فرآیندهای مورد استفاده در تصفیه آب آشامیدنی

فرآیندهای استفاده شده برای تصفیه آب آشامیدنی به منظور تأمین یک منبع آب سالم، شامل جداسازی مواد جامد با استفاده از فرآیندهای فیزیکی هم‌چون ته‌نشینی و فیلتراسیون، و نیز فرآیندهای شیمیایی هم‌چون ضدعفونی‌کردن و انعقادسازی می‌باشد. ترکیبی انتخاب شده از فرآیندهای زیر که برای تصفیه آب شرب شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد، به قرار زیر است:

فرآیندهای مورد استفاده در تصفیه آب آشامیدنی

 کلرزنی اولیه

برای کنترل جلبک‌ها و جلوگیری از رشد بیولوژیکی

 هوادهی

همراه با کلرزنی اولیه برای حذف آهن و منگنز حل شده در آب

فرآیندهای تصفیه آب آشامیدنی
فرآیندهای تصفیه آب آشامیدنی

نمایی از مخازن هوادهی خالی برای ته‌نشین شدن آهن

انعقاد

برای تشکیل لخته

استفاده از کمک منعقدکننده‌های پلی‌الکترولیتی

برای بهبود منعقدسازی و تشکیل لخته‌های ضخیم‌تر

ته‌نشینی

برای جداسازی مواد جامد، با استفاده از این روش جامدات معلق در لخته‌ها به‌دام می‌افتند و ته‌نشین می‌شوند.

فیلتراسیون

در این مرحله ذرات از آب جدا می‌شوند

تصفیه آب قابل شرب
تصفیه آب قابل شرب

مخزن فیلترهای شنی برای حذف آهن ته‌نشین‌شده

(این مخازن هم‌زمان با یکدیگر کار نمی‌کنند)

نمک‌زدایی

از این فرآیند برای حذف نمک موجود در آب استفاده می‌شود

ضدعفونی کردن

در این مرحله باکتری‌ها از بین می‌روند

باید در نظر داشته باشید که هیچ روش منحصربه‌فردی برای تصفیه هر نوع آبی وجود ندارد. هم‌چنین استاندارد کردن انتخاب فرآیندها برای منابع مختلف آب بسیار مشکل می باشد. لازم است که مطالعات فراوانی در زمینه‌ی کیفیت منابع آب در فصل‌های مختلف انجام شود تا بتوان مناسب‌ترین فرآیندها را انتخاب نمود.

امروزه فن‌آوری‌های مورد استفاده در تصفیه آب بسیار گسترش پیدا کرده‌اند و طرح‌های مفصلی در دسترس هستند که در بسیاری از تأسیسات آبی (عمومی و خصوصی) مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه‌براین، برخی از شرکت‌های خصوصی راه‌حل‌های فنی و به‌ثبت رسیده‌ای را عرضه نموده‌اند. استفاده از سیستم‌های اتوماسیون در تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب در کشورهای توسعه‌یافته بسیار رایج می‌باشد. هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری در مورد فن‌آوری‌های مربوط به نظارت کیفی، سطح و میزان اتوماسیون اتخاذ شده را تعیین می‌کنند.

بیشتر بخوانید:

> مراحل تصفیه آب شهری, آشامیدنی, صنعتی, داروسازی

> تصفیه آب قابل شرب با حذف آلاینده‌ها

منبع: فروشگاه اینترنتی دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب

نکات مهم قبل از خرید تصفیه آب خانگی

قبل از خرید هرگونه دستگاه تصفیه آب خانگی باید پاسخ سوالات زیر را بدانید
  1. آیا کیفیت آب مصرفی شما آنقدر پایین هست که نیاز به این گونه دستگاه ها باشد؟
  2. بهترین و مطمئن ترین روش تصفیه آب چه سیستمی است؟
  3. بهترین و مطمئن ترین مارک و برند بازار چیست؟
  4. کدام مارک و برند هم دارای کیفیت خوب هم قیمت مناسب است؟
  5. فروشگاه عرضه کننده محصول چقدر نسبت به تعهدات خود پایبند است؟
  6. تفاوت بین مدل های مختلف از یک مارک چیست؟

اگر در منطقه ای سکونت دارید که آب دارای کیفیت مطلوب است نیازی به هزینه اضافی برای خرید این گونه دستگاه ها نیست.

از نشانه های آب بی کیفیت می توان به موارد زیر اشاره کرد

  1. طعم یا بوی نامطلوب
  2. ایجاد رسوب در دیواره سماور یا کتری
  3. ایجاد رسوب در کولر های آبی
  4. احساس سنگینی پس از نوشیدن آب
  5. کاهش بارندگی در منطقه سکونت شما و درنتیجه تامین آب شرب شهر از سفره های زیر زمینی و چاه ها ( در مناطق شهری معمولا سفره های آب زیرزمینی بوسیله فاضلاب های شهری آلوده می شوند)
  6. خشکی پوست و یا شکنندگی موی سر
اما دقت کنید که آب ناسالم صرفا دارای طعم و بوی بد نیست. مواد شیمیایی و سمی بسیاری وجود دارند که بدون هیچ طعم و بویی در آب حل شده و به سلامتی شما آسیب می رسانند. روش دقیق پی بردن به میزان آلودگی و املاح آب استفاده از دستگاه «تی دی اس متر» و یا دستگاه «الکترولیز آب» و یا ارسال نمونه ای از آب به آزمایشگاه است.
پس از اینکه احساس کردید در منطقه ای سکونت دارید که آب شرب آن منطقه کیفیت مطلوب را ندارد و تصمیم به خرید دستگاه تصفیه آب نمودید، حالا نوبت آن رسیده که روش یا سیستم تصفیه ی مناسب برای تصفیه آب مصرفی خودتان را انتخاب کنید. حتما در این انتخاب دقت لازم را مبذول فرمایید، چراکه آب، مستقیما با سلامت شما و خانواده شما در ارتباط است.

تعریف علمی تصفیه آب

تصفیه آب (به انگلیسی: Water purification)، به فرایندهایی گفته می‌شود که طی آن مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های بیولوژیکی، جامداتمعلق و گازها از آب آلوده حذف می‌شوند، تا برای آشامیدن یا مصرف کشاورزی آماده گردد.

فرآیند های تصفیه آب را می توان به دو بخش کلی فرآیندهای فیزیکی و فرآیند های شیمیایی تقسیم کرد:

 

فرآیند های فیزیکی

مهم ترین آنها عبارت اند از : فیلتراسیون، تهنشینی، تقطیر و اسمز معکوس (RO) 

فرآیندهای شیمیایی

مهم ترین آنها عبارت اند از: کلرزنی، اذن زنی، دفلوکولانت، استفاده از تابش الکترومغناطیسی مانند اشعه ماوراء بنفش.دستگاه های تصفیه آب خانگی موجود در بازار بدون استثنا از یکی از روش های زیر و یا بصورت ترکیبی از چند روش زیر در کنار هم برای تصفیه آب

بهره می برند. این روش ها عبارت اند از:

  • فیلتراسیون
  • اسمز معکوس
  • اشعه ی ماورا بنفش

این سه روش جزء کم خطر ترین و سالمترین روش های تصفیه محسوب می شوند زیرا هیچ گونه ماده ی اضافی و شیمیایی به آب نمی افزایند، وبدون هیچ گونه عوارض جانبی آب را تصفیه می کنند.

فیلتراسیون (به انگلیسی: Filtration)

یک فرآیند مکانیکی یا فیزیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال (مایع یا گاز) جداسازی می‌شوند. اساس جداسازی در این روش اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال و استفاده از نیروی خارجی برای عبور مواد از یک غشاء نیمه تراوا است. اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند

تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس
تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس

اسمز معکوس

در بین روش های تصفیه، روش اسمز معکوس (reverse osmosis) کارا ترین و مطمئن ترین روش می باشد. در این روش با حداقل مصرف انرژی و بدون افزودن هیچ گونه مواد اضافی به آب،عمل تصفیه انجام شده و حداکثر مواد شیمیایی و سمی و طیف وسیعی از ناخالصی ها که شامل انگلها باکتری ها و ویروس ها می باشد از آب حذف می شوند. آب پس از عبور از سه مرحله (فیلتر های الیافی، کربن گرانول و کربن بلاک) وارد ممبران میشود. ممبران دارای ساختاری نیمه تراوا است که اجازه عبور ذرات بزرگ تر از ۰/۰۰۰۱ میکرون را نمی دهد، در نتیجه ذراتی به کوچکی ویروسها نیز که قطری حدود ۰/۰۲ میکرون دارند هم نمی توانند از این غشا عبور کنند. واضح است که کیفیت ممبران ارتباط مستقیم با کیفیت آب خروجی خواهد داشت و استفاده از ممبران های بی کیفیت و ارزان قیمت نمیتواند آب را در حد مطلوب تصفیه کند. یک ممبران با کیفیت عالی می تواند تا حدود ۹۹ درصد از آلاینده ها را از آب حذف کند.

دستگاه تصفیه آب ارزان قیمت ممبران با کیفیت
دستگاه تصفیه آب ارزان قیمت ممبران با کیفیت

اشعه ی ماورای بنفش (UV)

عملكرد اشعه ی ماورای بنفش در از بين بردن ميكروارگانيسم ها به این صورت است که فوتونهاي پر انرژي فرا بنفش توسط DNA میکرو ارگانیسم ها جذب مي­ شود كه با تركيب شدن فوتونها با DNA، بافت ميكروارگانيسم متلاشي مي­گردد. در این روش بدون تغییر در طعم و بو و خواص شیمیایی و فیزیکی آب، میکرو ارگانیسم های مقاوم در برابر کلر از بین می رود. لازم به ذکر است که این روش توانایی حذف مواد شیمیایی مضر برای بدن را ندارد و باید بعنوان یک روش مکمل در کنار روشهای فیلتراسیون و اسمز معکوس بکار گرفته شود.در انتخاب مارک دستگاه به موارد زیر دقت کنید

نکات مهم قبل از خرید دستکاه تصفیه آب خانگی

_ کیفیت فیلترها و قطعات به کار رفته در دستگاه

_ پایین بودن هزینه تعمیر و نگهداری دستگاه (در دسترس بودن و ارزان بودن فیلترها)

_ قیمت مناسب نسبت به رقبا

_ خدمات پس از فروش

حالا نوبت به انتخاب مدل دستگاه می رسد. تفاوت بین مدل های مختلف ناشی از سه فاکتور زیر می باشد:

تفاوت در روش و سیستم تصفیه آب

اگر دستگاه مدنظرشما از سیستم اسمزمعکوس (RO) برای تصفیه آب استفاده نکند (فاقد ممبران و پمپ باشد) قیمت بسیار پایین تری نسبت به دستگاه های RO دارد (زیر دویست هزار تومان). حتما به این نکته توجه فرمایید که فریب تعداد مراحل تصفیه را نخورید. دستگاه هایی در بازار هستند که تحت عنوان پنج مرحله یا شش مرحله با قیمت پایین عرضه می شوند که از سیستم RO استفاده نمیکنند. از نشانه های دستگاه RO داشتن ممبران و پمپ و مخزن ذخیره می باشد.

تفاوت در تعداد مراحل دستگاه تصفیه

بعد از اطمینان از وجود سیستم اسمز معکوس در دستگاه به سراغ تعداد مراحل تصفیه بروید.دستگاه پنج مرحله: در این مدل علاوه بر چهار فیلتری که در بخش اسمز معکوس درباره آن ها صحبت شد، یک فیلتر اضافه (مرحله پنج یا فیلتر پست کربن) برای از بین بردن طعم نامطلوب آب در نظر گرفته شده است.

دستگاه شش مرحله: در این مدل علاوه بر پنج فیلتر موجود در دستگاه پنج مرحله، فیلتری دیگر با نام فیلتر معدنی ساز (mineral) نیز به دستگاه افزوده شده تا مواد معدنی مورد نیاز بدن را به آب بیافزاید.

دستگاه هفت مرحله: در این مدل فیلتری با نام UV که مولد اشعه ی ماورای بنفش است در آخرین مرحله به دستگاه اضافه می شود. این فیلتر آلودگی های میکروبی که جا مانده اند را از بین می برد. باتوجه به اینکه آب شرب شهر ها قبلا در تصفیه خانه ها کلرزنی میشود در مصارف شهری نیازی به این نوع فیلتر نیست و ممبران به تنهایی می تواند آلودگی های میکروبی را از بین ببرد.

تفاوت در امکانات جانبی دستگاه تصفیه آب

برخی شرکت ها امکانات یا به اصطلاح آپشن هایی را روی دستگاه های خود پیاده می کنند که باعث تفاوت در بین آنها می شود برای مثال:وجود فشارسنج – وجود شیر برقی- وجود شیر تنظیم سختی و املاح آب – استفاده از شیر برداشت فانتزی(اهرمی) – استفاه از شاسی پایه دار

– پوشش پلاستیکی دستگاه

بهترین مارک تصفیه آب خانگی با کیفیت
بهترین مارک تصفیه آب خانگی با کیفیت

کاربرد فیلترهای آهن در تصفیه آب چیست؟

فیلترهای آهن می‌توانند آهن و منگنزی که موجب رنگی شدن البسه و لوازم مرتبط با مصرف آب می‌شوند، را حذف کنند. آهن فریک معمولاً به شکل ذرات رنگی شناور یا ته‌نشین شده در آب ظاهر می‌شود. اما آهن فرو در آب محلول بوده و قابل مشاهده نیست. یون‌های آهن فرو موجود در آب، در مجاورت با هوا اکسید می‌شوند و به آهن فریک تبدیل می‌گردند.

تجهیزات حذف آهن

آبی که حاوی مقادیر بالایی از آهن و منگنز است از نظر بهداشتی مشکلی ندارد اما چون وجود آهن بیش‌تر از ۰٫۳ میلی‌گرم در لیتر، و منگنز بیش‌تر از ۰٫۰۵ میلی‌گرم در لیتر، موجب می‌شود که طعم، بو و یا ظاهر آب تغییر کند، استفاده از چنین آبی مطلوب و خوشایند نمی‌باشد.

از طرفی، نوعی از باکتری‌ نیز وجود دارد که همراه آهن محلول در آب است. از آن‌جایی که این باکتری‌ باعث تولید لجن می‌شود، بهتر است که غلظت آهن فرو (قابل حل) همواره کم‌تر از ۰٫۱ میلی‌گرم در لیتر باشد. تشکیل لایه لزج ژلاتینی شکل بر روی دیواره داخلی سیفون توالت و یا وجود ماده‌ی ژلاتینی در خروجی شیر تخلیه، نشان‌دهنده‌ی وجود باکتری آهن می‌باشد. به‌کارگیری مقادیر بالایی از کلر به‌صورت دوره‌ای (در حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر) که شوک کلرزنی و یا ضدعفونی نیز نامیده می‌شود، می‌تواند برای کنترل باکتری آهن مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد فیلترهای آهن در تصفیه آب چیست؟
کاربرد فیلترهای آهن در تصفیه آب چیست؟

معمولاً برای حذف آهن از روش‌های زیر استفاده می‌کنند:

فیلترهای آهن

از فیلتر آهن فقط برای حذف آهن فرو (محلول در آب) و منگنز می‌توان استفاده نمود، آهن فریک موجب انسداد فیلتر می‌شود. این فیلترها شبیه سختی گیرهای آب هستند اما بستر آن‌ها از شن سبز (منگنز طبیعی یا مصنوعی) تشکیل شده است. دی‌اکسید منگنز باعث اکسید شدن آهن و منگنز می‌شود، سپس ذرات اکسید شده در قسمت‌های پایین‌تر بستر، فیلتر می‌شوند. اغلب این فیلترها می‌توانند ۷۵ تا ۹۰ درصد آهن با غلظت ۱۰ تا ۱۵ میلی‌گرم در لیتر را حذف کنند. بستر این فیلترها باید به‌طور مرتب تحت شستشوی معکوس قرار گیرد تا ذرات آهن جمع شده در آن‌ها از فیلتر خارج گردد. برای شستشوی معکوس لازم است که شدت جریان بیش‌تر از دو برابر شدت جریان سرویس‌دهی باشد. شن سبز کارکرده و فرسوده باید با افزودن پرمنگنات پتاسیم احیا شود. آب اسیدی با pH کم‌تر از ۶٫۸ ، منگنز را از روی شن سبز جدا می‌کند و باعث کاهش ظرفیت تبادل اکسیژن می‌شود، بنابراین خنثی‌ نمودن آب بسیار ضروری است. از طرفی، لجن تولید شده توسط باکتری آهن نیز می‌تواند موجب انسداد فیلتر گردد.

سختی گیر

رزین‌های موجود در سختی گیرهای آب حاوی مواد معدنی زئولیتی هستند که می‌توانند آهن محلول را برمبنای تبادل یون حذف کنند (به‌همان طریقی که یون‌های کلسیم و منیزیم در سختی گیر حذف می‌شوند). بر حسب نوع زئولیت استفاده شده و فرآیند احیا، آهن محلول تا غلظت ۵ میلی‌گرم در لیتر می‌تواند حذف شود. لجن تولید شده توسط باکتری آهن می‌تواند موجب انسداد زئولیت شود و مقدار کارایی آن‌را کاهش دهد.

 

تزریق پلی سولفات

با این روش می‌توان تا ۳ میلی‌گرم در لیتر آهن محلول را حذف نمود. این ترکیب از فسفات، آهن محلول را می‌پوشاند و هنگامی‌که آب در مجاورت هوا قرار می‌گیرد مانع از اکسید شدن آن می‌شود. این ترکیب در مورد آهن فریک موثر نمی‌باشد. پلی‌فسفات فقط برای تصفیه آب سرد موثر است. گرم کردن آب موجب اکسید شدن آهن و نیز کاهش مقدار آهن می‌گردد، همان‌طور که تجمع آهن اکسید شده را در آب گرم‌کن‌ها می‌توان مشاهده نمود. آب گرم باعث زنگ‌زدگی آهن می‌شود و برای استفاده در منزل چندان مناسب نیست.

کلرزنی و فیلتراسیون

با انجام عملیات کلرزنی به‌همراه فیلتر کردن آب توسط یک فیلتر شنی، می‌توان هر مقدار از آهن موجود در آب را حذف نمود. کلر موجب اکسید شدن و ته‌نشین شده آهن می‌شود و فیلتر نیز می‌تواند ذرات تشکیل شده را از آب جدا کند. سپس می‌توان از فیلتر کربن استفاده کرد تا مقدار کلر باقی‌مانده و اضافی در آب حذف گردد. در این روش باکتری‌های آهن نیز از بین می‌روند. اگر این باکتری‌ها به‌صورت دائم با شوک‌های کلرزنی از بین نروند، آن‌گاه می‌توان از کلرزنی پیوسته استفاده نمود.

هوادهی و فیلتراسیون

یک راه جایگزین برای حذف آهن از طریق کلرزنی، هوادهی همراه با فیلتراسیون می‌باشد. با استفاده از سیستم هوادهی، اکسیژن وارد آب می‌شود و بنابراین موجب می‌گردد که آهن فرو از طریق انجام اکسیداسیون، رسوب کند. اخیراً دستگاه‌های هوادهی برای مصارف خانگی نیز در دسترس قرار گرفته‌اند.

فیلتر آهن با قابلیت انجام شستشوی معکوس. از این دستگاه می‌توان برای حذف آهن، گوگرد، رسوبات مختلف، مزه و بو، بر حسب جنس فیلتر موجود در مخزن، استفاده نمود.

انتخاب نوع دستگاه حذف آهن به مقدار آهن موجود در آب، خواص آب، دیگر تجهیزات استفاده شده جهت تصفیه آب، شرایط استفاده کننده در مورد قیمت، سهولت استفاده و انجام مراحل تعمیر و نگه‌داری دستگاه، بستگی دارد.

منبع: فروشگاه اینترنتی دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب

حذف ذرات معلق آب با فیلترهای مکانیکی

فیلترهای مکانیکی از طریق فرآیند صاف کردن می‌توانند شن و ماسه، خاک و دیگر ذرات معلق موجود در آب را حذف کنند. فیلترهای مکانیکی باعث کاهش کدورت آب می‌شوند و ظاهر آن را بهبود می‌بخشند.

حذف خاک و دیگر ذرات معلق موجود در آب با فیلترهای مکانیکی 

فیلترهای مکانیکی دستگاه فیلتراسیون آب حذف نیترات
فیلترهای مکانیکی دستگاه فیلتراسیون آب حذف نیترات

دستگاه های فیلتراسیون، در اندازه‌ها و طرح‌های مختلف وجود دارند. دستگاه‌های کوچک برای مصارف آشپزخانه مناسب هستند و قبل از این‌که نیاز به تعویض فیلتر پیدا کنند فقط می‌توانند بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ گالن آب را تصفیه کنند. دستگاه‌های بزرگ که در زیر سینک نصب می‌شوند، و اغلب فیلترهای درون خطی (in line) نیز نامیده می‌شوند، چنان طراحی شده‌اند که بتوانند تا ۱۵۰۰ گالن را نیز تصفیه کنند. دستگاه های دیگری نیز وجود دارند که قادرند تمامی آب مصرفی در منزل را تصفیه کنند.

در بیش‌تر موارد فیلترهای مکانیکی را با فیلترهای کربنی ترکیب می‌کنند. فیلترهای مکانیکی کوچک، که در آن‌ها از الیاف سلولزی استفاده می‌شود، می‌توانند هم به شیر آشپزخانه متصل شوند و هم می‌توانند در زیر سینک نصب گردند. در فیلترهایی که برای تصفیه کل آب مصرفی در منزل استفاده می‌شوند، می‌توان از شن یا ماسه نیز بهره گرفت.

فیلترهای مکانیکی نیترات را حذف نمی کند

هم‌چون فیلترهای کربنی، فیلترهای مکانیکی نیز نمی‌توانند نیترات، باکتری‌ها و یا فلزات سنگین را حذف کنند. پس ترجیحاً بهتر است که آب عبور کننده از آن‌ها دارای مشکلات بیولوژیکی نباشد.

تعویض و شستشوی به‌موقع فیلتر در این دستگاه‌ها دارای اهمیت فراوانی است. اگر فیلتر مکانیکی به‌طور منظم تمیز و یا تعویض نشود، احتمال انسداد آن وجود دارد و در نتیجه فشار آب و نیز شدت جریان عبوری از آن کاهش پیدا خواهد کرد. تکرار عملیات شستشوی فیلتر و یا تعویض آن به سطح آلاینده‌های موجود در آب و کیفیت آب عبوری از میان فیلتر بستگی دارد. فیلترهای شنی باید به‌صورت خودکار و یا دستی تحت شستشوی معکوس قرار گیرند تا ذرات به‌دام افتاده در آن‌ها جدا شوند. در شکل زیر یک فیلتر مکانیکی حاوی الیاف سلولزی که با فیلتر کربن فعال ترکیب شده، نشان داده می‌شود.

منبع: فروشگاه دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب