بررسی روش های تصفیه آب خـانگی و کاربرد آنها
بررسی روش های تصفیه آب خـانگی و کاربرد آنها
دستگاه های تصفیه آب خانگی برای حذف یا کاهـش مواد زائد آب آشامیدنی به کار می روند. این پارامترها عمدتا عبارتند از :
الف ) سختی آب
ب ) کلر و ترکیبات بیماریزای کلر
ج ) فلزات سنگین
د ) آلودگی های میکروبی
در زیر به بررسی این پارامترها و روش های تصفیه آنها 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 می شود.
طبقه بندی آب ها از نظر سختی به شرح زیر می باشد :
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 می کند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر به علت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش می دهد.
در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آب های آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوان ها 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 شود، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل می تواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی می توان 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 است.
ب) کلـر
برای میکروب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده می شود.
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه می گردد. در سال های اخیر تحقیقات به عمل 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 بیماری های صعب العلاج در انسان می گردند.
ج) فلزات سنگین
فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند.
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 می شود از این آلودگی ها بی بهره نمی باشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره می باشد. 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 من جمله سرطان پروستات می گردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را به عنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام می دهد ارزیابی نموده است..
د) میکرواورگانیزم های بیماری زا
میکروب ها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند.
امراض مختلفی به وسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکروبی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگل های خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماری ها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها، باکتری ها، کرم ها و انگل ها 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 سال های اخیر به علت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاه های عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاه ها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نگردد 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 هالومتان ها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکروب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک نمود.
آب معـدنی
در اکثر کشورهای غربی برای شرب از آب لوله کشی استفاده نشده و به جای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده می شود. دلیل این امر بدی کیفیت آب لوله کشی این ممالک که از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین می گردد می باشد.
آب معدنی در کشورهایی که آب لوله کشی از تصفیه پساب تهیه می شود و فاقد املاح مفید می باشد و یا دسترسی به آب پاک میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است.
در مورد استفاده از آب معدنی در کشور ما بایستی به موارد زیر توجه نمود :
همه آب های بطری شده آب معدنی نمی باشند. عبارت ” آب آشامیدنی “ قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است که این آب ها فاقد املاح معدنی کافی بود و اکثرا از چاه های داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.
- منشاء آب ( چشمه یا چاه ) می تواند به علت مجاورت با عوامل آلوده کننده آب مانند چاه های 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 آب معدنی می تواند موجب آلودگی آب معدنی گردد.
میکرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری به سرعت رشد و تکثیر می یابند. از این نظر آب معدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری کرد.
3- روش های تصفیه آب خانگی
متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر می باشد:
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 باکتری ها می باشند به طوریکه تعداد باکتری ها در داخل این فیلترها در کمترین مدت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
جدیدا برای مقابله با تکثیر میکرواورگانیزم ها در محیط رزینی، فیلترهای رزینی نوع Bacteriostatic تولید گردیده است که تا حدودی مانع تکثیر سریع میکروب ها در داخل فیلتر می گردد. با این وجود، قبل و بعد از این نوع فیلتر آب بایستی کاملا ضدعفونی گردد 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. رزین های داخل فیلتر پس از مدتی اشباع شده و بایستی تعویض شوند. استفاده از این فیلترها برای آب های مشکوک و یا آلوده به میکروب و انگل مجاز نمی باشد.
کربن اکتیو ( زغال فعال )، برای حذف کلر، رنگ، بو و تری هالومتان ها
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 رزینی، بستر کربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تکثیر باکتری ها به شمار می آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میکروبی ضروری می باشد.
زئولیت، برای حذف فلزات سنگین
زئولیت ها رزین های طبیعی هستند که دارای خاصیت مبادله کاتیونی و حذف فلزات سنگین می باشند. از جمله موارد مهم کاربری زئولیت ها حذف کاتیون های ارسنیک، تیتان، آلومینیوم کوبالت، کرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره می باشد.
فیلترهای سرامیکی، برای حذف مواد معلق، باکتری ها و انگل ها
فیلترهای سرامیکی با منفذهای عبور آب حدود 5/0 میکرون، مانع عبور مواد معلق و کلیه انگل ها و میکروب ها گردیده و با اطمینان کامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند. حتی آب های 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 می باشد که بدون نیاز به برق، آلودگی های میکروبی آب را حذف می نماید.
