تصفیه آب به چه معناست؟

تصفیه اب روشی متداول  برای تصفیه و فیلتر کردن ترکیبات شیمیایی ناخواسته ، مواد آلی و غیرآلی و آلاینده های بیولوژیکی از آب  است .

هدف از تصفیه اب و استفاده از دستگاه های تصفیه اب تأمین آب آشامیدنی سالم و عاری از آلودگی است.

تصفیه اب در مقیاس های کوچک و بزرگ انجام پذیر است و سیستم فیلتراسیون آب می تواند علاوه بر مصارف خانگی ، آب تمیز و قابل شرب برای مصارف صنعتی و نیمه صنعتی، باجه های آب و استخر ها نیز  فراهم کند.

فرآیند تصفیه اب، غلظت آلاینده هایی مانند: ذرات معلق ، انگل ها ، باکتری ، جلبک ، ویروس و قارچ را نیز کاهش می‌دهد.

چرا تصفیه اب امری ضروریست؟

عملاً تعیین کیفیت آب بر اساس شکل ظاهری غیرممکن است . چندین فرآیند گوناگون مانند تجزیه و تحلیل های فیزیکی ، شیمیایی یا بیولوژیکی آب برای آزمایش سطح آلودگی وجود دارد.

سطح مواد شیمیایی آلی و معدنی ، سختی اب و میزان گچ و دیگر املاح موجود در اب برخی از پارامترهای متداول برای تعیین کیفیت آب و میزان آلودگی موجود در آن هستند.

آب خروجی از شیر آب، اغلب قبل از اینکه به مصرف کننده نهایی برسد ، در یک مرکز تصفیه اب تصفیه می شود؛ با این وجود اپراتور های کنترل کیفیت تصفیه خانه های اب پس از فیلتر شدن آب ،

قبل از اینکه در خطوط لوله آب شهرداری قرار گیرد ،آزمایش های کنترل کیفی و تعیین سختی و میزان اسیدی بودن اب را انجام میدهند که به طور کلی نتایجی بالاتر از حد استاندارد دارند .

با این حال آنچه که نادیده باقی مانده است ، سن خطوط انقال لوله آب و طول آنها است.

با خروج آب از تصفیه خانه ها و پیمودن مسافت طولانی از طریق لوله‌های فرسوده ، آب تصفیه شده می تواند با تمامی آلاینده های موجود در طول مسیر  آلوده شود.

لوله‌های قدیمی و با عمر بالای 10 سال می‌توانند باعث توزیع مجدد میکروارگانیسم ها، باکتری‌ها و ویروس ها در آب شوند،

همانطور که در بسیاری از استان ها در مورد لوله‌های سربی این اتفاق بارها افتاده است و خسارات جبران ناپذیری به بار آورده است.

در صورت تصفیه نشدن اب ، احتمال قرار گرفتن در معرض آلاینده‌های مضر موجود در آب افزایش می یابد و تمامی آلودگی های ناشی از لوله های انتقال آب فرسوده در آب مصرفی باقی می ماند.

به عنوان مثال ، شواهدی وجود دارد که قرار گرفتن در معرض مواد پلی فلوئوروالکل می‌تواند منجر به بیماری های مزمن در بدن  انسان شود.

EPA ایالات متحده گزارش می دهد که اگر انسان یا حیوانات پلی فلوئوروالکل را مصرف کنند ، با گذشت زمان آلودگی ها در بدن آنها جمع شود و انسان را دچار عوارضی مانند:

ضعف سیستم ایمنی ، سرطان و اختلال در هورمون تیروئید می کند.

 
چگونه می‌توان یک دستگاه تصفیه اب را انتخاب کرد؟

انتخاب در میان دستگاه تصفیه اب موجود به عواملی از جمله

1.  کیفیت آب ورودی
2.  نوع تصفیه مورد نیاز
3.  کاربری اب تصفیه شده
4.  حجم و جریان اب مورد نیاز
5.  قدرت خرید مخاطب

و هزینه های تعمیر و نگهداری دستگاه تصفیه اب بستگی دارد.

