تصفیه آب

با خالص‌سازی آب اشتباه نشود.

تصفیه آب (به انگلیسی: Water Treatment)، هر فرآیندی است که کیفیت آب را بهبود می‌بخشد تا آن را برای یک هدف خاص مناسب‌تر سازد. هدف استفادهٔ نهایی ممکن است نوشیدن، تأمین آب صنعتی، آبیاری، نگهداری جریان رودخانه، تفریح با آب یا بسیاری از کاربردهای دیگر، از جمله بازگرداندن به صورت امن به محیط‌زیست باشد. تصفیهٔ آب آلاینده‌ها و اجزای نامطلوب را حذف می‌کند یا غلظت آن‌ها را کاهش می‌دهد، به طوری‌ که آب برای استفاده مورد نظر مناسب می‌شود.

مراحل فرایند معمولی تصفیهٔ فاضلاب

تصفیه آب آشامیدنی

تصفیهٔ برای تولید آب آشامیدنی شامل حذف آلاینده‌ها از آب ورودی برای تولید آبی است که به اندازهٔ کافی برای مصرف انسان بدون خطر کوتاه‌مدت یا بلندمدت بر سلامتی انسان باشد. موادی که در طول فرایند تصفیهٔ آب آشامیدنی حذف می‌شوند عبارتند از: جامدات معلق، باکتری‌ها، جلبکها، ویروس‌ها، قارچها و مواد معدنی مانند آهن و منگنز.

فرایندهای مربوط به حذف آلاینده‌ها شامل فرایندهای فیزیکی مانند ته‌نشینی و فیلتراسیون، فرایندهای شیمیایی مانند ضد عفونی و انعقاد و فرایندهای بیولوژیکی مانند فیلتر کردن آهسته شن و ماسه است.

برای اطمینان از کیفیت آب، افزون بر تصفیه، مسائل مربوط به نقل و انتقال و آبرسانی نیز مدنظر قرار گرفته می‌شود. به همین دلیل، روش معمول برای جلوگیری از آلودگی باکتریایی در طول مرحلهٔ توزیع، نگهداشتن مواد ضدعفونی‌کننده در آب تصفیه شده‌است.

تصفیه آب خانگی

تصفیه آب خانگی چیست؟ نحوه عملکرد آن چگونه است ؟ چند فیلتر دارد و این فیلترها چگونه عمل میکنند؟ این سوالات و بسیاری از سوالات مشابه عموما قبل از خرید دستگاه تصفیه آب خانگی پرسیده می شود یا در ذهن شما وجود دارد. پاسخ به این سوالات و دغدغه‌هایی که دارید، اهمیت زیادی دارد. باید حتما قبل از خرید تصفیه آب خانگی، اطلاعات خود را در مورد این دستگاه بسیار کاربردی و مهم بیشتر کنید. تنوع انواع دستگاه های تصفیه در تجهیزات و امکاناتی است که دارند. به همین علت، دانش شما نسبت به ویژگی های این دستگاه ها می تواند به خرید بهتر و هوشمندانه تر کمک کند. امروزه به دلیل زندگی در شهرهای صنعتی، سلامتی انسان به خطر افتاده است و این موضوع بدین علت است که آب های زیرزمینی آلوده شده اند و مرغوبیت و کیفیت آب آشامیدنی شهری رو به کاهش است.

کمبود بارش نیز خود دلیلی برای کاهش کیفیت آب آشامیدنی است؛ تا جایی که در بسیاری از شهرها حتی آب تصفیه شده درون لوله ها نیز اصلا قابل شرب نیست! به همین علت است که توجه به تصفیه مجدد آب حتی در شهرهای کوچک و بزرگی که به نظر می رسد مشکل آب ندارند نیز حیاتی و مهم است.

از آنجایی که آب آشامیدنی تاثیر به سزایی در حفظ سلامتی انسان دارد، توجه به این موضوع بسیار حائز اهمیت می باشد. معمولا افراد برای اطمینان از سالم بودن آب آشامیدنی مصرفی خود از آب های معدنی و یا دستگاه های تصفیه آب خانگی استفاده می کنند.اما این راهکار نیز نمی تواند گزینه خوبی برای دسترسی به آب آشامیدنی سالم باشد. چراکه آب معدنی های عرضه شده به صورت بطری نیز خود مشکلاتی را به همراه دارند. منابع تأمین آب، ممکن است بوسیله آلاینده‌های مختلف دچار آلودگی و یا ناخالصی‌های مختلف شوند. فاضلاب خروجی منازل، سیستم‌های فاضلاب شهری، مواد شیمیایی استفاده شده در مزارع و فضای سبز، نشتی مخازن سوخت، فضولات حیوانی، نفوذ فلزات به آب در مسیر لوله کشی و بسیاری از عوامل دیگر، باعث به وجود آمدن این آلودگی ها هستند.

انواع تصفیه آب خانگی

آب الوده ممکن است دارای طعم و بوی نامناسب و یا حتی ذرات معلق قابل مشاهده باشد. اما بسیاری از آلاینده‌های خطرناک موجود در آب ممکن است به سادگی و با حواس پنجگانه قابل درک و شاسایی نباشند. تنها راه تشخیص آنها، آزمایش‌های دقیق کیفیت آب است که می تواند کیفیت و سلامتی آب را برای استفاده تضمین کند. آزمایش کیفیت آب می تواند میزان نیاز به تصفیه و نیز نوع دستگاه تصفیه آب مورد نیاز را نیز مشخص کند. در صورت شناسایی صحیح مشکل آب، بهترین راه، شناسایی عامل و منشأ اصلی مشکل و از میان بردن آن است. اما در صورتی که نتوانیم این کار را انجام دهیم، لازم‌ است تا آب را با دستگاه مناسب تصفیه کنیم. تصفیه آب می تواند باعث کاهش میزان آلاینده‌های معمول در آب از جمله ذرات جامد معلق، کلسیم، آهن، منیزیم، سولفات، نیترات، آرسنیک و سرب شود. تصفیه آب، باعث خواهد شد تا آبی تمیزتر، سالم‌تر، دارای طعم و بوی دلپذیر و همینطور مناسب برای مصرف خانوار، در اختیار آنها قرار گیرد. به‌صورت کلی دستگاه های تصفیه آب خانگی را می توان در دو دسته کلی قرار داد:

POE-vs-POU

– دستگاه های تصفیه آب داخل منزل در نقاط مصرف مختلف (Point of Use)

– دستگاه های تصفیه آب ورودی منازل (Point of Entry)

انواع تصفیه آب خانگی داخل منزل

این دستگاه ها تنها برای تصفیه آب در نقاط مصرف آب در داخل منزل طراحی و مورد استفاده قرار می گیرند. این دستگاه ها با توجه به کیفیت آب لوله کشی شهر، کیفیت آب تصفیه شده و محل نصب آنها، انواع مختلفی دارند که در ادامه توضیحاتی در مورد آنها بیان می شود:

توضیحات دربارهٔ تصویر

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

معمولاً اولین دغدغه افرادی که به دنبال خرید دستگاه تصفیه آب خانگی هستند، دسترسی به آب با کیفیت بالا و دائمی جهت شرب و پخت و پز در داخل منزل هستند.

دستگاه های تصفیه آبی که در مسیر ورودی آب به منزل مورد استفاده قرار می گیرند، علیرغم کارایی بالا، فقط قادر به پالایش آلاینده های معلق در آب بوده و نمی توانند آب را از لحاظ شیمیایی تصفیه نموده و استانداردهای لازم برای تأمین آب شرب را به تنهایی فراهم کنند. آب شرب از لحاظ میزان آلودگی و املاح مختلف دارای حدود مجاز مشخصی است که در استانداردهای بین المللی و ملی به‌صورت کامل بیان شده اند.

قوی ترین نوع تصفیه برای کاهش قابل توجه املاح مختلف و تولید آب مناسب با قابلیت شرب و پخت و پز، در دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) قابل انجام است.دستگاه تصفیه آب خانگی با سیستم اسمز معکوس قادر به پالایش آلاینده های فیزیکی آب شامل شن، ماسه، گچ، آهک، براده و زنگ زدگی، گل و لای، رسوبات و سایر املاح معلق در آب همچنین پالایش آلاینده های شیمیایی آب شامل نیتریت، نیترات، فسفات، سرب، فلوراید، گاز کلر، سموم کشاورزی و سایر املاح محلول در آب بوده و سختی آب لوله کشی شهری را تا حدود ۱۵ الی ۲۰ درجه PPM می رساند.

انواع دستگاه تصفیه آب خانگی اسمز معکوس

انواع دستگاه تصفیه آب خانگی توس اسمز معکوس بر اساس محل قرارگیری و نصب در ۲ دسته کلی تقسیم بندی می گردند:

1. •دستگاه تصفیه آب خانگی زیر سینکی
2. •دستگاه تصفیه آب خانگی رومیزی

انواع دستگاه تصفیه آب خانگی اسمز معکوس بر اساس طراحی و شکل ظاهری دارای ۳ دسته بندی کلی هستند:

1. •دستگاه تصفیه آب خانگی زیر سینکی کلاسیک
2. •دستگاه تصفیه آب خانگی زیر سینکی اینلاین
3. •دستگاه تصفیه آب خانگی زیر سینکی کیسی

دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی

انواع دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی اسمز معکوس عملکردی مشابه با دستگاه تصفیه آب خانگی اسمز معکوس دارند. با این تفاوت که به‌علت بکار رفتن فیلترهایی با سایز بزرگتر در ساختار خود، قادر به پالایش و تصفیه حجم بیشتری از آب بوده و ظرفیت تصفیه در آنها بالاتر است. این نوع از دستگاه های تصفیه بر اساس میزان تولید آب دارای مدل های ۲۰۰ گالن، ۴۰۰ گالن و ۸۰۰ گالن هستند. از دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی بیشتر در سازمان ها، ادارات، کارخانه ها، مدارس، کلینیک ها، بیمارستان ها و سایر موسساتی که نیاز به تامین آب شرب مصرفی پرسنل خود با تعدادی بین ۲۰ تا ۱۰۰ نفر را دارند استفاده می گردد.

دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه های تصفیه آب صنعتی در کاربردهای مختلف به دلیل کیفیت آب در تاسیسات صنعتی و تجهیزات اهمیت زیادی پیدا می کنند. بهترین راه حل برای این که اطمینان داشته باشید، آب مورد استفاده همیشه عاری از ناخالصی و آلاینده هاست، نصب دستگاه تصفیه آب صنعتی است. دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس (RO) به گونه ای طراحی می شود، که متناسب با نیاز کاربرد بیش از 99% از آلاینده ها و ناخالصی های موجود در آب را از بین برده و تاثیرات مخرب املاح و رسوبات در تاسیسات و تجهیزات را کاهش می دهد.

دستگاه های تصفیه آب صنعتی قابلیت تولید آب تصفیه شده برای کاربردهای مختلف شامل تصفیه تامین آب شرب، تصفیه آب ورودی در صنایع مختلف، صنایع پلاستیک، صنایع تولید نفت و گاز، پزشکی و داروسازی، کشاورزی و بسیاری از موارد دیگر را دارد.

بنابر این اگر نیاز به آب تصفیه شده با مشخصات تعریف شده و خلوص بالا دارید، استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی برای شما یک ضرورت محسوب می شود، که نه تنها مزیت های منحصر به فردی دارد، بلکه مانع بسیاری از خرابی ها و از کار افتادگی ها در سیستم می شود.  

چگونه می توان طول عمر دستگاه تصفیه آب صنعتی را افزایش داد؟

دستگاه تصفیه آب صنعتی به عنوان یکی از بهترین و پر کاربردترین روش های تصفیه آب صنعتی در صنایع و کاربردهای مختلف شناخته می شود. نگهداری از دستگاه های تصفیه آب صنعتی و قطعات مختلف آن امری ضروری است، زیرا به دلیل عملیات پیچیده این سیستم ها در فرایند تصفیه آب، قطعا نیاز به مراقبت، نگهداری، تعویض و یا تعمیر بخش های مختلف پیش خواهد آمد. بنابر این باید با شناخت عوامل مؤثر در طول عمر دستگاه تصفیه آب صنعتی، از ایجاد بسیاری از مشکلات در عملکرد این سیستم ها جلوگیری کنیم.

چه عواملی بر طول عمر دستگاه تصفیه آب صنعتی تاثیر گذارند؟

نوع و کیفیت آب ورودی، کیفیت فیلترهای پیش تصفیه و ممبران و سرویس و نگهداری به موقع بر طول عمر دستگاه تصفیه آب صنعتی تاثیر می گذارند.

1- مقدار کلر آب ورودی 2- مقدار دما و سختی آب خام ورودی 3- طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی 4- شستشوی فیلتر ممبران تصفیه آب صنعتی 5- شستشوی فیلترهای پیش تصفیه

فرآیند تصفیه آب دریا

برای اینکه بتوان فرآیند نمک زدایی آب دریا را انجام داد ، ابتدا باید آن را از طریق ایستگاه های پمپاژ، نزدیک به سواحل گرفته و از طریق کانال ها، چاه ها یا گالری ها به منطقه تصفیه انتقال داد.

در مرحله تصفیه آب تعدادی روش وجود دارد که آب را بر اساس تکنیک های منحصر به فرد خود برای مصارف صنعتی تصفیه و عاری از نمک می سازد.

آب شیرین کن صنعتی حرارتی

در این روش شیرین کردن آب گرم می شود و به بخار تبدیل می شود که آب را از نمک جدا می کند، زیرا نمک ها فرآیند تبخیر را طی نمی کنند. این فرایند به طور طبیعی نیز در طبیعت رخ می دهد، زیرا وقتی آب دریا تبخیر می شود، نمک ها باقی می مانند، بدون اینکه آب تخصیص یافته در ابرها شور شود.

تقطیر چند مرحله ای

برای خلوص بیشتر محصول نهایی، آب را تا نقطه جوش حرارت می دهند و از چندین مرحله جوشش و تغلیظ می گذرد.

انجماد

آب دریا با جدا کردن آب از نمک هایی که با  یخ زده نیستند، منجمد می شود. این فرآیند چندین بار تکرار می شود تا به آب مقطر برسد. این یک فرآیند بسیار گران است، با امکان کمی مقیاس برای استفاده تجاری استفاده می شود

اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس

عبور آب دریا از غشاهایی انجام می شود که دارای نفوذپذیری انتخابی هستند. یعنی عبور به این دلیل اتفاق می افتد که فشار خارجی بیشتر از فشار اسمزی موجود است و باعث می شود مایع از سمتی که غلظت نمک بیشتری دارد به سمتی با غلظت کمتر حرکت کند و روند طبیعی اسمز را معکوس کند. این سیستم علاوه بر حذف نمک از آب، ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها را نیز از بین می برد و در نتیجه کیفیت آب برای مصرف صنعتی را بهبود می بخشد.

تقطیر با انرژی خورشیدی

وظیفه این فرایند این است که اشعه های خورشید را در یک زاویه متمرکز می کند و با کمک یک آینه سهموی، محل آب نمک را گرم می کند.

شایان ذکر است که زباله های تولید شده در فرآیندها دارای غلظت بالایی از نمک هستند که می توانند برای زندگی دریایی سمی شوند. بنابراین، اهمیت انجام مدیریت مناسب پس از درمان لازم است .

تصفیه آب سرامیکی

سرامیک از دیرباز نقش مؤثری را در تصفیه آب داشت و پیشینیان به خوبی از نظر آلاینده زدایی و فیلتراسیون سرامیک آگاه بود به نوع ای که از دیگ‌های بزرگ سرامیکی به همراه خاک رس و خاک اره در جهت گرفتن گل و لای آب خروجی از چاه و در ورودی زمین‌ها استفاده می‌شد به مرور زمان به دلیل ناتوانی این فیلترهای سرامیکی در کشتن ویروس‌های موجود در آب و گرفتن گچ آب این فیلترها منسوخ شدند.

تأمین سلامت آب کشاورزی به وسیله کلر یکی از مقرون به صرفه‌ترین روش‌های شناخته شده تا کنون می‌باشد و در تمامی کشورهای صنعتی و جهان سوم کاربرد داشته‌است سدیم هیپوکلریت و کلسیم هیپوکلریت مهمترین مواردی هستند که برای تصفیه آب کشاورزی به کار می‌روند اما قابلیت حلالیت پایین این ترکیبات شیمیایی در آب، عدم فیلتراسیون گچ و رسوبات و همچنین خاصیت قلیایی بسیار بالای این ترکیبات آسیب‌های بزرگ این روش به خاک‌های تحت کشت می‌باشند. سرامیک مورداستفاده در فیلترها مخلوطی از خاک رس و خاک اره می‌باشد که در دمای ۸۵۰ درجه سانتیگراد با یکدیگر آمیخته شده‌اند، سوختگی سریع خاک اره به همراه نقره کلوئیدی که به صورت پوشش نانو به فیلتر سرامیکی افزوده می‌شود.

تصفیه آب مغناطیسی

فیلترهای مغناطیسی و آهنرباها نیز دیگر مواردی بودند که در مناطقی که آب مورد استفاده کشاورزان ممکن بود توسط فلزات محیطی یا سازه‌های فلزی تحت تأثیر قرار گیرد می‌تواند با ایجاد میدان مغناطیسی که وابسته به آهنربا و قدرت میدانی به کار رفته در آن است ذرات آهن و املاح فلزی آب را کامل جذب نمایند اما این روش تصفیه آب نیز کمک بسیار زیادی به تصفیه آب نمی‌کند و به مرور زمان بلا استفاده شده‌است.

با پیشرفت تکنولوژی و ظهور سازمان‌های استاندارد جهانی، فائو و سازمان بهداشت جهانی (WHO) بسیاری از این روش‌های سنتی تصفیه آب به دلیل تأثیرات منفی محصولات بار آمده از آب‌های تصفیه شده غیراصولی ممنوع شدند و با استفاده از آزمایشگاه‌های فعال در زمینه‌های کشاورزی سیستم‌های تصفیه جدیدی نظیر فیلترهای توری و دیسکی تصفیه آب، فیلترهای کربن اکتیو و سیستم‌های UV و UF طراحی شدند که در مصارف خاص قابلیت تصفیه آب م را داشتند اما هیچ‌کدام به تنهایی روش مدرن و کاملی برای تصفیه آب نبودند.

امروزه مدرنترین روش‌های تصفیه آب دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی با استفاده از روش اسمز معکوس و سیستم‌های تصفیه آب خاکستری می‌باشد.

تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب فرآیندی است که اکثر آلاینده‌ها را از فاضلاب حذف می‌کند و دو خروجی که یکی مایع و یکی لجن است را تولید می‌کند که جهت دفع در محیط طبیعی مناسب است. در تصفیهٔ فاضلاب می‌توان از فرآیندهای زیستی استفاده کرد که این فرایندها می‌تواند شامل، حوضچهٔ هوادهی، لجن فعال یا فیلترهای شن و ماسه آهسته باشد. برای مؤثر بودن، فاضلاب باید توسط لوله و زیرساخت‌های مناسب به یک تصفیه‌خانه انتقال داده شود و خود فرایند نیز باید تحت نظارت و کنترل دقیق باشد. بعضی از فاضلاب‌ها نیاز به روش‌های تصفیهٔ متفاوت و گاه تخصصی دارند. در ساده‌ترین حالت، تصفیهٔ فاضلاب از طریق جداسازی مواد جامد از مایعات با روش رسوب‌گذاری انجام می‌شود. با تبدیل تدریجی مواد حل شده به مواد جامد، معمولاً یک توده بیولوژیکی، که پس از آن ته‌نشین می‌شود، یک خروجی با خلوص بیشتر تولید می‌شود.

• 
  یک تصفیه خانه فاضلاب در آلمان
• 
  مخزن‌هایی با فیلترهای شنی برای حذف آهن رسوب کرده (در این تصویر سیستم خاموش می‌باشد)
• 
  مخزن هوادهی خالی برای رسوب‌دهی آهن