تصفیه آب چیست؟
تصفیه آب به مجموعه ای از فرآیندها و روش ها گفته می شود که به منظور حذف آلودگی ها، ذرات معلق و ترکیبات غیرمطلوب از آب استفاده می شود. هدف اصلی تصفیه آب، تأمین آبی سالم و ایمن برای مصارف مختلف از جمله آشامیدنی، بهداشتی و صنعتی است.
آب
فرآیندهای تصفیه آب میتواند شامل مراحل زیر باشد:
-
ته نشینی (Coagulation)
مواد ته نشین کننده مانند سولفات آلومینیوم یا پلیمرها به آب اضافه میشوند تا ذرات معلق و آلودگیها را به خود جذب کنند و تشکیل رسوباتی به نام فلوک ها بدهند.
-
تخلیه فلوک (Flocculation)
آب به همراه فلوک‌های تشکیل شده به طور آرام و مداوم مخلوط میشوند تا فلوک‌ها به یکدیگر متصل شوند و ذرات بزرگتری تشکیل دهند.
-
رسوبگیری (Sedimentation)
در این مرحله، آب و فلوک‌ها به طور آرام در یک مخزن بزرگ قرار می‌گیرند و به مدت زمان کافی آرامش می‌یابند. در این فرآیند، فلوک‌ها به قاعده مخزن رسوب میکنند و آب خالص از بالا جدا میشود.
-
فیلتراسیون (Filtration)
آب از طریق لایه‌های فیلتری مانند ماسه و کربن فعال عبور میکند. این لایه‌ها جزئیات ریزتری را از آب جدا کرده و آن را تصفیه میکنند.
-
ضدعفونی (Disinfection)
ضدعفونی کننده‌هایی مانند کلر یا اشعه ماوراء بنفش به آب اضافه میشوند تا میکروب‌ها و باکتریها را از بین ببرند و آب را ضدعفونی کنند.
-
تنظیم pH و معدنی سازی
در این مرحله، pH آب تنظیم میشود تا به مقدار مطلوب برسد. همچنین، برخی از مواد معدنی مانند کلسیم و منیزیم به آب اضافه میشوند تا غنی شود و کیفیت آب بهبود یابد.
تصفیه آب
خلاصه
همچنین، برای تصفیه آب می‌توان از فرآیندهای مکملی مانند نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، الکتروکواگولیز و غیره استفاده کرد تا به طور موثر‌تری آلودگیها را حذف کند و آب را به حالتی بسیار نزدیک به آب
معایب تصفیه آب
- هزینه: احتمالاً هزینه‌های مرتبط با تصفیه آب از جمله خرید و نصب تجهیزات، مواد شیمیایی و انرژی بالا باشد. همچنین، تصفیه آب ممکن است نیاز به تعمیرات و نگهداری داشته باشد که هزینه‌های دیگری را به دنبال دارد.
- مصرف انرژی: برخی فرآیندهای تصفیه آب نیاز به انرژی بالا دارند، به ویژه در صورت استفاده از فناوریهای پیشرفته مانند اسمز معکوس. این مصرف انرژی میتواند منجر به افزایش هزینه‌های عملیاتی و بار محیط زیستی شود.
- اثرات جانبی شیمیایی: برخی فرآیندهای تصفیه آب ممکن است منجر به تشکیل آلاینده‌های شیمیایی جدیدی شود. برای مثال، استفاده از مواد شیمیایی مانند کلر برای ضدعفونی آب میتواند منجر به تشکیل ترکیبات شیمیایی ناخواسته و ممکن است بر برخی از پارامترهای سلامتی تأثیر بگذارد.
- محدودیت منابع آب: تصفیه آب نیاز به منابع آب تازه دارد. در برخی مناطق، کمبود منابع آب شیرین ممکن است به چالشی برای تصفیه آب تبدیل شود.
مزایای تصفیه آب
- حذف آلودگی ها: به طور مؤثری از آلودگی ها، مواد شیمیایی، باکتریها، ویروسها، انگل‌ها و سایر آلودگیهای موجود در آب خروجی، شامل ذرات معلق، رنگ، بو، طعم و ناخالصیهای دیگر، جدا می شود.
- آب بهتری برای مصارف مختلف: تصفیه آب به آبی که برای مصارف مختلف مانند آشامیدنی، آشنا کردن غذا، شستشوی بدن و لباس، آشامیدن حیوانات و استفاده در صنایع استفاده میشود، کیفیت بالاتری می بخشد.
- بهداشت عمومی: بهبود بهداشت عمومی را فراهم میکند، زیرا آلودگیهای موجود در آب شامل باکتریها و ویروسها که میتوانند بیماری‌های مشترک مانند دیسنتری، کولرا، تیفوس و هپاتیت را منتقل کنند، حذف می شوند.
- حفظ محیط زیست: تصفیه آب میتواند به حفظ محیط زیست کمک کند، زیرا با حذف آلودگیها و ذرات معلق از آب، تأثیرات منفی بر روی محیط زیست و اکوسیستم‌ها کاهش می یابد.
- کاهش مصرف آب زیرزمینی:میتواند به کاهش مصرف آب زیرزمینی کمک کند، زیرا با استفاده از آب شهری تصفیه شده به جای آب زیرزمینی، منابع آب زیرزمینی صرفهجویی می شود.
- بهبود طعم و بو: آن فرآیندها میتوانند طعم و بوی ناخوشایند موجود در آب را بهبود بخشند، در نتیجه آب قابل آشامیدن تر و مطلوب تر میشود.
- افزایش عمر مفید تجهیزات: میتواند از رسوبات و ترکیبات ناخواسته در آب جلوگیری کند و عمر مفید تجهیزاتی مانند گازسوزی ها، پمپ‌ها، بخار افزایش می دهد.
تصفیه
کاربردهای تصفیه آب
کاربردهای متعددی در زندگی روزمره و صنعت دارد. برخی از کاربردهای تصفیه آب عبارتند از:
-
آب آشامیدنی
تصفیه آب برای تولید آب آشامیدنی استفاده میشود. این آب باید آلودگیها، باکتریها، ویروسها و سایر آلودگیهای موجود در آب را حذف کند تا بهداشت عمومی را تضمین کند.
-
آب خانگی
برای استفاده در خانهها به عنوان آب آشامیدنی، آب برای پخت و پز، آب برای شستشوی لباس و ظروف، آب برای حمام و دوش و آب برای آبیاری گل و گیاه استفاده میشود.
-
صنعتی
تصفیه آب در صنعت به منظور استفاده در فرآیندهای تولید، خنک کردن دستگاهها، شستشوی تجهیزات، تهیه آب خنک و گرم و سایر نیازهای صنعتی استفاده میشود.
-
کشاورزی
به منظور آبیاری مزارع و باغات استفاده میشود. آب آشامیدنی تصفیه شده نیز میتواند برای آبیاری گیاهان استفاده شود.
-
بیمارستان ها و مراکز بهداشتی
تصفیه آب در بیمارستان‌ها و مراکز بهداشتی برای تولید آب آشامیدنی، آب برای تداوم عملیات جراحی و پزشکی، شستشوی ابزارها و تجهیزات پزشکی، و سایر نیازهای بهداشتی استفاده میشود.
-
صنایع غذایی
در صنایع غذایی برای استفاده در تهیه مواد غذایی، شستشوی مواد خام و تجهیزات، خنک کردن و آبیاری محصولات استفاده میشود.
-
تولید انرژی
برای استفاده در نیروگاه‌های حرارتی و هسته‌ای، صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و سایر صنایع مرتبط با تولید انرژی استفاده میشود.
تولید انرژی آبی
کلیات
در کل، تصفیه آب برای تأمین آبی سالم و ایمن برای مصارف مختلف از جمله آشامیدنی، بهداشتی، صنعتی و کشاورزی بسیار اهمیت دارد.
