انواع روش های تصفیه آب

آب شربی که به ما ارائه می شود باید خالی از هرگونه آلودگی و مضرات باشد تا بهداشت عمومی جامعه را حفظ کند. اما در بسیاری از مناطق جهان، آب های شرب قابل قبولی موجود نیست و نیاز به تصفیه آب برای استفاده های مختلف داریم. حذف آلودگی ها، مواد مضر و عناصر شیمیایی غیر مطلوب از اهداف اصلی روش های تصفیه آب است. به منظور رسیدن به این هدف، از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی استفاده می شود که هرکدام دارای مزایا و محدودیت های خود هستند.

در ادامه مقاله، به بررسی مراحل مختلف تصفیه آب و روش های مورد استفاده در هر مرحله پرداخته خواهد شد. همچنین، مزایا و محدودیت های هر روش تصفیه آب نیز بررسی خواهد شد. با داشتن این اطلاعات، می توانیم بهبود کیفیت آب در شهرها و مناطق روستایی را ارتقا دهیم و سلامت جامعه را بهبود بخشیم.

چه آبی برای آشامیدن مناسب است؟

آبی که برای آشامیدن مناسب است، باید با کیفیت و استانداردهای بهداشتی مطابقت داشته باشد. برخی از خصوصیات آبی که برای آشامیدن مناسب است عبارتند از:

1. شفافیت: آب باید شفاف و بدون رنگ باشد. وجود رنگ و مواد آلی می تواند نشان دهنده وجود آلودگی های محتمل در آب باشد.
2. بو و طعم: آب باید بدون بو و طعم ناخوشایند باشد.
3. غلظت و روانی طبیعی: آب باید غلظت طبیعی داشته باشد. آب با غلظت زیاد می تواند نشانه ای از محتوای معدنی زیاد در آب باشد.
4. آلودگی ها: آب باید بدون میکروارگانیسم ها، باکتری ها، ویروس ها و سایر آلودگی های قابل تشخیص باشد. امکان پاکسازی از آلودگی های میکروبی به وسیله فرآیندهای تصفیه مناسب بسیار مهم است.
5. pH :pH آب باید بین ۶.۵ تا ۸.۵ باشد. مقادیر خیلی بالا یا پایین می تواند نشانه ای از آب اسیدی یا قلیایی باشد که برای مصرف آشامیدن مناسب نیستند.

انواع روش های آزمایش کیفیت آب

فاکتورهای مختلفی برای آزمایش کیفیت آب وجود دارد. در ادامه چند فاکتور رایج برای آزمایش کیفیت آب آورده شده است:

• آزمایش pH :pH بیانگر قدرت اسیدی یا قلیایی بودن آب است. برای اندازه گیری pH آب می توانید از نوارهای pH یا دستگاه های pH متر استفاده کنید.
• آزمایش (TDS): این آزمایش برای اندازه گیری میزان جامدات محلول در آب استفاده می شود. جامدات معلق شامل موادی مانند مواد آلی، مواد معدنی و مواد آلی سنگین است. مقدار TDS پایین تر معمولا بهتر است. برای اندازه گیری TDS می توانید از دستگاه تستر TDS استفاده کنید.
• آزمایش اکسیژن محلول: اکسیژن محلول در آب برای حفظ حیات موجودات آبزی بسیار مهم است. با استفاده از دستگاه اکسیژن متر می توانید میزان اکسیژن محلول را اندازه گیری کنید.
• آزمایش رسانایی: رسانایی آب نشان دهنده محتوای مواد معدنی موجود در آب است. مواد معدنی مهم شامل کلرید، سولفات، کربنات و غیره است. به طور کلی، رسانایی آب باید در حد مطلوب باشد و بر اساس مقدار مواد معدنی موجود در آب محاسبه می شود.
• آزمایش فلزات سنگین: وجود فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و جیوه در آب مضر است. می توانید از دستگاه های آزمایش فلزات سنگین خانگی استفاده کنید تا مقدار فلزات سنگین در آب را اندازه گیری کنید.

توجه داشته باشید که این فقط چند روش از آزمایش های ممکن برای اندازه گیری کیفیت آب است و روش های دیگری نیز وجود دارد. انتخاب روش مناسب بستگی به نیازها و منابع شما دارد.

انواع روش های تصفیه آب

به طور کلی، روش های متعددی برای تصفیه آب وجود دارد که هر کدام به منظور حذف آلودگی ها و ذرات معلق در آب استفاده می شوند. برخی از این روش ها عبارتند:

۱- جوشاندن آب

جوشاندن آب یکی از روش های ساده و معمول برای تصفیه آب است. در این روش، آب به شدت داغ می شود تا به جوش برسد و بخار تشکیل شود. این فرآیند باعث کشتن میکروارگانیسم ها و میکروب های موجود در آب می شود. پس از جوشاندن آب باید آن را خنک کنید.

استفاده از جوشاندن آب به عنوان یک روش تصفیه موقت در مواقع اضطراری می تواند مفید باشد. البته این روش در کشورهایی با سطح بهداشت و بهره‌ وری بالا کارآمد است. با این حال، جوشاندن آب به تنهایی مواد آلوده را از بین نمی برد و روش های مکمل دیگری نیز برای تصفیه کامل آب نیاز است.

بیشتر بخوانید: علت خر و پف در خواب

۲- فیلتراسیون

فیلتراسیون یکی از مقرون به صرفه ترین و متداول ترین روش ها برای تصفیه آب است. این روش بهترین راه برای تولید آب تصفیه شده و سالم تر است، زیرا آب را از ذرات معلق، املاح، مواد شیمیایی و انواع آلودگی ها پاک می کند، اما مواد معدنی مفید را حذف نمی کند.

در فیلتراسیون، از فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی برای حذف ترکیبات زیستی و معلق در آب استفاده می شود، که به این ترتیب آب را برای مصرف انسانی ایمن می کند. همچنین، فیلتراسیون آب قادر است ترکیبات خطرناک بزرگ و کوچکی که ممکن است در آب تجمع کنند را از بین ببرد. این ترکیبات ممکن است باعث بروز بیماری های قابل انتقال از طریق آب شوند. علاوه بر این، فیلتراسیون ساده و سریع است و به راحتی قابل انجام است.

انواع روش های فیلتراسیون آب

۱- فیلترهای شنی سریع:

نوعی فیلتراسیون است که از شن و ماسه به عنوان ماده جداکننده استفاده می کند. این فیلترها به طور گسترده در صنایع آب و فاضلاب و استخرها استفاده می شوند و عملکرد سریع و موثری دارند.

فرآیند فیلتراسیون با استفاده از فیلترهای شنی سریع به این صورت است که آب از بالا به پایین از لایه های متفاوت از شن و ماسه عبور می کند. آب پس از عبور از فیلترهای شنی سریع، تمیز و بدون ذرات معلق به مرحله بعدی فرآیند تصفیه می رود.

فیلترهای شنی سریع به عنوان یک راه حل ساده و مقرون به صرفه، از لحاظ هزینه و عملکرد، در تصفیه آب های صنعتی و مسکونی به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

۲- فیلترهای شنی آهسته:

فیلترهای شنی آهسته (Slow Sand Filters) نوعی فیلتراسیون آب هستند که در آن از یک لایه نازک و فشرده از شن های خشک و مرطوب به عنوان ماده جدا کننده استفاده می شود. این فیلترها عموما برای تصفیه آب شهری و آب آشامیدنی استفاده می شوند و عملکرد آنها بسیار موثر و پایدار است.

در این فرآیند، ذرات معلق، باکتری ها، ویروس ها و مواد آلی موجود  در آب، توسط عملکرد فیلترها نگهداری شده و حذف می شوند. لایه شن ها، محیط مرطوبی را برای رشد لایه های زیستی بومی فراهم کرده و باعث فعالیت میکروبی و بیولوژیکی درون فیلتر می شود که باعث تصفیه و پاکسازی بیشتر آب می شود.

فیلترهای شنی آهسته از لحاظ عملکرد پایدار هستند و قادر به تصفیه بالایی از انواع آلودگی ها در آب هستند. همچنین، این فیلترها نیاز به نگهداری و تعمیر کمی دارند و  فضای کمی را اشغال می کنند و در مقابل عملکرد نسبتا بالایی دارند. با این حال، برای تامین ظرفیت بالای نیازهای آب، ممکن است نیاز به بسترهای بزرگ و بیشتری داشته باشند.

۳- فیلتر بانکی:

فیلتر بانکی تصفیه آب یک سیستم تصفیه آب پیشرفته است که استفاده از تکنولوژی فیلتراسیون اختلاطی و فناوری های دیگر را در بر می گیرد. این سیستم شامل چند فیلتر مختلف است که به ترتیب، آب را از آلودگی های خارجی مختلف تصفیه می کنند.

در فیلتر بانکی تصفیه آب، عمدتا از فناوری هایی مثل فیلتراسیون با استفاده از ممبران های (نوعی فیلتر ورقه ای) نصب شده درون فیلترها، فیلتراسیون با استفاده از کربن فعال، فیلترهای رسوبی، آلی و غیره کاربرد دارد. این فیلترها به طور موثری به پاکسازی آب از ذرات معلق، باکتری ها، ویروس ها، عناصر شیمیایی مضر و آلاینده های دیگر کمک می کنند.

فیلتر بانکی تصفیه آب قابل استفاده در خانه ها، دفاتر، رستوران ها و سایر مکان های نیازمند تصفیه آب پاک و سالم است. این سیستم ها اغلب دستگاه هایی بدون نیاز به نگهداری و با عیب یابی ساده هستند.

۴- فیلتراسیون غشایی:

فیلتراسیون غشایی یکی از روش های تصفیه آب است که با استفاده از غشاهای نصب شده در دستگاه ها، آب را از ذرات و آلاینده های معلق جداسازی می کند. این روش معمولا در سیستم های تصفیه آب صنعتی و خانگی استفاده می شود.

در فیلتراسیون غشایی، غشاها می توانند از جنس های مختلف مانند غشاهای سلولزی، غشاهای پلیمری، غشاهای کامپوزیتی و غشاهای سلولزی-پلیمری تشکیل شوند. هر یک از این غشاها دارای سوراخ های کوچک و متعددی است که نمی گذرانند ذرات معلق موجود در آب عبور کنند و آب را صاف می کنند.

فیلترهای غشایی به طور معمول نیاز به تعویض مرتب دارند تا به طور مداوم عملکرد خوبی داشته باشند. همچنین، هزینه های قابل توجهی برای خرید، نصب و نگهداری دارند.

در کل، استفاده از فیلترهای غشایی جهت تصفیه آب و فاضلاب به طور محدود می تواند موثر باشد، اما برای تصفیه کامل و حذف تمامی آلودگی ها کافی نیست.

بیشتر بخوانید: چرا در خواب عرق می کنیم

۵- تقطیر:

تقطیر یکی از روش های تصفیه آب است که با استفاده از تبخیر و جمع آوری بخار آب را از آلوده کننده ها جدا می کند. در این روش، آب در یک دستگاه تقطیر قرار می گیرد و با تاثیر حرارت، بخار تشکیل می شود. سپس بخار آب تشکیل شده به دستگاه تقطیر منتقل می شود و با خنک کردن به صورت مایع تبدیل می شود و جمع آوری می شود.

با استفاده از این روش، مواد جامد و سایر آلودگی های معلق در آب (مانند رسوبات، باکتری ها و ویروس ها) از آب جدا می شوند و آب خالص به دست می آید. این روش قادر است بخش زیادی از آلودگی های شیمیایی را نیز حذف کند، اما قادر به حذف آلودگی های شیمیایی خاص، مانند فسفات ها، نیترات ها، یون ها و فلزات سنگین نیست.