برای آشنایی بیشتر با نحوه انتخاب دستگاه تصفیه آب مقاله نکاتی که قبل از خرید دستگاه تصفیه آب باید بدانید را مطالعه کنید.

روش های متداول تصفیه آب:

با پیشرفت تکنولوژی و ظهور سازمان های استاندارد جهانی ، فائو و سازمان بهداشت جهانی (WHO) بسیاری از این روش های سنتی تصفیه آب به دلیل تاثیرات منفی  آب های تصفیه شده غیر اصولی ممنوع شدند و

با استفاده از آزمایشگاه های فعال در زمینه های آبی سیستم های تصفیه جدیدی نظیر فیلتر های توری و دیسکی تصفیه آب ، فیلتر های کربن اکتیو و سیستم های UV و UF طراحی شدند

اما هیچکدام به تنهایی روش مدرن و کاملی برای تصفیه آب نبودند و علاوه بر این ها کیفیت آب  را ببه طور محسوسی بهبود نمیبخشیدند. 

۱- تصفیه اب به روش کربن فعال و کربن فعال گرانول (GAC)

روش تصفیه اب یا فیلتراسیون کربن فعال به قدرت جذب کربن متکی است. مولکول های موجود در آب و یا

ساختمان ها مضر متصل به اب در ساختار متخلخل کربن گیر‌ می‌افتند.

فیلترهای کربن فعال ، رسوبات ، کلر و ترکیبات آلی را از بین می برند. این فیلترها در حذف نمک ها ، مواد معدنی و ترکیبات غیر آلی نظیر گچ محلول در آب موثر نیستند.

برای فیلتر کردن آب دو نوع فیلتر کربن دیگر  نیز وجود دارد: فیلترهای کربن بلاک پودری (CTO) و فیلترهای کربن فعال دانه‌ای.

فیلترهای کربن بلاک سطح جذب بیشتری دارند و بسیاری از آنها دارای لایه های اضافی در بین کربن برای تصفیه بهتر اب هستند.

برخی حتی دارای لایه های کلوئیدی نقره اندود هستند که باعث از بین بردن باکتری‌ها و جلوگیری از رشد آنها میشود.

این فیلترهای در اندازه های مختلفی تصفیه اب را انجام میدهند  ،

بسیاری از شرکت ها به جای فیلتر های کربن فعال از آنتیراسید در دستگاه های تصفیه اب استفاده میکنند که قیمت به مراتب کمتری دارد و آلودگی های زیادی را به آب انتقال میدهد.

اگر فیلتر کربن برای مدت طولانی مورد استفاده قرار نگیرند باکتری‌هایی داخل آن رشد می‌کند.

که به همین دلیل توصیه میشود فیلتر کربن دستگاه تصفیه اب در بازه های زمانی کمتر از 6 ماه تعویض شوند.

۲- تصفیه اب به روش فیلترهای تبادل یون و یونیزاسیون

دیونیزاسیون (DI) فرآیند شیمیایی حذف ناخالصی‌های محلول یا یون ها از آب است. تبادل یونی، یون ها را با یون های دیگر خنثی می کند و برای غلظت های ناخالصی نسبتاً کم مناسب است.

اگرچه یونیزاسیون کیفیت خلوص بالایی از آب را تولید می‌کند ، اما به طور معمول در برابر آلاینده های آلی بی اثر است.

در فیلترهای یونیزاسیون از دانه هایی استفاده می شود که با یون های هیدروژن و یون های هیدروکسیل شارژ میشوند و آنها را برای کاتیون ها و آنیون ها تغییر می دهند.

وقتی یونهای فلزی وارد فیلتر می شوند،.هیدروژن آزاد شده ، جایگزین فلزات می شود و در مهره ها گیر ‌میکنند و  آنیون‌های اصلی در آب با یونهای هیدروکسیل مبادله میشوند.

سپس هیدروژن و هیدروکسیل با هم ترکیب می شوند. در نتیجه محصول نهایی آب بدون مواد معدنی است.

به همین ترتیب ، سیستم های نرم کننده آب با تبادل نمک محبوس شده در دانه ها با یون های منیزیم و کلسیم کار می کنند.