جدول فرمول های شیمیایی تصفیه آب
| کلر (Cl2) | کلر به عنوان یک ماده ضدعفونی‌کننده استفاده میشود تا باکتریها، ویروسها و سایر میکروارگانیسم‌ها را از آب حذف کند. فرمول شیمیایی کلر Cl2 است. |
| سولفات آلومینیوم (Al2(SO4)3) | سولفات آلومینیوم برای کاهش تربیت رنگ، رسوبات و جسم‌های معلق در آب استفاده میشود. فرمول شیمیایی سولفات آلومینیوم Al2(SO4)3 است. |
| سولفوریک اسید (H2SO4) | سولفوریک اسید برای تنظیم pH آب استفاده میشود. فرمول شیمیایی سولفوریک اسید H2SO4 است. |
| کربن فعال | کربن فعال یک ماده جاذب است که آلاینده‌ها، مواد شیمیایی و ذرات معلق را از آب حذف میکند. |
| آلومینیوم سولفات | آلومینیوم سولفات نیز برای کاهش تربیت رنگ، رسوبات و جسم‌های معلق در آب استفاده میشود. |
| اسمز معکوس (RO) | اسمز معکوس یک فرآیند تصفیه آب است که با استفاده از فشار، آب را از طریق غشاهای نیمه نفوذپذیر و جداسازی میکند. در این فرآیند، آب به طور فعال از طریق غشاها عبور میکند و آلاینده‌ها و املاح را با خود به بیرون می‌برد. |
این فرمول‌ها تنها بخشی از مواد شیمیایی است که در فرآیندهای آن استفاده میشوند. هر فرآیند تصفیه آب ممکن است شامل مواد شیمیایی و فرمول‌های دیگری باشد که بسته به نوع آلودگیها و نیازهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تصفیه آب از چه طریقی انجام می شود؟
تصفیه آب از طریق چندین فرآیند و مرحله انجام میشود. مهمترین روشهای تصفیه آب عبارتند از:
- تصفیه فیزیکی: در این مرحله، ذرات معلق و رسوبات از آب جدا میشوند. این شامل فیلتراسیون است که با استفاده از فیلترهای مختلف مانند فیلترهای ماسه، فیلترهای کربن فعال و فیلترهای غشایی انجام میشود. همچنین، جداسازی ذرات معلق و رسوبات از آب با استفاده از روش‌هایی مانند رسوبگیری و سنتریفوژ نیز انجام میشود.
- تصفیه شیمیایی: در این مرحله، از مواد شیمیایی مختلف برای حذف آلاینده‌های شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها استفاده میشود. مواد شیمیایی مانند کلر، سولفات آلومینیوم، سولفوریک اسید و هیدروژن پراکسید ممکن است برای ضدعفونی‌کردن آب و حذف آلاینده‌ها استفاده شوند.
- تصفیه بیولوژیکی: در این مرحله، برای حذف آلودگیهای زیستی مانند باکتریها و ویروسها، از فرآیندهای بیولوژیکی مانند فیلتراسیون سنگین و استخراج بیولوژیکی استفاده میشود. در این فرآیندها، میکروارگانیسم‌ها با استفاده از باکتریها، آلژینات و سایر مواد زیستی حذف میشوند.
- تصفیه با استفاده از غشاء: در این روش، از غشاهای نیمه نفوذپذیر مانند اسمز معکوس و فیلتراسیون معکوس استفاده میشود تا مواد معلق، آلاینده‌ها و املاح را از آب جدا کند. این روش به طور خاص در تصفیه آب شور و تصفیه آب دریا استفاده میشود.
هر فرآیند تصفیه آب ممکن است شامل یک یا ترکیبی از این روش‌ها باشد، به طوری که به نیازهای خاص مربوطه پاسخ دهد.