به علاوه، در روش تقطیر، بخار آب تشکیل شده معمولا به صورت مایع گرم است که نیاز به خنک کننده دارد تا به صورت آب خالص درآید. این فرآیند همچنین به دستگاه های پیچیده و هزینه بالا نیاز دارد.

۶- اضافه کردن ید:

اضافه کردن ید به فرآیند تصفیه آب می تواند به عنوان یک روش دیگر برای از بین بردن باکتری ها، ویروس ها و سایر میکروارگانیسم های موجود در آب استفاده شود.

ید یک عنصر طبیعی است که خاصیت آنتی باکتریال و ضد‌ ویروسی دارد.

روش استفاده از ید در تصفیه آب به شکل زیر است:

1. تهیه محلول ید: ابتدا باید محلولی از ید تهیه کرده و از آن در فرآیند تصفیه آب استفاده کنید. برای تهیه محلول، ید پتاسیم را در آب حل کنید.
2. نفوذ محلول ید به آب: سپس محلول یدی که تهیه کرده اید را به آب اضافه کنید و آن را به طور کامل با ید مخلوط کنید تا محلول یدی در سراسر آب توزیع شود.
3. زمان: پس از اضافه کردن محلول ید به آب، به آن چند دقیقه زمان بدهید.
4. تصفیه مجدد: بعد از چند دقیقه، آب را مجددا تصفیه کنید تا ید باقی مانده از آب خارج شود. این کارمی‌تواند با استفاده از یک فیلتر مناسب یا پروسه تصفیه مکانیکی دیگر صورت گیرد.

لازم به ذکر است که استفاده از ید در تصفیه آب باید به همراه فرآیندهای دیگری مثل استریلیزاسیون حرارتی یا استفاده از مواد شیمیایی دیگر انجام شود تا از تمامی میکروارگانیسم های موجود در آب به خوبی پاکسازی شود و به کیفیت ایمنی مورد نیاز برسد. همچنین، برای استفاده از ید در تصفیه آب، بهتر است دستورالعمل ها و دوزهای استفاده را از متخصصین بهداشت عمومی یا کارشناسان مربوطه دریافت کنید.

۳- ضد عفونی کردن

آب را می توان به کمک فرآیند ضدعفونی کننده تصفیه کرد تا هرگونه میکروارگانیسم مضر از آن جدا شود.

زمانی که ماده ضدعفونی کننده به آب اضافه می شود، آن را در یک واحد ذخیره سازی نظیر مخزن نگهداری می کنند تا فرآیند گندزدایی کامل شود. این واحد ذخیره سازی به عنوان محل نگهداری آب تصفیه شده به منظور استفاده مستقیم در نظر گرفته می شود.

انواع روش های ضدعفونی کردن آب

۱- ضد عفونی کردن آب با کلر:

استفاده از کلر برای ضد عفونی کردن آب یک روش متداول و موثر است. کلر، به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده قوی، قادر است بیشتر میکروارگانیسم های مضر را از بین ببرد. هنگامی که کلر به آب اضافه می شود، میکروارگانیسم های موجود در آب مانند ویروس ها و باکتری ها تخریب می شوند و قابلیت تکثیرشان از بین می رود.

برای استفاده بهینه از کلر در ضد عفونی کردن آب، میزان مصرف آن باید صحیح و مناسب باشد. معمولا در تصفیه خانه ها یا سیستم های تصفیه آب عمومی، مقدار دقیق کلر در آب تعیین می شود تا به طور کامل و به میزان کافی میکروارگانیسم ها را نابود کند. در خانه ها نیز می توان از قرص ها یا محلول های حاوی کلر برای ضدعفونی کردن آب استفاده کرد اما باید به دستورالعمل ها و راهنمایی های موجود بر روی بسته بندی محصول توجه کرد.

مصرف بیش از حد کلر ممکن است برای بعضی افراد مضر باشد و می تواند اثرات نامطلوبی بر روی سلامت داشته باشد. در نتیجه، میزان استفاده از کلر در ضدعفونی کردن آب باید در حد مطلوب و استاندارد باشد.

۲- ضد عفونی کردن با دی اکسید کلر:

ضد عفونی کردن با دی اکسید کلر نیز یک روش موثر و قدرتمند است. دی اکسید کلر یک ماده شیمیایی با قدرت اکسید کننده بالاست که می تواند مواد آلی و میکروارگانیسم های مضر را از بین ببرد.

برای ضدعفونی کردن با دی اکسید کلر، نیاز است که مقادیر مناسب به آب اضافه شود. دی اکسید کلر به طور معمول به صورت گاز یا به صورت محلول در آب (که به عنوان قرص ها یا مایعات ضدعفونی کننده موجود است) در دسترس است.

بیشتر مطالعه کنید: دلیل بدتر شدن درد در طول شب

استفاده از دی اکسید کلر برای ضدعفونی کردن آب معمولا در عملیات تصفیه آب به صورت صنعتی یا در سیستم های تصفیه آب عمومی استفاده می شود. این فرآیند ضدعفونی کردن با دی اکسید کلر می تواند به طور موثر به همه گروه های میکروبیولوژیکی از جمله باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و اسپورها اثر کند.

رعایت دستورالعمل ها و راهنماهای موجود برای استفاده از مقادیر صحیح و زمان مناسب ضدعفونی کردن آب با دی اکسید کلر بسیار ضروری است تا عملکرد بهینه و حفظ سلامتی را تضمین کند.

۳- ضد عفونی کردن آب با کلرامین:

آب نیاز به ضدعفونی کردن دارد تا باکتری ها، ویروس ها و انگل ها را از بین ببرد. اما روش عفونی کردن آب با استفاده از کلرامین اثرات منفی مختلفی دارد که در زیر آورده شده است:

1. ایجاد مزه و بوی نامطلوب: کلرامین به آب مزه و بوی نامطلوب می دهد که ممکن است باعث عدم تمایل به مصرف آب شود.
2. تشکیل مواد (THMs): استفاده از کلرامین برای عفونی کردن آب ممکن است منجر به تشکیل مواد (THMs) شود. این مواد می توانند با آمین ها (موجود در برخی داروها، شامپو و ضدعفونی کننده ها) واکنش داشته و ترکیباتی خطرناک را تشکیل دهند.
3. برخی عوارض جانبی: استفاده از کلرامین ممکن است در برخی افراد عوارض جانبی مانند التهاب پوست، آلرژی، علائم گوارشی و حساسیت های تنفسی ایجاد کند.

به طور کلی، استفاده از کلرامین برای عفونی کردن آب نمی تواند به عنوان روش مناسبی به شمار رود و استفاده از روش های دیگری مانند استفاده از کلر یا استفاده از فیلتراسیون مناسب توصیه می شود.

۴- ضد عفونی کردن آب با ازن:

ضدعفونی کردن آب با استفاده از ازن یک روش موثر و پر کاربرد است. این روش شامل استفاده از گاز ازن (O3) است که به عنوان یک اکسیدان قوی عمل می کند و با اکسید کردن و از بین بردن میکروارگانیسم ها، ویروس ها و ترکیبات آلی موجود در آب، آن را ضدعفونی می کند.

مزایای استفاده از ازن در عفونی ‌کردن آب عبارتند از:

1. کارآیی بالا: ازن به طور موثر میکروارگانیسم ها را از بین می برد و در مقابل بسیاری از ویروس ها و باکتری های مقاوم نیز موثر است.
2. عملکرد سریع: در مدت زمان کوتاهی میکروارگانیسم ها را نابود می کند و آب را با سرعت بالا ضدعفونی می کند.
3. عدم تغییر ساختار آب: استفاده از ازن در ضدعفونی آب بو، طعم یا رنگ نامطلوبی را در آب تشکیل نمی دهد.
4. عوارض جانبی کمتر: استفاده از ازن، در مقایسه با برخی روش ها نظیر استفاده از کلر، کاهش حساسیت ها و عوارض جانبی معمول تری دارد.
5. عدم تشکیل مواد (THMs): مقایسه با استفاده از کلر، استفاده از ازن نسبت به تشکیل مواد (THMs) مقاوم تر است.

به طور خلاصه، استفاده از ازن برای عفونی کردن آب روشی موثر، سریع است که می تواند بهبود کیفیت آب و تامین آب شرب سالم را فراهم کند.

بیشتر مطالعه کنید: دلیل احساس ضعف و بی حالی

۵- ضد عفونی کردن با اشعه ماوراء بنفش (UV):

استفاده از اشعه ماوراء بنفش (UV) برای ضدعفونی آب یک روش موثر و رایج است. این روش شامل استفاده از لامپ های UV-C با طول موج کوتاه برای ایجاد اشعه UV است. برخلاف اشعه UV-A و UV-B که بیشتر توسط جو زمین جذب می شوند و خطرات سوختگی و سرطانی دارند، اشعه UV-C به شکل موثری میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، ویروس ها و انگل ها را نابود می کند.

مزایای استفاده از اشعه UV برای ضدعفونی آب عبارتند از:

1. کارآیی بالا: اشعه UV-C به طور موثر میکروارگانیسم ها را از بین می برد و آب را ضدعفونی می کند. این شامل باکتری ها، ویروس ها، میکروارگانیسم ها و برخی انگل ها می شود.
2. عملکرد سریع: قابلیت ضدعفونی آب را به صورت سریع و در مدت زمان کوتاه فراهم می کند.
3. عدم تغییر در خواص آب: استفاده از اشعه UV برای ضدعفونی آب منجر به تغییر در خواص و ظاهر آب نمی گردد.
4. عدم استفاده از مواد شیمیایی: روش ضدعفونی با استفاده از اشعه UV بدون استفاده از مواد شیمیایی انجام می شود، بنابراین نیازی به آماده سازی محلول ها یا تزریق مواد شیمیایی نیست.
5. عمر طولانی لامپ: لامپ های UV به طور عمومی عمر طولانی دارند و نیاز به تعویض دوره ای ندارند.

مهمترین نکته در استفاده از اشعه UV برای ضد عفونی آب، مطمئن شدن از کارکرد صحیح لامپ های UV و تنظیمات مناسب سیستم ضد عفونی است. همچنین، اشعه UV نمی تواند از مواد آلی (THMs) در آب جلوگیری کند، بنابراین در صورت وجود این مواد در آب، لازم است از روش های دیگری مانند فیلتراسیون استفاده شود.

آیا دستگاه های تصفیه آب خانگی باعث تصفیه آب می شوند؟

دستگاه های تصفیه آب خانگی می توانند به خوبی آب را تصفیه کنند و کیفیت آن را بهبود بخشند. این دستگاه ها به طور کلی برای حذف آلودگی ها، مواد آلی، باکتری ها، ویروس ها، فلزات سنگین و اسیدها از آب به کار می روند.

معمولا دستگاه های تصفیه آب خانگی مجهز به فیلترهای مختلفی هستند که براساس نوع آلودگی ها و آب هدف، می توانند تصفیه را انجام دهند. برخی از فیلترهای معمول شامل فیلترهای کربن فعال، فیلترهای رزینی، فیلترهای UF (اولترافیلتریشن) و فیلترهای RO (اسمز معکوس) هستند. هر کدام از این فیلترها برای حذف آلودگی های خاصی کاربرد دارند و در مجموع می توانند تصفیه کامل آب را انجام دهند.

با این حال، عملکرد دستگاه های تصفیه آب خانگی بستگی به نوع و کیفیت دستگاه دارد. بنابراین، قبل از خرید دستگاه تصفیه آب خانگی، بهتر است محصولات مختلف را مقایسه کنید. همچنین، توصیه می شود دستگاه را به صورت منظم تعمیر و نگه داری کنید تا همیشه به خوبی عمل کند.