دستگاههای تصفیه آب خانگی برای حذف یا كاهـش مواد زائد آب آشامیدنی بكار می روند. این مواد عمدتا عبارتند از :

الف ) سختی آب
ب ) كلر و تركیبات بیماریزای كلر
ج ) فلزات سنگین
د ) آلودگی های میكربی

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 تركیبات آهكی 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 كلسیم و منیزیم موجود در آب بر حسب میلی گرم در لیتر كربنات كلسیم اطلاق میشود. طبقه بندی آب ها از نظر سختی بشرح زیر میباشد :

 آب های سبك 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 كتری و دیگ های بخار رسوبات كربنات كلسیم ایجاد میكند. مطالعات اخیر نشان داده كه مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و كلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت كاهش میدهد.

 در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ كلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود كلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، كادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوانها می شود. در عین حال در نقاطی از روسیه كه از آب های نسبتا سخت استفاده می كنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند. این موضوع تقریبا در آب های با سختی 500 میلی گرم در لیتر كربنات كلسیم به اثبات رسیده است. از سوی دیگر در نقاطی كه از آب های نرم تر استفاده می شود، به فشار خون، وجود چربی و كلسترول در خون برخورده اند كه هر دوی این عوامل میتواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور كلی میتوان گفت كه در نقاطی كه آب سخت مصرف می شود امراض قلبی كمتر از نقاطی است كه ساكنین آنها آب های سبك تر مصرف می كنند. به علاوه بروز سكته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب كم تر از نقاط با آب های سبك تر است .

ب) كلـر

 برای میكرب زدایی، در تصفیه خانه های شهری كلر به آب افزوده میشود كلر و تركیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه میگردد. در سالهای اخیر تحقیقات بعمل آمده نشان داده اند كه مواد آلی موجود در آب با كلر تركیب شده و ایجاد تری هالومتان ها، كلرات و سایر تركیبات جانبی مضر و سمی می نمایند كه 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 كه 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 كه با فاضلاب آبیاری میشود از این آلودگی ها بی بهره نمیباشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیكل، كرم، كادمیوم و غیره میباشد. وجود فلزات سنگین در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات كروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پاركینسن، سنگ كلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان منجمله سرطان پروستات میگردد. یكی از كارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را بعنوان بزرگترین گناهی كه بشر در طبیعت انجام میدهد ارزیابی نموده است.

 د) میكرواورگانیزم های بیماری زا

میكربها 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 میكربی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگلهای خونی و كبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماریها كه شامل تك یاخته ها، ویروس ها، باكتری ها، كرم ها و انگلها می باشند، از طریق نفوذ فاضلاب در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود. بیماری های ناشی از آب آلوده سالانه نزدیك به یك میلیارد انسان را در روی كره زمین مبتلا می كند و باعث مرگ حدود 10 میلیون نفر می شود.

 2- منشاء آب

 آب لـوله كشی

 آب تهران كه از سدهای كرج، لار و لتیان تامین می گردد دارای كیفیت بالائی بوده و از این نظر معروفیت جهانی دارد. در سالهای اخیر بعلت كافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاههای عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبكه شهری اضافه گردیده است. آب این چاهها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیكه قبل از ورود به شبكه تصفیه و گندزدایی نگردد می تواند از طریق نشت پساب منشاء آلودگی های انگلی و میكروبی و فلزات سنگین شود. از طرف دیگر بالا بودن مقدار كلر تزریقی در تصفیه خانه ها برای مقابله با این آلودگی ها موجب ایجاد آلودگی شیمیایی آب می گردد كه علاوه بر طعم و بوی نامطبوع، كلر موجب ایجاد تركیبات بیماری زای تری هالومتانها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میكرب ها و انگل ها و همچنین كلر و تركیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاك نمود.

