راه های تصفیه آب

راههای تصفیه آب:

آب و فاضلابها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. روشهای مختلفی برای تصفیه آبها و فاضلابها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روشها استفاده می‌شود.

آب ماده ای فراوان در کره زمین میباشد. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.
با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا گشته است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
 

فرمول شیمیایی آب
آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.
معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر می باشد:
 
هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی می باشد که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.
 
اشکال متغیر
آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌گردد. تنها ماده ای می باشد که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.
از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران می باشد. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.
آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌نمایند، رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌گردند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.
به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.
آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی نماییم. مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.
 
آب آشامیدنی
آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌نمایند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن هستند.
 
تصفیه آب و فاضلابها
آب و فاضلابها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. روشهای مختلفی برای تصفیه آبها و فاضلابها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روشها استفاده می‌شود. عمده‌ترین‌ روشهای تصفیه آب عبارت‌اند از:
 
تصفیه آب مکانیکی
تصفیه آب شیمیایی
تصفیه آب به روش اسمز معکوس
تصفیه آب بیوشیمیایی آب
فیلتراسیون آب
 
بررسی روش های تصفیه آب خانگی و کاربرد آنها
دستگاههای تصفیه آب خانگی برای حذف یا کاهـش مواد زائد آب آشامیدنی بکار میروند. این مواد عمدتا عبارتند از :
الف ) سختی آب
ب )   کلر و ترکیبات بیماریزای کلر
ج )   فلزات سنگین
د )   آلودگی های میکربی

در زیر به بررسی این پارامترها و روشهای تصفیه آن ها می پردازیم :
 
1-   مواد زائد آب
الف) سختی آب
املاح موجود در آب موجب بالا رفتن سختی آب می شوند
تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در زمین باعث ورود عوامل سختی در آب ها شده و معمولا آب های زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند.
سختی آب، عملا شاخص میزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب های سخت تر به صابون زیادتری نیاز است. سختی آب به مجموعه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم اطلاق میشود.

طبقه بندی آب ها از نظر سختی بشرح زیر میباشد :
آب های سبک        60-0 میلی گرم در لیتر
آب های با سختی متوسط      120-60 میلی گرم در لیتر
آب های سخت       180-120 میلی گرم در لیتر
آب های خیلی سخت            بیشتر از 180 میلی گرم در لیتر
 
آب های سخت در درجه حرارت بالا در جداره کتری و دیگ های بخار رسوبات کربنات کلسیم ایجاد میکند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش میدهد.
در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوانها می شود.
در عین حال در نقاطی از روسیه که از آب های نسبتا سخت استفاده می کنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند. این موضوع تقریبا در آب های با سختی 500 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به اثبات رسیده است.
از سوی دیگر در نقاطی که از آب های نرم تر استفاده می گردد، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل میتواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی میتوان گفت که در نقاطی که آب سخت مصرف می شود امراض قلبی کمتر از نقاطی است که ساکنین آنها آب های سبک تر مصرف می کنند. به علاوه بروز سکته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب کم تر از نقاط با آب های سبک تر میباشد .
 
ب) کلـر
برای میکرب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده میشود
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه میگردد. در سالهای اخیر تحقیقات بعمل آمده نشان داده اند که مواد آلی موجود در آب با کلر ترکیب شده و ایجاد تری هالومتان ها، کلرات و سایر ترکیبات جانبی مضر و سمی می نمایند که باعث بروز انواع بیماریهای صعب العلاج در انسان میگردند.
 
ج) فلزات سنگین
فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل میشود
فلزات سنگین با توجه به توسعه شهرنشینی و صنایع که منجر به افزایش میزان فاضلاب و پساب تولید گردیده است، عمدتا از طریق دفع نادرست و غیربهداشتی فاضلاب شهری و پساب صنعتی وارد محیط زیست می گردد. مرگ و میرهای آبزیان در اثر تخلیه پساب های محتوی فلزات سنگین در دنیا و ایران بی سابقه نیست. سبزیجات اطراف تهران نیز که با فاضلاب آبیاری میشود از این آلودگی ها بی بهره نمیباشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره میباشد. وجود فلزات سنگین در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات کروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پارکینسن، سنگ کلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان منجمله سرطان پروستات میگردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را بعنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام میدهد ارزیابی نموده است..
 
