تصفیه و تولید آب آشامیدنی | شرکت مهندسی شاران صنعت

تصفیه آب آشامیدنی

شرکت شاران صنعت محصولات و خدمات خود را در این زمینه در قالب طراحی، مشاوره، ساخت، اجرا، نصب و راه اندازی سیستم های تصفیه آب آشامیدنی به صورت کلید در دست EPC به کارفرمایان محترم ارایه می نماید. تمامی طراحی های صورت گرفته به منظور ساخت دستگاه تصفیه آب آشامیدنی توسط این شرکت بر پایه استانداردهای ملی و بین المللی (سازمان حفاظت از محیط زیست) صورت می گیرد. روشی که برای تصفیه آب آشامیدنی در نظر گرفته می شود، تابعی از کمیت و کیفیت آبی است که در آبگیر موجود است. با توجه به عدم کارآیی روش های سنتی به منظور تصفیه آب آشامیدنی، شرکت مهندسی شاران صنعت همواره به دنبال بهترین و کارآمدترین روش برای تصفیه آب شرب می باشد. یکی از ضروریات به منظور تصفیه آب شرب، مشخص کردن منبع آب است (آب چاه، آب های سطحی، آب باران و …).

با در نظر گرفتن پارامترهای کمی و کیفی آب، شرکت مهندسی شاران صنعت قادر به طراحی، ساخت و اجرای انواع دستگاه های تصفیه آب آشامیدنی با ظرفیت های متفاوت است. در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر با کارشناسان ما در شرکت تماس حاصل فرمایید. همچنین می توانید جهت کسب اطلاع از قیمت خدمات و محصولات ارائه شده به منظور طراحی و اجرای انواع سیستم های تصفیه آب صنعتی، از طریق راه های ارتباطی با ما در تماس باشید. 

ادامه مطلب

فهرست

تاریخچه تصفیه آب

اهمیت و علت تصفیه آب آشامیدنی جدا از بحث ظاهر و مزه آب تقریبا تا اواسط قرن ۱۹ شناخته نشده بود تا اینکه به دلیل بروز برخی بیماری های عفونی و تحقیقات صورت گرفته توسط دانشمندان، علل این بیماری ها را آب ناسالم تشخیص داده و تصفیه آب شرب اهمیت ویژه ای پیدا نمود. پس از این موضوع، تامین کنندگان آب نگرانی بیشتری درارتباط با کیفیت آب آشامیدنی از لحاظ بیماری زایی حس کردند. در واقع دانشمندان متوجه شدند که حالت کدر بودن آب یا ابری بودن آن، تنها ظاهر آب را تحت تاثیر قرار نمی دهد و ممکن است خطری برای سلامت موجودات محسوب گردد. در نتیجه سیستم های تصفیه آب به منظور کاهش کدروت و حذف پاتوژن هایی بیماری زا مانند وبا، حصبه و دیگر بیماری ها  طراحی شدند. این موضوع اهمیت تصفیه آب را به وضوح نشان می دهد.


منابع آب آشامیدنی

یک منبع پاکیزه و همواره پایدار آب آشامیدنی برای هر جامعه ای جز ضروریات محسوب می شود. نگرانی های اساسی که در مورد آب آشامیدنی وجود دارد عمدتا شامل موارد زیر می باشد:

  1. وجود باکتری های بیماری زا (پاتوژن) در آب
  2. غلظت بعضی از یون ها که در سلامتی انسان نقش دارند مثل یون فلوئور
  3. ذرات معلق در آب
  4. بو و مزه آب

به طور معمول در شهرهای بزرگ منبع آب آشامیدنی، آب های سطحی مثل دریاچه ها، رودخانه ها و آب انبارها می باشند. منابع تامین کننده آب گاهی به جامعه تحت پوشش نزدیک و گاهی کیلومترها از آن فاصله دارد که در دو مورد ضروری است تا آبی که در آّگیرها تجمع می یابد به طور کامل پایش شود. در مناطق روستایی، مردم ترجیح می دهند که از آب خارج شده از چاه ها استفاده کنند. در شکل زیر منابعی که برای آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرند نشان داده شده است.

 

 


سیستم آبگیری

سیستم آبگیری می بایست در مکانی قرار گیرد که دسترسی به آن ساده باشد، آب مورد نظر بهترین کیفیت را داشته باشد و نیز منبع آن قابل اطمینان باشد و در شرایط مختلف دچار آسیب نشود. به طور کلی این سیستم تنها به منظور برداشت آب برای تصفیه خانه و تامین آب ساخته می شود. آبگیری می تواند از منابع متعددی انجام شود به طور مثال ممکن است از دریاچه ها و آب انبارها، رودخانه و آب های زیرزمینی باشد.

در انتخاب محل آبگیری می بایست به موارد زیر توجه نمود.

