة، مما يسمح للجزيئات الأكبر حجمًا بالوصول إلى قاع جهاز الترسيب بشكل أكثر انتظامًا. تتراكم الجزيئات الدقيقة بعد ذلك لتشكل كتلة أكبر تنزلق بدورها عبر قنوات الأنابيب. ويؤدي انخفاض نسبة المواد الصلبة في التدفق الخارج إلى تقليل المساحة التي يشغلها جهاز الترسيب عند تصميمه. تُعد الأنابيب المصنوعة من بلاستيك PVC تكلفة بسيطة في تحسينات تصميم جهاز الترسيب، وقد تؤدي إلى زيادة معدل التشغيل من مرتين إلى أربع مرات. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

للحفاظ على كفاءة معالجة المياه في جهاز الترسيب وتعزيزها، من المهم إزالة أي مكونات أكالة أو متفاعلة أو قابلة للبلمرة، أو أي مواد قد تعكر صفو تيار المياه الخارجة، وذلك لتجنب أي تفاعلات جانبية غير مرغوب فيها، أو تغييرات في المنتج، أو تلف أي من معدات معالجة المياه. ويتم ذلك من خلال عمليات تفتيش دورية لتحديد مدى تراكم الرواسب، بالإضافة إلى التنظيف المتكرر للمناطق الهادئة، ومداخل ومخارج جهاز الترسيب لإزالة أي رواسب أو مخلفات أو أعشاب أو حطام قد يكون تراكم بمرور الوقت. ^{[ 16 ]}

يجب التحكم في كمية الماء الداخلة إلى حوض الترسيب لتقليل سرعة التدفق. يساهم تقليل السرعة في زيادة زمن الاحتفاظ الهيدروليكي داخل الحوض للترسيب، ويساعد على تجنب الاضطراب والخلط المفرطين، مما يعزز الترسيب الفعال للجسيمات العالقة. ولمزيد من الحد من الخلط المفرط داخل الحوض وزيادة زمن الاحتفاظ المسموح به لترسيب الجسيمات، يجب توزيع التدفق الداخل بالتساوي على كامل المقطع العرضي لمنطقة الترسيب داخل الحوض، حيث يُحافظ على حجمها عند 37.7% من سعتها.

قد تصبح الحمأة المتكونة من الجزيئات المترسبة في قاع كل حوض ترشيح، إذا تُركت لفترة طويلة، لزجة ومتماسكة، مما يُصعّب إزالتها. يُعزز تكوّن هذه الحمأة الظروف اللاهوائية ، مُوفراً بيئة مثالية لنمو البكتيريا. قد يؤدي ذلك إلى إعادة تعليق الجزيئات بواسطة الغازات وإطلاق المغذيات الذائبة في الماء، مما يُقلل من فعالية حوض الترشيح. كما قد تحدث مشاكل صحية خطيرة في مراحل لاحقة من نظام تنقية المياه ، أو قد تتأثر صحة الأسماك الموجودة أسفل حوض الترشيح.