د) میکرواورگانیزم های بیماری زا
میکربها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند
امراض مختلفی بوسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکربی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگلهای خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماریها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها،     باکتری ها، کرم ها و انگلها می باشند، از طریق نفوذ فاضلاب در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود. بیماری های ناشی از آب آلوده سالانه نزدیک به یک میلیارد انسان را در روی کره زمین مبتلا می کند و باعث مرگ حدود 10 میلیون نفر می شود.
 
 2- منشاء آب
آب لـوله کشی
آب تهران که از سدهای کرج، لار و لتیان تامین می گردد دارای کیفیت بالائی بوده و از این نظر معروفیت جهانی دارد. در سالهای اخیر بعلت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاههای عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاهها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نشود می تواند از طریق نشت پساب منشاء آلودگی های انگلی و میکروبی و فلزات سنگین شود. از طرف دیگر بالا بودن مقدار کلر تزریقی در تصفیه خانه ها برای مقابله با این آلودگی ها موجب ایجاد آلودگی شیمیایی آب می گردد که علاوه بر طعم و بوی نامطبوع، کلر موجب ایجاد ترکیبات بیماری زای تری هالومتانها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکرب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک کرد.
 
آبمعـدنی
در اکثر کشورهای غربی برای شرب از آب لوله کشی استفاده نشده و بجای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده می گردد.. دلیل این امر بدی کیفیت آب لوله کشی این ممالک که از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین میگردد میباشد.
آبمعدنی در کشورهائی که آب لوله کشی از تصفیه پساب تهیه میشود و فاقد املاح مفید میباشد و یا دسترسی به آب پاک میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است.

در مورد استفاده از آبمعدنی در کشور ما بایستی به موارد زیر توجه کرد:
همه آبهای بطری شده آبمعدنی نمیباشند. عبارت” آب آشامیدنی “قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است که این آبها فاقد املاح معدنی کافی بود و اکثرا از چاههای داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.
- منشاء آب ( چشمه یا چاه) میتواند بعلت مجاورت با عوامل آلوده کننده آب مانند چاههای فاضلاب محدوده شهری و ییلاقی، کارخانجات و محل چرای دام و غیره در معرض آلودگی قرار گیرد.
- عدم رعایت مسائل بهداشتی و آلوده بودن احتمالی بطری و درب بطری در خط پرکن آبمعدنی می تواند موجب آلودگی آبمعدنی گردد.
 
میکرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری بسرعت رشد کرده و تکثیر می شوند. از این نظر آبمعدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری نمود.
3- روش های تصفیه آب خانگی
 متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر میباشد :
 
رزین های تبادل یون
برای کاهش سختی آب رزین های تبادل یونی با تبدیل یون های کلسیم و منیزیم محلول در آب به یون های نامحلول ، آنها را جذب و در نتیجه سختی آب را کاهش می دهد. متاسفانه، این رزین ها محیط بسیار مساعدی برای رشد و تکثیر باکتریها میباشند بطوریکه تعداد باکتریها در داخل این فیلترها در کمترین مدتی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
جدیدا برای مقابله با تکثیر میکرواورگانیزم ها در محیط رزینی، فیلترهای رزینی نوع Bacteriostatic تولید شده است که تا حدودی مانع تکثیر سریع میکروبها در داخل فیلتر می گردد. با این وجود، قبل وبعد از این نوع فیلتر آب بایستی کاملا ضدعفونی شود و چون راکد ماندن‌ آب در داخل بستر رزین موجب گندیدگی سریع آب می گردد، باید دقت نمود که آب در داخل این فیلترها همیشه جریان داشته باشد. رزینهای داخل فیلتر پس از مدتی اشباع شده و بایستی تعویض شوند. استفاده از این فیلترها برای آبهای مشکوک و یا آلوده به میکروب و انگل مجاز نمی باشد.
 