نمک در حالی که مواد معدنی به دام افتاده اند، آزاد می شود و باعث نرم شدن آب می شود.

نرم شدن آب صنعتی به طور موثری  رسوب در دیگ های بخار ، شیرآلات و سایر تجهیزات را کاهش می دهد یا از بین می برد.

این امر با افزایش عمر فیلترها و تجهیزات ، باعث کاهش هزینه‌ها و در نهایت کاهش هزینه‌های نگهداری دستگاه تصفیه اب می شود.

۳- تصفیه اب تقطیری

تقطیر یکی از ساده ترین راه های تصفیه آب است. آب را می جوشانند و بخار متراکم شده را در یک ظرف جداگانه فشرده می کنند.

سپس تمام آلودگی های باقی مانده در ظرف اصلی از بین می روند. این روش تصفیه اب پر هزینه و به دلیل کارآیی کم برای مصارف خانگی منسوخ شده است.

•   سیستم تقطیر چندگانه(MED) :

فرآیند تقطیر با چند اثر (MED) بر اساس استفاده از گرمای نهان تراکم بخار از سلول اول برای تأمین گرما به سلول دوم است. تبخیر در سلولهایی انجام می شود که دمای تعادل (Te) مایع / بخار بین 40 درجه سانتیگراد و 68 درجه سانتیگراد باشد.

در سلول اول ، بخار تولید شده به اثر دوم تزریق می شود تا از تبخیر و چگالش در دمای پایین اطمینان حاصل شود. سپس این مورد در تمام سلولهای زیر تکرار می شود

در صورت استفاده از منبع خورشیدی به عنوان منبع گرما ، آب گرم از کلکتور خورشیدی به طور مستقیم یا از طریق مبدل حرارتی در سینی پایین وارد می شود.

واحدهای MED با لوله های افقی پاششی معمولاً با موادی مانند برنج آلومینیوم (AlBr) برای لوله ها و فولاد ضد زنگ 316 L برای پوشش ساخته می شوند.

گاهی اوقات ، می توان از مبدل حرارتی عمودی استفاده کرد.

ویژگی های اصلی برای سیستم تقطیر  MED موارد زیر است:

•        قابلیت اطمینان بالا ، شروع آسان سیستم (کمتر از 1 ساعت)

•        کیفیت بالای آب شیرین تولید شده (بسته به تعداد سلول): غلظت نمک زیر ppm 50

•        فیلتراسیون ساده و ضد رسوب

•        می تواند در حرارت دمای پایین (از 60 درجه سانتیگراد) استفاده شود ، که به راحتی می تواند به عنوان محصول جانبی در گیاهان صنعتی بازیابی شود.

MED همچنین برای تاسیسات با ظرفیت کم مناسب است و اکنون بیش از 10٪ از کل ظرفیت را در نمک زدایی نشان می دهد ،

با پیشرفتهای امیدوار کننده سیستم های تقطیری ب خصوص در کشورهای حوزه خلیج فارس استفاده از اتصال MED با فشرده سازی بخار حرارتی به کاهش هزینه های جاری

و همچنین افزایش ظرفیت واحد و ضرایب انتقال گرما کمک می کند.

۴- تصفیه اب به روش اسمز معکوس (RO)

در دستگاه تصفیه اب اسمز معکوس از فیلترهای متعددی برای از بین بردن آلودگی ها استفاده می کند.

به طور معمول ، فیلتر اول یک فیلتر الیافی است ، فیلتر دوم و سوم از کربن ساخته شده است ،

چهارم غشای نیمه تراوا یا ممبران و فیلتر پنجم آن یک فیلتر تصفیه آب پست کربن است.

اسمز معکوس، روش فیلتراسیون آب برای غلظت های ناخالصی بالا است.

دستگاه های تصفیه اب RO ، فشار را از طریق فیلتر نیمه نفوذ پذیر به آب منتقل می کنند.

سپس فیلتر اجازه عبور آب را می دهد ، اما به آلاینده ها اجازه عبور نمی‌دهد.

RO یکی از موثرترین روش‌های تصفیه اب برای از بین بردن باکتری ها و ویروس ها از آب است.