مولکول های تصفیه آب
تصفیه آب از شکسته شدن چه مولکول هایی حاصل می شود؟
از شکسته شدن مولکول های مختلف و تشکیل مولکول های جدیدی در نتیجه واکنش های شیمیایی استفاده می کند. در تصفیه آب، می توان به تشکیل مولکول های زیر اشاره کرد:
- هیدروکسید آهن (Fe(OH)3): با افزودن سولفات آهن به آب، هیدروکسید آهن تشکیل می شود. این ماده به عنوان یک رسوب در آب تشکیل میشود و باعث جداسازی ذرات معلق و رسوب‌های آهنی می شود.
- کربنات کلسیم (CaCO3): در آن، با افزودن کربنات سدیم به آب، کربنات کلسیم تشکیل میشود. این ماده به عنوان یک رسوب در آب تشکیل میشود و باعث جداسازی رسوبات کلسیمی و کاهش سختی آب می شود.
- کلرید (Cl-): از کلرید سدیم یا کلرید کلسیم برای ضدعفونی‌کردن آب استفاده میشود. کلرید به عنوان یک یون منفی در آب حل می شود.
- هیدروژن یون (H+): در آن، از اسیدهایی مانند سولفوریک اسید برای تنظیم pH آب استفاده میشود. هیدروژن یون‌ها به عنوان یون‌های هیدروژنی در آب حل می شوند.
این فقط چند مثال از مولکول ها و یون هایی است که در فرآیند تصفیه آب ممکن است تشکیل شوند. تشکیل دیگر مولکول ها و یون ها بسته به نوع فرآیند و مواد شیمیایی مورد استفاده متفاوت خواهد بود.
آب تصفیه شده توسط تصفیه آب چه محاسنی دارد؟
-
بهبود کیفیت آب
تصفیه آب باعث حذف آلاینده‌های شیمیایی و زیستی از آب میشود، که بهبود کیفیت آب را به ارمغان می‌آورد. این آب خالص تر، بدون رنگ، بوی ناخوشایند یا مزه غیرمطلوب است.
-
حذف میکروارگانیسم ها
تصفیه آب باعث حذف باکتریها، ویروسها، اسپورها و سایر میکروارگانیسم‌های مضر از آب میشود. این امر باعث بهبود بهداشت و کاهش خطر انتقال بیماری‌ها از آب میشود.
-
کاهش آلودگی های شیمیایی
تصفیه آب باعث کاهش آلاینده‌های شیمیایی مانند فلزات سنگین، آلاینده‌های آلی و مواد شیمیایی صنعتی از آب میشود. این کاهش آلودگیها بهبود سلامت عمومی و کاهش خطرات مرتبط با مواد آلوده در آب را به همراه دارد.
-
کاهش سختی آب
تصفیه آب می تواند سختی آب را کاهش دهد، یعنی میزان مواد معدنی موجود در آب را کاهش دهد. این کاهش سختی آب بهبود طعم و بوی آب را به همراه دارد و میتواند مشکلات مرتبط با رسوبات و سنگ‌زنی در سیستم‌های آبیاری و لوله‌کشی را کاهش دهد.
-
حفظ محیط زیست
آن میتواند به حفظ محیط زیست کمک کند. با حذف آلاینده‌ها از آب، آلودگی آب‌های طبیعی مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها کاهش مییابد و اکوسیستم‌های آبی را حفظ میکند مزایای دیگر آب تصفیه شده شامل افزایش عمر لوله‌کشی، کاهش هزینه‌های مرتبط با آب و بهبود کارایی سیستم‌های صنعتی و قرون‌های آبیاری نیز میشود.
آب و محیط زیست
به مزایای دیگر آب تصفیه شده عبارتند از:
- مصرف بهینه‌تر آب: آب تصفیه شده معمولاً دارای کیفیت بهتری است، که میتواند منجر به مصرف بهینه‌تر آب شود. این به معنای کاهش ضایعات آب و استفاده بهینه از آب منابع طبیعی است.
- منبع آب قابل استفاده برای مصارف مختلف: آب تصفیه شده میتواند منبعی قابل استفاده برای مصارف مختلف مانند آب آشامیدنی، آب استفاده در خانه، آب آشامیدنی برای حیوانات، آب آبیاری و آب استفاده در صنعت باشد.
- حفظ منابع آب: با تصفیه و استفاده از آب دور ریخته شده یا بازیافت شده، منابع آب طبیعی مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب زیرزمینی حفظ میشوند. این کاهش در استفاده از منابع آب طبیعی میتواند به حفظ تعادل اکوسیستم‌های آبی و جلوگیری از خشکسالی کمک کند.
- کاهش هزینه ها: استفاده از آب تصفیه شده معمولاً باعث کاهش هزینه‌های مرتبط با خرید آب آشامیدنی، تعمیر و نگهداری سیستم‌های آبیاری و سیستم‌های تصفیه آب در خانه میشود.
- امکان دسترسی به آب پاک در مناطق کمبود آب: تصفیه آب میتواند در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، امکان دسترسی به آب پاک و قابل استفاده را فراهم کند.
استفاده از آب تصفیه شده به عنوان یک منبع مطمئن و ایمن از آب، مزایای مهمی را برای جامعه و محیط زیست به همراه دارد. این آب میتواند به بهبود سلامت و کیفیت زندگی افراد، حفظ منابع آب و کاهش آلودگیهای محیطی کمک کند.
تصفیه آب در جامعه ی امروزی به چه شکلی انجام می شود؟
در جامعه امروزی به شکل‌های مختلف انجام میشود. روش‌ها و فناوریهای مورد استفاده بسته به نوع آب و نیازهای محلی ممکن است متفاوت باشند. اما در اکثر موارد، فرآیندهای زیر در تصفیه آب به کار می‌روند:
- پیش تصفیه: این مرحله شامل از بین بردن ذرات بزرگ و معلق از آب است. این میتواند از طریق سدیم هیپوکلریت (کلر) یا فیلتراسیون با استفاده از فیلترهای ماسه و کربن فعال انجام شود.
- تصفیه اولیه: در این مرحله، ذرات ریزتر و معلق‌تر از آب حذف میشوند. این میتواند با استفاده از فیلترهای غشایی، ترشح معکوس، فیلتراسیون متوالی و یا فرآیندهای ترسیب شیمیایی مانند استفاده از سولفات آلومینیوم و هیدروکسید کلسیم انجام شود.
- تصفیه ثانویه: در این مرحله، آلاینده‌های معدنی، آلی، میکروبی و شیمیایی دیگری که در مراحل قبلی حذف نشده‌اند، از آب حذف میشوند. این مرحله ممکن است شامل فرآیندهای مانند فیلتراسیون غشایی بالا، استفاده از کربن فعال، اکسیداسیون میکروبی (با استفاده از ازن، فتوکاتالیست و غیره) و یا فرآیندهای ترسیب شیمیایی باشد.
- ضدعفونی و ضدعفونی نهایی: در این مرحله، هدف از استفاده از مواد ضدعفونی و ضدعفونی کننده‌ها، از بین بردن باکتریها، ویروسها و سایر میکروارگانیسم‌ها است. برای این منظور، می‌توان از کلر، ازن، فتوکاتالیست و یا فیلتراسیون با غشاهای نانو استفاده کرد.
- پس تصفیه: در این مرحله، آب تصفیه شده ممکن است به شبکه توزیع آب رسانده شود و یا در تاسیسات تقویت کننده مانند ایستگاه‌های پمپاژ، مخازن ذخیره و یا تصفیه‌خانه‌های متقاطع تقویت شود.
پس تصفیه
شما را به دیدن فیلم نحوه ی تصفیه ی آب عمومی دعوت می نمایم
خلاصه ی مقاله
مهمترین هدف تصفیه آب در جامعه امروزی، تأمین آب آشامیدنی با کیفیت و ایمن برای جامعه است. استفاده از فناوریهای پیشرفته، مانند تصفیه آب با استفاده از غشاهای نانو و ازناسیون، بهبود کیفیت آب و کاهش خطرات مرتبط با آب را فراهم میکند.