کربن اکتیو (زغال فعال)
برای حذف کلر، رنگ، بو و تری هالومتانها فیلترهای کربن فعال خاصیت جذب مواد آلی و بعضی فلزات سنگین محلول در آب را دارد و رنگ، بو، کلر و ترکیبات کلر آب را حذف می نماید. مشابه فیلترهای رزین، بستر کربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تکثیر باکتری ها بشمارمی آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میکربی ضروری میباشد.
 
زئولیت
برای حذف فلزات سنگین زئولیت ها رزین های طبیعی هستند که دارای خاصیت مبادله کاتیونی و حذف فلزات سنگین میباشند. از جمله موارد مهم کاربری زئولیت ها حذف کاتیونهای ارسنیک، تیتان، آلومینیوم کوبالت، کرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره میباشد.
 
فیلترهای سرامیکی
برای حذف مواد معلق، باکتری ها و انگلها فیلترهای سرامیکی با منفذهای عبور آب حدود 5/0 میکرون، مانع عبور مواد معلق و کلیه انگلها و میکربها گردیده و با اطمینان کامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند. حتی آبهای آلوده و مشکوک پس از عبور از این صافی ها کاملا شفاف، بهداشتی و قابل شرب می گردند.
تصفیه با فیلترهای سرامیکی تنها روش غیرشیمیایی میباشد که بدون نیاز به برق، آلودگی های میکربی آب را حذف می نماید. فیلترهای سرامیک مرغوب، در مواقع شیوع بیماریهای اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف میباشند.
 
4- دستگاه های تصفیه آب خانگی
بطوریکه مشاهده می شود، هیچ یک از روشهای فوق به تنهایی قادر به تامین آب شرب سالم و گوارا نمی باشد. با در نظر گرفتن مواد زائد موجود در آب و با استفاده از روشهای مختلف تصفیه بایستی مواد زائد را از آب خارج نمود.
روش تامین آب شرب سالم خانگی
 
 
سیستم جدید تصفیه آب
مهندسین این رشته ، سیستم جدیدی را طراحی نموده اند که با استفاده از روش ساده ای برای تصفیه آب می تواند عوامل میکروبی موجود در نمونه های جمع آوری شده از طوفان کاترینا را به طور کامل و صددرصد حذف کند. در این روش از رزین ، مس و آب اکسیژنه برای تصفیه آب آلوده استفاده می شود که در مقایسه با روشهای موجود ، ایمن تر ، کم هزینه تر و ساده تر است و می تواند گروه وسیعی از مواد شیمیایی سمی را در هم شکند. اگرچه این روش می تواند آلودگی های آب را از میان ببرد .
اما این آب قابل آشامیدن نخواهد بود. ویژگی بسیار مهم و حیاتی این روش محدود کردن گسترش بیماری در مناطق خسارت دیده سطح جهان خواهد بود. پس از فاجعه طوفان کاترینا دانشمندان در تلاش بوده اند از راههای مختلف حفاظت از منابع مختلف را هنگام مواجهه با چنین شرایط مشابهی تضمین کنند. بنابراین باید پیش از تماس آب جاری شده در سطح منطقه خسارت دیده با انسان و انتقال آن به منابع طبیعی آب زیرزمینی ، روش مناسبی را برای گندزدایی و ضدعفونی آب در نظر بگیریم.
سیستم جدیدی که برای تصفیه آب از سوی محققان ارائه و بررسی شده ، بسیار ساده است. یک صفحه پلیمری شامل رزین و مس در جریان آب آلوده انداخته می شود ، با اضافه کردن آب اکسیژنه ، رادیکال های آزاد روی این صفحه پلیمری ایجاد می شود. رادیکال های آزاد در مجاورت این صفحه باقی مانده و در آنجا با باکتری ها تماس برقرار کرده و آنها را منهدم می کنند. محققان در تلاش هستند مس موجود در آب تصفیه شده نهایی را کاهش دهند و اثر سیستم را نیز بر سموم شیمیایی افزایش دهند. آنها پیش بینی می کنند در 5 تا 7 سال آینده بتوان از این سیستم در مواقع اضطرای استفاده کرد. در این فرایند یک مکانیسم شیمیایی قدیمی مبنای کار واقع شده که در این مکانیسم کاتالیزورهای فلزی باعث ایجاد مقدار زیادی رادیکال آزاد در آب اکسیژنه می گردد.
رادیکال های آزاد اتمها یا مولکول هایی هستند که دارای الکترون اضافی می باشد و تمایل شدیدی برای اشتراک گذاشتن این الکترون اضافی دارند. این رادیکال های آزاد شریک خود را با جداکردن آن از اتم مجاور به دست می آورند و درنتیجه به هدف یا طعمه آسیب می رسانند. حجم بالای رادیکال های آزاد می تواند باعث تخریب سموم شیمیایی ، مرگ باکتریها و ایجاد خسارت جبران ناپذیر در غشای سلولی یک میکروارگانیسم شود.با کاربرد این روش در فاضلاب های صنعتی می توان تمام باکتری های موجود در این منابع را در 15 دقیقه از میان ببریم.
در نمونه های آب آلوده با غلظت بالای باکتری های موجود ، در شرایط آزمایشگاهی می توان حداقل 99 درصد باکتری های موجود در نمونه را به روش مشابه در مدت زمان 90 دقیقه از بین ببریم و به آب تصفیه شده عاری از هر نوع آلودگی میکروبی دست یابیم.
 