 آبمعـدنی

 در اكثر كشورهای غربی برای شرب از آب لوله كشی استفاده نشده و بجای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده میشود. دلیل این امر بدی كیفیت آب لوله كشی این ممالك كه از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین میگردد میباشد. آبمعدنی در كشورهائی كه آب لوله كشی از تصفیه پساب تهیه میشود و فاقد املاح مفید میباشد و یا دسترسی به آب پاك میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است. در مورد استفاده از آبمعدنی در كشور ما بایستی به موارد زیر توجه نمود:

همه آبهای بطری شده آبمعدنی نمیباشند. عبارت” آب آشامیدنی “قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است كه این آبها فاقد املاح معدنی كافی بود و اكثرا از چاههای داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.

 - منشاء آب ( چشمه یا چاه) میتواند بعلت مجاورت با عوامل آلوده كننده آب مانند چاههای فاضلاب محدوده شهری و ییلاقی، كارخانجات 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 پركن آبمعدنی می تواند موجب آلودگی آبمعدنی گردد. میكرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری بسرعت رشد و تكثیر می یابند. از این نظر آبمعدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری كرد.

روش های تصفیه آب خانگی

متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر میباشد :

رزین های تبادل یون برای كاهش سختی آب

 رزین های تبادل یونی با تبدیل یون های كلسیم و منیزیم محلول در آب به یون های نامحلول ، آنها را جذب و در نتیجه سختی آب را كاهش می دهد. متاسفانه، این رزین ها محیط بسیار مساعدی برای رشد و تكثیر باكتریها میباشند بطوریكه تعداد باكتریها در داخل این فیلترها در كمترین مدتی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. جدیدا برای مقابله با تكثیر میكرواورگانیزم ها در محیط رزینی، فیلترهای رزینی نوع Bacteriostatic تولید گردیده است كه تا حدودی مانع تكثیر سریع میكروبها در داخل فیلتر می گردد. با این وجود، قبل وبعد از این نوع فیلتر آب بایستی كاملا ضدعفونی گردد و چون راكد ماندن‌ آب در داخل بستر رزین موجب گندیدگی سریع آب می گردد، باید دقت نمود كه 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 مشكوك و یا آلوده به میكروب و انگل مجاز نمی باشد.

كربن اكتیو (زغال فعال) برای حذف كلر:

 رنگ، بو و تری هالومتانها فیلترهای كربن فعال خاصیت جذب مواد آلی و بعضی فلزات سنگین محلول در آب را دارد و رنگ، بو، كلر و تركیبات كلر آب را حذف می نماید. مشابه فیلترهای رزین، بستر كربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تكثیر باكتری ها بشمارمی آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میكربی ضروری میباشد.

زئولیت برای حذف فلزات سنگین:

 زئولیت ها رزین های طبیعی هستند كه دارای خاصیت مبادله كاتیونی و حذف فلزات سنگین میباشند. از جمله موارد مهم كاربری زئولیت ها حذف كاتیونهای ارسنیك، تیتان، آلومینیوم كوبالت، كرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره میباشد. فیلترهای سرامیكی برای حذف مواد معلق، باكتری ها و انگلها فیلترهای سرامیكی با منفذهای عبور آب حدود 5/0 میكرون، مانع عبور مواد معلق و كلیه انگلها و میكربها گردیده و با اطمینان كامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند.

حتی آبهای آلوده و مشكوك پس از عبور از این صافی ها كاملا شفاف، بهداشتی و قابل شرب می گردند. تصفیه با فیلترهای سرامیكی تنها روش غیرشیمیایی میباشد كه بدون نیاز به برق، آلودگی های میكربی آب را حذف می نماید. فیلترهای سرامیك مرغوب، در مواقع شیوع بیماریهای اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف میباشند.

 4- دستگاه های تصفیه آب خانگی

 بطوریكه مشاهده می شود، هیچ یك 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.

منبع:
دانشنامه مرجع مهندسی ايران - Iran Engineering Reference Encyclopedia

نوع مطلب : مهندسی شيمی - معدنی و غذایی
نوشته شده در شنبه ۲۳ بهمن ۱۳۸۹ توسط SMSM |           |