  • اقدامات لازم جهت به دست آوردن بهترین کیفیت آب
  • پیش بینی تغییرات احتمالی جریان و منبع رودخانه
  • کاهش اثر یخ زدگی، سیلاب و …
  • فضای کافی برای کامیون ها
  • امکان اضافه کردن واحد ها در آینده

برج آبگیری و آبگیری غوطه ور دو نوع از انواع آبگیری ها در دریاچه ها و مخازن می باشد. آبگیری به روش غوطه ور سازی در مقایسه با برج آبگیری مقرون به صرفه تر می باشد و هیچ تاثیری در زیبایی آبگیر ندارد و مشکلی از لحاظ کشتیرانی در رودخانه ایجاد نمی نماید.


مشخصات آب آشامیدنی

به منظور دسترسی به آب آشامیدنی سالم، می بایست یک سری عملیات تصفیه بر روی آب انجام گیرد تا آلاینده های آب (شیمیایی-بیولوژیکی) حذف گشته و کیفیت آب شرب به حد مطلوب برسد.

جامدات معدنی محلول در آب، تاثیر چندانی به صورت مستقیم در سلامت انسان ندارد در واقع خطر جدی برای سلامت موجودات محسوب نمی شود. میزان TDS بالاتر از ۵۰۰ میلی گرم بر لیتر و حتی بالاتر از ۱۰۰۰ میلی گرم بر لیتر نیزتاثیر چندانی برا کیفیت آب ندارد. اما اگر این میزان بالاتر باشد، آب طعم شوری به خود می گیرد. به طور معمول TDS آب دریا تقریبا ۳۳۰۰۰ میلی گرم در لیتر اندازه گیری شده است در حالی که آب های سطحی اصطلاحاً نرم یا سختی زدایی شده TDS کمتر از ۵۰ میلی گرم در لیتر می باشد. میزان TDS آب های سطحی از ۱۵۰ تا ۴۰۰ میلی گرم درلیتر متغیر است. TDS آب های زیر زمینی معمولا بالاتر از آب های سطحی است.

استاندارد آب آشامیدنی- ویژگی های میکروبیولوژکی نخستین بار در سال ۱۳۵۲ در ایران تهیه شد. استاندارد کیفیت آب‌های ایران بر اساس سازمان حفاظت از محیط زیست در جدول زیر آورده شده است.


استاندارد کیفیت منبع آب برای کاربری شرب

همچنین بر اساس موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، حداکثر مطلوب TDS برای آب آشامیدنی ppm 1000 و حداکثر مجاز TDS برای آب آشامیدنی، ppm 1500 می باشد.

جدول زیر بیانگر برخی ویژگی های فیزیکی آب آشامیدنی استاندارد اشاره شده است.

<tdcolspan=”3″>در محدوده مقادیر ذکر شده در استاندارد ملی کیفیت آب آشامیدنی ۱۰۵۳

ردیفپارامترواحدگروه ۱گروه ۲گروه ۳
۱PHمیکروزیمنس بر سانتیمتر در ۲۰ درجه سیلسیوس۸/۵ – ۶/۵۹ – ۵/۵۹ – ۵/۵
۲رنگ (پس از صاف کردن نمونه)فاکتور رقیق‌سازی در ۲۵ درجه سیلسیوس۲۰۱۰۰۲۰۰
۳جامدات معلق کلمیلی‌گرم بر لیتر۲۵
۴هدایت الکتریکیمیلی‌گرم بر لیتر۱۰۰۰۲۰۰۰
۵بومیلی‌گرم بر لیتر۳۱۰۲۰
۶نیتراتمیلی‌گرم بر لیتر۵۰۵۰۵۰
۷فلورایدمیلی‌گرم بر لیتر۱/۵۱/۵۱/۵
۸آهن محلولمیلی‌گرم بر لیتر۰/۳۲
۹منگنزمیلی‌گرم بر لیتر۰/۴۱
۱۰مسمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۵۲
۱۱رویمیلی‌گرم بر لیتر۳۵
۱۲بورمیلی‌گرم بر لیتر۰/۵۱۱
۱۳آرسنیکمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۱۰/۰۵۰/۱
۱۴کادمیممیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۰۳۰/۰۰۵۰/۰۰۵
۱۵کروم کلمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۵۰/۰۵۰/۰۵
۱۶سربمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۱۰/۰۵۰/۰۵
۱۷سلنیممیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۱۰/۰۱۰/۰۱
۱۸جیوهمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۰۱۰/۰۰۶۰/۰۰۶
۱۹باریممیلی‌گرم بر لیتر۰/۱۱۱
۲۰سیانیدمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۵۰/۰۵۰/۰۵
۲۱سولفاتمیلی‌گرم بر لیتر۲۵۰۴۰۰۴۰۰
۲۲سورفاکتانت

(با معرف متیل بلو)

میلی‌گرم بر لیتر (لوریل سولفات)۰/۲۰/۵۰/۵
۲۳

فنل (شاخص فنل با معرف

Paranitraniline 4 aminoantipyrine)

میلی‌گرم بر لیتر۰/۰۰۱۰/۰۰۵۰/۱
۲۴هیدروکربن‌های محلول یا امولسیون

(پس از استخراج)

میلی‌گرم بر لیتر۰/۰۵۰/۲۱
۲۵PAHsمیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۰۰۲۰/۰۰۰۲۰/۰۰۱
۲۶آفت‌کش‌هامیلی‌گرم بر لیتر
۲۷اکسیژن محلول اشباعدرصدبیش از ۷۰بیش از ۵۰بیش از ۳۰
۲۸BOD5میلی‌گرم بر لیترکمتر از ۳کمتر از ۵کمتر از ۷
۲۹نیتروژن کجلدالمیلی‌گرم بر لیتر۱۲۳
۳۰آمونیوممیلی‌گرم بر لیتر۰/۰۵۱/۵
۳۱کلیفرم‌های کلتعداد در ۱۰۰ میلی‌لیتر۵۰۵۰۰۰۵۰۰۰۰
۳۲کلیفرم مدفوعیتعداد در ۱۰۰ میلی‌لیتر۲۰۲۰۰۰۲۰۰۰۰
۳۳استرپتوکوس مدفوعیتعداد در ۱۰۰ میلی‌لیتر۲۰۱۰۰۰۱۰۰۰۰
۳۴سالمونلاعدم حضور در پنج لیترعدم حضور در یک لیتر


ویژگی های فیزیکی آب آشامیدنی

واحد اندازه گیریمقدار مجازویژگیردیف
NTUaحداکثر ۵کمتر یا مساوی ۱۱
پلاتین، کبالت برای رنگ حقیقی آب T.C.Ubحداکثر ۱۵۲
رقم آستانه بو (TONc)حداکثر ۲ واحد در ۱۲ درجه سلسیوس و حداکثر ۳ واحد در ۲۵ درجه سلسیوس۳
۰/۹ ۵/۶۵/۸ ۵/۶۴
یادآوری۱: نظر به این که کدورت، رنگ و pH علاوه بر قابل پذیرش بودن آب، در کیفیت بهداشتی آب به طور غیر مستقیم نقش دارند، برای آنها حداکثر مجاز تعریف شده است.

 

یادآوری۲: تامین کدورت کمتر با مساوی یک ان تی یو در خروجی تصفیه خانه های متعارف آب، الزامی است.

a-      Nephelometric Turbidity Unit

b-      True Color Unit

c-       Threshold Odor Number

 


حداکثر مجاز و مطلوب مواد شیمیایی معدنی غیر سمی موجود در آب آشامیدنی

حداکثر مجازحداکثر مطلوبنوع ترکیبردیف
۱۵۰۰۱۰۰۰(TDS)aکل مواد جامد محلول۱
۵۰۰۲۰۰CaCO3سختی کل بر حسب۲
۴۰۰۲۵۰Clکلرور بر حسب۳
۴۰۰۲۵۰SO4سولفات بر حسب۴
۰۵/۰H2Sهیدرژن سولفوره۵
۳/۰Feآهن بر حسب۶
۴/۰۱/۰Mnمنگنز بر حسب۷
۲/۰-۱/۰۱/۰Alآلومینیوم بر حسب۸
۳Znروی بر حسب۹
۲۱Cuمس بر حسب۱۰
b50NO3نیترات بر حسب۱۱
b3NO2نیتریت بر حسب۱۲
۳۰۰Caکلسیم بر حسب۱۳
۳۰Mgمنیزیم بر حسب۱۴
۵/۱NH3آمونیاک بر حسب۱۵
c200۲۰۰Naسدیم بر حسب۱۶
یادآوری۱: نظر به اینکه بین یون منیزیم و سولفات از نظر تغییر طعم و امکان در جهاز هاضمه ارتباطی وجود دارد، از این رو در شرایطی که مقدار منیزیم از ۳۰ میلیگرم بر لیتر بیشتر باشد، مقدار سولفات نباید بیش از ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر باشد.

یادآوری۲: حداکثر مجاز کل مواد جامد محلول، کلرور، سولفات، آلومینیوم و سدیم، به علت اهداف غیر بهداشتی بوده و در راستای منافع ملی ارائه شده است.

یادآوری ۳: مقدار حداکثر مجاز آلومینیوم برای تصفیه خانه های بزرگ ۱/۰ و برای تصفیه خانه های کوچک ۲/۰ می باشد.

یادآوری ۴: حداکثر مجاز سختی از نقطه نظر اقتصادی ارائه شده است.


آلاینده های احتمالی موجود در آب

در طبیعت تمام آب ها دارای مقادیری از ناخالصی هستند. زمانی که آب در مسیر خود جریان پیدا می کند، در داخل دریاچه ها و زمانی که از بین لایه های سنگ ها و خاک عبور می نماید، آب موادی را در خود حل یا جذب می کند که به این مواد ناخالصی می گویند. برخی از این ناخالصی ها مضر می باشند. در واقع برخی افراد ترجیح می دهند که آب معدنی بنوشند چون این مواد معدنی به آب طعم خوبی می بخشد، در صورتیکه میزان مواد معدنی بیش از حد مجاز باشد، به عنوان ترکیبات شیمیایی ناسالم تلقی می شوند و برای سلامتی مضر محسوب می شوند. برخی از آلاینده ها از فرسایش سنگ های طبیعی ناشی می شود. گروهی دیگر از آلاینده ها آن دسته ای هستند که از طریق پساب کارخانه ها، ورود فاضلاب به منابع آبی و … وارد آب شده و باعث کاهش کیفیت منابع آبی می شود. در حال حاضر دولت ها و تامین کنندگان آب به طور سیستماتیک در حال بررسی منابعی هستند که بتوان از آنها به عنوان منبع آب آشامیدنی استفاده کرد. همچنین یکی دیگر از نگرانی های دولت ها، منابع آلوده کننده آب آشامیدنی است. در واقع وجود همین آلاینده ها در آب تصفیه آب شرب را امری ضروری می سازد و در این راستا این شرکت بهترین و با بالاترین کیفیت دستگاه ها تصفیه آب آشامیدنی خود را ارائه می نماید.

در واقع هم آب های سطحی و هم آب های زیر زمینی در معرض آلاینده های مختلفی قرار دارند که به تعریفی می توان آنها را به ۳ دسته ی زیر تقسیم نمود.

  • آلاینده های آلی
  • آلاینده های معدنی
  • عوامل فیزیکی آلوده کننده

از آلاینده های آلی می توان به مواد شوینده، آفت کش ها، حشره کش ها، علف کش ها، موادی که بر پایه نفت هستند  و … اشاره نمود. همچنین مواد آلاینده معدنی شامل فلزات سنگین شیمیایی، کودهای شیمیایی و … می باشد. تغییرات دما و اسیدیته می تواند ازعوامل فیزیکی تاثیر گذار به حساب آید. به منظور جلوگیری از آلوده شدن آب می بایست منابع آب حتی الامکان از محل زندگی و چراگاه ها دور باشد تا از ورود فضولات به آب جلوگیری شود. همچنین فاضلاب صنایع مختلف، کارگاه ها، کارخانه ها و رستوران ها بهتر است پیش از رها سازی به طبیعت، تصفیه شوند.

آلاینده های آب آشامیدنی بر اساس طبقه بندی EPA  به ۴ گروه تقسیم بندی میشود.

  • شیمیایی
  • فیزیکی
  • بیولوژیکی
  • رادیولوژیکی

آلاینده های فیزیکی، ظاهر آب و دیگر خواص فیزیکی آب را تحت تاثیر قرار می دهند. به عنوان مثال آلاینده های فیزیکی شامل مواد معلق آلی و ته نشین شده در آب رودخانه ها و دریاچه ها که در اثر فرسایش خاک وارد منابع آبی می شوند.

آلاینده های شیمیایی شامل ترکیبات مختلفی است که می تواند به صورت طبیعی و یا مصنوعی با دخالت انسان به وجود بیایند.

برخی از این آلاینده های شیمیایی به شرح زیر می باشد.

  • نیتروژن
  • رنگ برها
  • نمک ها
  • آفت کش ها
  • فلزات
  • محصولات سمی تولید شده توسط باکتری ها
  • انواع داروها

آلاینده های بیولوژیکی به صورت میکروارگانیسم ها در آب حضور دارند. این گروه تحت عنوان آلاینده های میکروبی نیز شناخته می شوند. نمونه هایی از این آلاینده های میکروبی به شکل زیر است.

  • باکتری ها
  • ویروس ها
  • پاتوژن ها
  • انگل ها

آلاینده های رادیولوژیک، مواد شیمیایی با تعداد پروتون و نوترون نامتعادل در یک اتم ناپایدار هستند که می توانند تابش های یونی را ایجاد نمایند. نمونه هایی از این مواد اشاره شده است.

  • سزیم
  • پلوتونیم
  • اورانیوم

 

در جدول زیر برخی از آلاینده های بیماری زا و منابع آنها نام برده شده است.

Name of organismMajor diseaseSources
Bacteria
Salmonella typhiTyphoid feverHuman faeces
Salmonella paratyphiParathypoidHuman faeces
ShigellaBacillary dysenteryHuman faeces
Vibrio choleraCholeraHuman faeces
Enteropathogenic E. coliGastroenteritisHuman faeces
Yersinia enterocoliticaGastroenteritisHuman and animal faeces
Legionella pneumophilaLegionellosisWarm water systems
Mycobacterium tuberculosisTuberculosisHuman respiratory exudates
   
Enteric viruses  
PoliovirusesPoliomyelitisHuman faeces
Coxsackieviruses A& BAseptic meningitisHuman faeces
EchovirusesAseptic meningitisHuman faeces
ReovirusesUpper respiratory and gastrointestinal illnessHuman faeces
RotavirusesGastroenteritisHuman faeces
AdenovirusesUpper respiratory and gastrointestinal illnessHuman faeces
Hepatits A virusInfectious hepatitsHuman faeces
Norwalk & related virusesGastroenteritisHuman faeces
   
Protozoa  
Giardia lambliaGiardiasis (dysentery)Human and animal faeces
CryptosporidiumCryptosporidiosisHuman and animal faeces
Entamoeba hystolyticaAmoebic dysentryHuman faeces
   
Algae (blue-green) also classified as Arcaobacter  
Anabaena flos-aquaGastroenteritis, skin rash Nutrient enriched water
Microcystis aeruginosaGastroenteritisNutrient enriched water

 


روش های سنتی تصفیه آب آشامیدنی

از اوایل قرن بیستم در بسیاری از تصفیه خانه ها از ترکیب فرآیند های کواگولاسیون، ته نشینی، فیلتراسیون و ضدعفونی به منظور انجام عملیات تصفیه استفاده می شد که این فرآیندهای سنتی تحت عنوان تصفیه آب شناخته شده اند.

فرآیند های تصفیه

در ابتدای فرآیند های سنتی تصفیه آب دانه گیری و آشغالگیری به منظور حذف ذرات بزرگتر انجام می شود.

فلوکولاسیون و ته نشینی

در این واحد همانطور که در بخش تصفیه آب توضیح داده شده است با افزودن مواد شیمیایی ذرات ریزتر به یکدیگر می پیوندند و ذرات بزرگتری را تشکیل می دهند که این موضوع باعث ته نشینی بهتر ذرات و در نتیجه حذف آنها می گردد. آلوم و نمک های آهن و یا پلیمر های مصنوعی آلی (به تنهایی یا در ترکیب با نمک های فلزی دیگر) به منظور انجام عملیات لخته سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این ذرات ته نشین شده به عنوان ذرات فلوکوله شده در کف مخازن جمع آوری و حذف می گردند. توجه نمایید که مشکلات طعم، مزه و بو پس از این مرحله هنوز در آب باقی می ماند که در مراحل دیگر می بایست از آب حذف گردد.

فیلتراسیون

بسیاری از واحدهای تصفیه سنتی از این واحد به منظور حذف کل ذرات ناخواسته آب استفاده می کنند. این ذرات می تواند رس، سیلت، مواد آلی طبیعی، آهن، منگنز و میکروارگانیسم ها باشد. یکی از روش های متداول برای فیلتراسیون، استفاده از فیلتر شنی است که اندازه ذراتی که قرار است حذف شود، می بایست در طراحی مورد توجه قرار گیرد. فیلتراسیون نقش مهمی در تصفیه آب های زیر زمینی ایفا می کند. فرآیند لخته سازی و ته نشینی قبل از واحد فیلتراسیون نقش مهمی در بازده فرآیند فیلتراسیون دارد. در صورتی که فرآیند ته نشینی و لخته سازی به صورت کامل انجام پذیرد، باعث بروز مشکلات اساسی درعملیات فیلتراسیون می شود.

همچنین فیلتر ها دارای یک نوع سیستم شست وشو می باشند که اصطلاحا به آن back wash گفته می شود و در بازده فیلتراسیون بسیار تاثیر گذار خواهد بود. آبی که برای back wash مورد استفاده قرار می گیرد باید تصفیه شده باشد تا از آسیب به ممبران جلوگیری شود.

تعویض یونی

در صورتی که فرآیند های فیلتراسیون و ته نشینی نتوانند مواد معدنی را از آب حذف نمایند می توان از روش تعویض یون به منظور حذف این آلاینده ها استفاده کرد. این واحد به منظور سختی زدایی نیز استفاده می شود همچنین می توان از این روش به منظور حذف آرسنیک، کروم، فلوراید اضافی، نیترات ها، رادیوم و اورانیوم در تصفیه آب استفاده کرد. سیستم های تعویض یونی شامل رزین های آنیونی و کاتیونی می باشد که با توجه به استانداردی که برای آب در نظر گرفته شده است، از این مواد به عنوان مدیای فیلترها استفاده می شود. در واقع به منظور استفاده از این سیستم برای تصفیه آب آشامیدنی می بایست از رزین های گرید غذایی مخصوص استفاده نمود.

ضدعفونی

آب پیش از اینکه وارد سیستم توزیع شود، می بایست ضدعفونی گردد تا ازعدم وجود میکروب های خطرناک اطمینان حاصل شود. کلر، کلر آمین یا دی اکسید کلر به طور معمول به عنوان ماده ی ضدعفونی کننده در تصفیه آب استفاده می گردد، نه تنها در تصفیه آب بلکه در لوله های انتقال آب به خانه ها و دیگر مکان ها استفاده میشود. به منظور دستیابی به اطلاعات بیشتر در ارتباط با ضدعفونی کننده ها به قسمت مواد شیمیایی مراجعه فرمایید.

فرآیندهای پیشرفته متعددی جهت تصفیه آب خانگی و دیگر صنایع برای مصرف کنندگان وجود دارد که در اینجا یک بررسی کلی در ارتباط با هر فرآیند خواهیم داشت. این فرآیندها به طورعمده شامل فرآیندهای غشایی، جذب سطحی توسط کربن فعال، تعویض یونی، ته نشینی و فرآیندهای اکسیداسیون می باشد. دراین راستا این شرکت سیستم های تصفیه آب آشامیدنی خود را متناسب با استانداردهای آب آشامیدنی با بالاترین بازده و کیفیت ممکن به فروش می رساند.

فرآیند های غشایی

فرآیند های غشایی در سال ۱۹۶۰ زمانی که ممبران های اسمز معکوس به صورت تجاری در صنایع به کار رفتند، گسترش یافت.

در ابتدا به دلیل هزینه ی بالا و مصرف برق زیاد استفاده از این تجهیزات در فرآیندهای تصفیه محدود بود، اما با گذشت زمان هرچه هزینه ی آن کاهش یافت متقاضیان استفاده از این تکنولوژی افزایش یافت.

در قسمت زیر به چند نمونه از فرآیند های غشایی مورد استفاده در تصفیه آب اشاره شده است.

فرآیندهایی که تحت تاثیر پارامتر فشار صورت می گیرند:

  • اسمز معکوس (RO)، این سیستم در نمک زدایی از آب دریا و چاه استفاده می شود.
  • نانو فیلتراسیون (NF)، به منظور اصطلاحاً نرم کردن آب (سختی زدایی) و حذف مواد آلی طبیعی استفاده می گردد.
  • الترافیلتراسیون (UF) و میکروفیلتراسیون (MF)، در صاف سازی و حذف مواد آلی طبیعی استفاده می شود.

فرآیندی که تحت تاثیر پتانسیل الکتریکی صورت می گیرد:

  • الکترودیالیز (ED)

این فرآیندهای غشایی خصوصیات و کاربرد های متفاوتی دارند، در این فرآیندها از غشاهای متفاوت با مواد تشکیل دهنده مختلف استفاده می شود که نوع این غشاها فرآیندهای غشایی را ازهم مجزا می نماید. عملیات تصفیه توسط این غشاها در فشارهای متفاوت انجام می دهند در نتیجه هزینه و همچنین کیفیت محصول نهایی متفاوت خواهد بود.

اسمز معکوس

اسمز معکوس فرآیندی است که به منظور نمک زدایی از آب دریا، چاه و آب های با TDS بالا در سیستم های تصفیه آب به مورد استفاده قرار می گیرد. در این سیستم حفره ای وجود ندارد. کوچکترین سایز یون های محلول و آلی در این سیستم می توانند حذف گردند و اندازه تقریبی این یون ها در حد ۰/۰۰۰۱ میلی متر می باشد. سیستم اسمز معکوس قادر به حذف تمام ترکیبات از جمله باکتری ها، ویروس ها، تمام ماکرومولکول ها و بیشتر مولکول های آلی با وزن مولکولی بالاتر از ۱۵۰ دالتون می باشد. کاربرد اصلی سیستم اسمز معکوس حذف ترکیبات محلول مانند یون های Na+ و Cl می باشد. فشارعملیاتی به میزان TDS آب خام ورودی بستگی دارد به طور مثال مقدار آن برای چاه به طور تقریبی حدود ۸۰۰ کیلو پاسکال و برای آب دریا حدود ۷ مگاپاسکال می باشد.

نانوفیلتراسیون

 نانو فیلتراسیون به منظور جداسازی نمک های محلول از آب استفاده می گردد. غشای نانوفیلتراسیون خلل و فرج بسیار کوچکی دارد. یون های یک ظرفیتی مثل  Na+ و Cl در غشای نانوفیلتراسیون به خوبی حذف می گردند اما توجه داشته باشید که یون های دو ظرفیتی مانند Ca2+ و SO42- با درصد بالاتری حذف می گردند. در واقع این نوع فیلتراسیون به نرم ساختن آب یا سختی زدایی آب کمک شایانی می نماید. به طورمعمول محدوده فشارعملیاتی در نانوفیلتراسیون در حدود ۱۲۰۰-۵۰۰ کیلوپاسکال می باشد.

اولترافیلتراسیون

از سیستم های الترافیلتراسیون به منظور حذف ذرات کوچک در تصفیه آب استفاده می شود. این نوع از فیلتراسیون از نظر نیروی محرکه مانند دو فرآیند بالا می باشد، اما این فیلترها از نظر درجه تخلخل بودن متفاوت می باشد. این بدان معنی است که جداسازی این فرآیندها از یکدیگر به علت مکانیسم غربال گری، یون های محلول و مواد آلی محلول می باشد. الترافیلتراسیون آب به منظور تصفیه بر بخش های متفاوتی مانند فرآیندهای کواگولاسیون ، فیلتراسیون، ضدعفونی تاثیر گذار خواهد بود. سایز حفره ها در این غشا ها به طور معمول حدود ۵۰-۱۰ نانومتر با فشار عملیاتی ۸۰۰-۲۰۰ کیلو پاسکال می باشد.

میکروفیلتراسیون

این فرآیند بسیار شبیه به فرآیند الترافیلتراسیون می باشد تنها تفاوت اصلی در سایز حفره ها، فشارعملیاتی و کیفیت آب تصفیه شده می باشد. به طور معمول سایز حفره ها در حدود ۵۰ نانومتر و فشارعملیاتی در حدود ۱۰۰ کیلو پاسکال می باشد. تنها مواد بزرگتر ازاندازه نام برده شده و بیشتر باکتری و پروتوزئرها توسط روش فرآیند میکروفیلتراسیون حذف می گردند.

الکترودیالیز

الکترودیالیز یک فرآیند جداسازی غشایی است که نیروی محرکه برای انجام عملیات تصفیه داخل غشاها، پتانسیل الکتریکی می باشد. برخلاف فرآیندهایی که بر اساس فشار انجام می شوند و آب از مواد ورودی محلول جدا می شود، در این فرآیند یون های باردارشده از آب جدا می شوند. این بدان معناست که یون هایی که باردار نمی شوند مانند مولکول های آلی و تمام باکتری ها و ویروس ها در آب تصفیه شده، باقی خواهند ماند. این یکی از نکات منفی این سیستم به شمار می آید. اما یکی از امتیازات این سیستم در مقایسه با سیستم اسمز معکوس، فشارعملیاتی پایین تر الکترودیالیز در مقایسه با سیستم اسمز معکوس می باشد.

در شکل زیر یک روند کلی تصفیه آب آشامیدنی نشان داده شده است.

 


ضرورت محدود سازی یا حذف مواد معدنی در آب آشامیدنی

مواد معدنی شامل کلیه آنیون ها و کاتیون های قابل حل، سیلیس و سیلیکات های موجود در آب می باشند. این مواد به دو دسته کاتیون ها مانند کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم و آنیون ها شامل کربنات، بیکربنات، سولفات، کلرور، فسفات، نیترات و سیلیکات تقسیم می شود.

کاتیون ها

  • کلسیم: این یون در غالب آب های طبیعی یافت می شود و میزان آن به نوع سنگی که آب از میان آن عبور می کند، بستگی دارد. کلسیم معمولا به صورت کربنات، بیکربنات و سولفات ظاهر می شود اگرچه در آبهایی که غلظت نمک در آنها بالاست، کلرور و نیترات کلسیم را نیز می توان پیدا کرد. در واقع وجود این ترکیبات سبب ایجاد سختی در آب می شود از طرفی کلسیم یکی از عناصر اصلی غذای انسان را تشکیل می دهد، ارزش غذایی کلسیم موجود در آب در مقایسه با سایر مواد غذایی ناچیز است و زیاد بودن آن در آب چندان اهمیت ندارد تنها مشکلی که می تواند در اثر ازدیاد کلسیم در آب رخ دهد، ایجاد رسوب است در نتیجه میزان آن می بایست به درستی کنترل گردد.
  • منیزیم: منیزیم یکی از عناصر موجود در آب است که باعث تشکیل نمک های قابل حل در آب می شود. منیزیم هم سختی کربناتی و هم بی کربناتی تشکیل داده که معمولا غلظت آن در مقایسه با اجزای ترکیبی کلسیم کمتر است. غلظت بالای منیزیم در آبهای مصرفی منازل به علت تشکیل جرم و رسوب در ظروف و همچنین به دلیل خاصیت مسهلی به ویژه اگر با مقدار زیادی سولفات توام باشد، قابل قبول نیست.
  • سدیم: این عنصر میزان حلالیت بالایی را در آب دارد. وجود این عنصر در آب و ترکیب شدن با عناصر دیگر باعث تشکیل نمک و در نتیجه شوری آب می گردد. در واقع استفاده از روش های آهک- کربنات سدیم یا تعویض کننده های قلیایی برای سبک کردن آب های سخت باعث افزایش جزئی غلظت سدیم می گردد که این موضوع برای افرادی که رژیم غذایی با نمک محدود دارند مشکل ساز می باشد.
  • پتاسیم: با وجود این که پتاسیم یکی از عناصر فراوان می باشد، غلظت آن در آب های طبیعی از ۲۰ میلیگرم در لیتر افزایش نمی یابد. غلظت پتاسیم در آب ۱/۲ میلی گرم در لیتر می باشد.
  • آهن: این عنصر به طور معمول در اثر خوردگی لوله های آهنی وارد آب می شود. وجود این عنصر در آب طعم و رنگ نامطلوبی در آب ایجاد می نماید.
  • منگنز: این عنصر نیز در اثر عبور آب از سنگ ها ایجاد می گردد. این عنصر یک نوع طعم فلزی به آب می دهد که میزان مجاز آن در آب ۰/۵ میلی گرم در لیتر می باشد.

آنیون ها

  • دی اکسید کربن، بیکربنات ها و کربنات ها: دی اکسید کربن یکی از اجزا تعادل کربنات در آب است. میزان این ترکیب به صورت آزاد درآب به pH و قلیاییت آن بستگی دارد و می تواند در مورد خاصیت خورندگی آب نقش مهم ایفا نماید.
  • کلر: کلر به عنوان ماده گندزدا یا ضدعفونی کننده در آب استفاده می شود که حداکثر مقدار کلر باقی مانده مجاز در آب تابعی از مزه، بو و خورندگی می باشد. در واقع افزودن کلر به آب یک نوع مزه کلری و کلروفنلی در آب ایجاد می کند همچنین علاوه بر این وجود مواد بیولوژیک هم می تواند در ایجاد مزه خاکی و یا مزه های دیگر دخیل باشد.
  • سولفات: این عنصر ممکن است در اثر حل شدن ژیپس یا سایر رسوبات حاوی سولفات، سولفات حاصل از آب دریا، اکسیداسیون سولفید ها، سولفیت ها و تیوسولفات ها در آبهای سطحی و در صنایعی که سولفات و اسید سولفوریک به کار می روند، وجود داشته باشد.
  • کربنات ها: کربنات ها و بیکربنات ها هردو در شرایط قلیاییت آب موثرند. به طور معمول قلیاییت منابع آب آشامیدنی مربوط به بی کربنات ها خواهد بود. این ترکیبات تاثیر مستقیم بر سلامت انسان ندارد ولی سبب خوردگی و دیگر مشکلات در سیستم تصفیه می شوند.
  • فسفات: این دسته از ترکیبات توسط شوینده ها، ورود فاضلاب و کود ها به آب وارد می شوند. اگرچه تاثیر مستقیمی بر سلامت انسان ندارند اما به طور غیر مستقیم اثر جدی بر کیفیت آب ها می گذارند.
  • فلوئور: در غلظت های بالاتر از حد مجاز بر بافت های استخوانی بدن اثرات نامطلوبی ایجاد می نماید.
  • نیترات و نیتریت: آمونیاک موجود در آب، طی دو مرحله شکست، اول به ترکیب نیتریت و سپس به نیترات تبدیل می شود که حداکثر غلظت مجاز آن ۵۰ میلیگرم در لیتر است توجه نمایید که میزان بالاتر این ترکیبات در کودکان باعث ایجاد بیماری blue baby syndrome خواهد شد. این پدیده با جوشاندن آب در نوزادان تشدید می شود. حداکثر غلظت مجاز نیتریت ۳ میلیگرم در لیتر می باشد.

همانطور که گفته شد، آنیون ها و کاتیون هایی که در آب وجود دارند می بایست به دقت کنترل گردند همچنین میزان استاندارد این عناصر در جدول قسمت استاندارد آب آشامیدنی آورده شده است. درنتیجه توجه به کیفیت آب و نحوه تصفیه آب به منظور جلوگیری از بیماری های منتقله از آب به انسان امری ضروری می باشد. ازجمله بیماری هایی که توسط آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود می توان به موارد زیر اشاره نمود:

بیماری های باکتریایی
  • وبا
  • حصبه یا تیفوئید
  • پاراتیفوئید یا شبه حصبه
  • اسهال باسیلی یا دیسانتری باسیلی
  • لپتوسپیروزیس
بیماری های ناشی از پروتوزوئر
  • آسیبیاز و اسهال آسیبی
  • ژیاردیازیس
  • بالانتیدیازیس
بیماری های ویروسی
  • بیماری های ناشی از کوکساکی
  • بیماری های ناشی از اکوویروس ها
  • گاستروآنتریت ویروسی
  • پولیوسیلیت
  • هپاتیت
بیماری های ناشی از کرم ها
  • شیستوزومیازیس یا بیلارزیازیس
  • اسکاریازیس
  • تب گینه