تصفیه آب یک مرحله ای (زیر سینکی)
با توجه به اینکه پرسش درباره چگونگی کیفیت آب آشامیدنی رو به فزونی است ، مردم در صدد یافتن راههایی جهت بالا بردن کیفیت آب مصرفی خود هستند . سیستم های تصفیه آب آشامیدنی Aquajoy مطمئن ترین و با صرفه ترین راهها را تدارک دیده است .
فیلتر های رو میزی و قابل حمل Aquajoy بدون نیاز به ابزاری مخصوص به راحتی و سریعأ بر روی شیر آب موجود قابل نصب هستند . این سیستم اجازه می دهد که آب تصفیه شده و تصفیه نشده تنها با فشردن یک دکمه از یک شیر واحد جاری گردند . استفاده از دانه های کربن فعال در فیلتر ها روشی تایید شده برای به حداقل رساندن مواد آلی محلول در آب است . کربن فعال به خاطر ساختار مولکولی اش می تواند مواد شیمیایی که باعث تغییر طعم ، رنگ و بوی آب می شوند را نیز از بین ببرد . همچنین کربن فعال واسطه موثری است جهت از بین بردن کلر ، تری هالو متان ها ، کنیتروبنزن ها ، رادون ها ، علف کشها ، حشره کشها ، شوینده ها و شمار دیگری از ترکیبات شیمیایی موجود در آب .
محفظه کم عرض 10 اینچی که از نوعی پرو پیلن با دوام متناسب با مصارف غذایی ساخته شده و دارای مقاومت شیمایی بسیار عالی است ، تمام کارتریجهای استاندارد فیلترهای 9 اینچی را در خود جای می دهد که باعث سهولت در دسترسی و کاربرد آسان آن می شود و طیف وسیعی از نیاز های آب آشامیدنی را پوشش می دهد .

منبع : ویکیپدیا

========================

تولیدی و بازرگانی هما
اولین و بزرگترین تولید کننده و طراح فیلتر های پلی پروپیلن، نخ تابیده ، فیلترهای کربنی و خاص

و

تنها نماینده انحصاری دستگاه تصفیه آب Sure Life در ایران
ما اولین تولید کننده فیلتر در ایران هستیم هدف ما جلب رضایت شما و تضمین کیفیت میباشد