فیلترهای سرامیک مرغوب، در مواقع شیوع بیماری های اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف می باشند.
برچسپ:
دستگاه های تصفیه آب خانگی برای حذف یا کاهـش مواد زائد آب آشامیدنی به کار می روند. این پارامترها عمدتا عبارتند از :
الف ) سختی آب
ب ) کلر و ترکیبات بیماریزای کلر
ج ) فلزات سنگین
د ) آلودگی های میکروبی
در زیر به بررسی این پارامترها و روش های تصفیه آنها 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 می شود.
طبقه بندی آب ها از نظر سختی به شرح زیر می باشد :
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 می کند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر به علت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش می دهد.
در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آب های آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوان ها 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 شود، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل می تواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی می توان 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 است.
ب) کلـر
برای میکروب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده می شود.
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه می گردد. در سال های اخیر تحقیقات به عمل 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 بیماری های صعب العلاج در انسان می گردند.
ج) فلزات سنگین
فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند.
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 می شود از این آلودگی ها بی بهره نمی باشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره می باشد. 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 من جمله سرطان پروستات می گردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را به عنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام می دهد ارزیابی نموده است..
د) میکرواورگانیزم های بیماری زا
میکروب ها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند.
امراض مختلفی به وسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکروبی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگل های خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماری ها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها، باکتری ها، کرم ها و انگل ها 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 سال های اخیر به علت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاه های عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاه ها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نگردد 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 هالومتان ها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکروب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک نمود.
آب معـدنی
در اکثر کشورهای غربی برای شرب از آب لوله کشی استفاده نشده و به جای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده می شود. دلیل این امر بدی کیفیت آب لوله کشی این ممالک که از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین می گردد می باشد.
آب معدنی در کشورهایی که آب لوله کشی از تصفیه پساب تهیه می شود و فاقد املاح مفید می باشد و یا دسترسی به آب پاک میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است.
در مورد استفاده از آب معدنی در کشور ما بایستی به موارد زیر توجه نمود :
همه آب های بطری شده آب معدنی نمی باشند. عبارت ” آب آشامیدنی “ قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است که این آب ها فاقد املاح معدنی کافی بود و اکثرا از چاه های داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.
- منشاء آب ( چشمه یا چاه ) می تواند به علت مجاورت با عوامل آلوده کننده آب مانند چاه های 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 آب معدنی می تواند موجب آلودگی آب معدنی گردد.
میکرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری به سرعت رشد و تکثیر می یابند. از این نظر آب معدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری کرد.
3- روش های تصفیه آب خانگی
متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر می باشد:
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 باکتری ها می باشند به طوریکه تعداد باکتری ها در داخل این فیلترها در کمترین مدت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
جدیدا برای مقابله با تکثیر میکرواورگانیزم ها در محیط رزینی، فیلترهای رزینی نوع Bacteriostatic تولید گردیده است که تا حدودی مانع تکثیر سریع میکروب ها در داخل فیلتر می گردد. با این وجود، قبل و بعد از این نوع فیلتر آب بایستی کاملا ضدعفونی گردد 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. رزین های داخل فیلتر پس از مدتی اشباع شده و بایستی تعویض شوند. استفاده از این فیلترها برای آب های مشکوک و یا آلوده به میکروب و انگل مجاز نمی باشد.
کربن اکتیو ( زغال فعال )، برای حذف کلر، رنگ، بو و تری هالومتان ها
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 رزینی، بستر کربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تکثیر باکتری ها به شمار می آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میکروبی ضروری می باشد.
زئولیت، برای حذف فلزات سنگین
زئولیت ها رزین های طبیعی هستند که دارای خاصیت مبادله کاتیونی و حذف فلزات سنگین می باشند. از جمله موارد مهم کاربری زئولیت ها حذف کاتیون های ارسنیک، تیتان، آلومینیوم کوبالت، کرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره می باشد.
فیلترهای سرامیکی، برای حذف مواد معلق، باکتری ها و انگل ها
فیلترهای سرامیکی با منفذهای عبور آب حدود 5/0 میکرون، مانع عبور مواد معلق و کلیه انگل ها و میکروب ها گردیده و با اطمینان کامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند. حتی آب های 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 می باشد که بدون نیاز به برق، آلودگی های میکروبی آب را حذف می نماید.
فیلترهای سرامیک مرغوب، در مواقع شیوع بیماری های اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف می باشند.
برچسپ: