تصفیه آب آشامیدنی یا تصفیه آب شرب با توجه به اهمیت آب سالم ، بهداشتی و با کیفیت برای جوامع بشری یکی از عمده ترین و حساس ترین مقوله ها در تصفیه آب می باشد. معمولا در مقیاس های بزرگتر دستگاه تصفیه آب صنعتی و در مقیاس های کوچکتر توسط دستگاه تصفیه آب خانگی انجام می شود.
اهمیت تصفیه آب آشامیدنی
از یک طرف آلودگی های موجود در آب شرب عامل اصلی غالب بیماری های انسان است و از طرفی آب سالم و مناسب عامل شادابی و تندرستی است از این رو تصفیه آب آشامیدنی از اهمیت برخوردار است.
تاریخچه تصفیه آب آشامیدنی – تولید آب آشامیدنی
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 در ارتباط 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 آشامیدنی به منظور کاهش کدروت و حذف پاتوژن های بیماری زا مانند وبا ، حصبه و دیگر بیماری ها طراحی شدند.
منابع آب آشامیدنی
یک منبع پاکیزه و همواره پایدار آب آشامیدنی برای هر جامعه ای جز ضروریات محسوب می شود. به طور معمول در شهرهای بزرگ منبع آب آشامیدنی ، آب های سطحی مثل دریاچه ها ، رودخانه ها و آب انبار ها می باشند. منابع تامین کننده آب گاهی به جامعه تحت پوشش نزدیک و گاهی کیلومتر ها از آن فاصله دارد که در دو مورد ضروری است تا آبی که در آبگیرها تجمع می یابد به طور کامل پایش شود تا ضرورت تصفیه آب آشامیدنی مشخص گردد.
اهمیت سیستم آبگیری در تصفیه آب آشامیدنی – تولید آب آشامیدنی
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.
هر چه شرایط آبگیر مناسب تر و کیفیت آب بهتر حفظ شود نیاز به تصفیه آب آشامیدنی کمتر خواهد بود. در انتخاب محل آبگیری می بایست به موارد زیر توجه نمود.
اقدامات لازم جهت به دست آوردن بهترین کیفیت آب جهت حداقل نیاز به تصفیه آب شرب
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
آلاینده های احتمالی موجود در آب جهت تصفیه در حد آشامیدنی
آلاینده های آب آشامیدنی بر اساس طبقه بندی EPA به چهار گروه تقسیم بندی می شود.
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 و در تصفیه آب آشامیدنی مورد توجه هستند.
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 که در تصفیه آب شرب مورد توجه هستند 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. آلاینده های میکروبی با توجه به خطرات آن ها برای انسان از اهمیت ویژه ای در تصفیه آب آشامیدنی برخوردارند. 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
مشخصات آب آشامیدنی
نگرانی های اساسی که در مورد آب آشامیدنی وجود دارد عمدتا شامل موارد زیر می باشد.
وجود باکتری های بیماری زا یا پاتوژن ها در آب که در تصفیه آب شرب بسیار حیاطی اند
ذرات معلق در آب
بو و مزه آب
ذرات محلول در آب ( آنیون ها و کاتیون های ) : به خصوص غلظت بعضی از یون ها که در سلامتی انسان نقش دارند مثل یون فلوئو دارای حساسیت خاصی در تصفیه آب آشامیدنی و تولید آب آشامیدنی هستند. 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.
بیماری های مورد توجه در تصفیه آب آشامیدنی – آب شرب
بیماری هایی که توسط آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود و می باید در تصفیه آب شرب به آن ها توجه نمود شامل موارد زیر می باشند :
بیماری های باکتریایی قابل توجه در تصفیه آب آشامیدنی :
وبا
حصبه یا تیفوئید
پاراتیفوئید یا شبه حصبه
اسهال باسیلی یا دیسانتری باسیلی
لپتوسپیروزیس
بیماری های ناشی از پروتوزوئر در تصفیه آب آشامیدنی :
آسیبیاز و اسهال آسیبی
ژیاردیازیس
بالانتیدیازیس
بیماری های ویروسی در تصفیه آب آشامیدنی :
بیماری های ناشی از کوکساکی
بیماری های ناشی از اکوویروس ها
گاستروآنتریت ویروسی
پولیوسیلیت
هپاتیت
بیماری های ناشی از کرم ها در تصفیه آب آشامیدنی :
شیستوزومیازیس یا بیلارزیازیس
اسکاریازیس
تب گینه
روش های تصفیه آب شرب – آب آشامیدنی
مهمترین روش های تصفیه آب آشامیدنی یا به عبارتی فرایند های تصفیه آب شرب به شرح زیر می باشد :
دانه گیری و آشغالگیری : به منظور حذف ذرات بزرگتر انجام می شود.
انعقاد ، لخته سازی و ته نشینی ( ترسیب شیمیایی ) : به منظور حذف ذرات معلق و برخی ذرات محلول مانند فلزات سنگین مورد استفاده قرار می گیرد.
فیلتراسیون : جهت حذف ذرات معلق به کار می روند.
تعویض یونی : به منظور حذف انواع یون های آب به خصوص در سختی گیر ها جهت حذف سختی آب به کار می رود.
ضدعفونی : به منظور گندزدایی و از بین بردن انواع باکتری ها و میکروب ها در تصفیه آب آشامیدنی به کار می رود.
فرآیند های غشایی : به منظور حذف ذرات معلق و محلول در آب به کار می روند.
اسمز معکوس RO : این سیستم در نمک زدایی از آب های سطحی ، آب دریا و چاه جهت تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود.
نانو فیلتراسیون NF : به منظور اصطلاحا 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 برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود.
الکترودیالیز ED : این فرآیندهای غشایی خصوصیات و کاربرد های متفاوتی دارند و کیفیت محصول نهایی متفاوت خواهد بود.