تصفیه آب: قطعا تا کنون نام تصفیه آب به گوش شما خورده است. در این مطلب قصد داریم به بررسی دقیق تصفیه آب بپردازیم. تصفیه آب به طور خلاصه فرآیندی است که طی آن ترکیبات شیمیایی نامطلوب، مواد آلی و معدنی و آلایندههای بیولوژیکی از آب حذف میشوند.
این فرآیند همچنین شامل تقطیر (تبدیل مایع به بخار برای متراکم کردن آن به شکل مایع) و دیونیزاسیون (حذف یون از طریق استخراج نمکهای محلول) است. یکی از اصلیترین اهداف تصفیه آب، تهیه آب آشامیدنی تمیز است. تصفیه آب همچنین نیازهای موجود در زمینههای پزشکی، دارویی، شیمیایی و صنعتی را به آب تمیز و آشامیدنی رفع میکند.
خالصسازی غلظت آلایندههایی مانند ذرات معلق، انگلها، باکتریها، جلبکها، ویروسها و قارچها را کاهش میدهد. تصفیه آب در مقیاسهای بزرگ (مثلاً برای کل شهر) تا کوچک (مثلاً برای خانوادهها) انجام میشود. در ادامه با ما همراه باشید تا بیشتر با تصفیه آب، تاریخچه و مراحل و دستگاههای آن آشنا شویم.
تاریخچه تصفیه آب
در نوشتههای یونان باستان و سانسکریت (هند) که قدمت آنها به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد باز میگردد، روشهای تصفیه آب توصیه شده است. مردم قبل از آن میدانستند که گرم کردن آب ممکن است آن را تصفیه کند، و همچنین در مورد تصفیه با شن و ماسه، جوشاندن و صاف کردن آموزش دیده بودند. انگیزه اصلی برای تصفیه آب، طعم بهتر آب آشامیدنی بود، زیرا مردم هنوز نمیتوانستند آب کثیف و تمیز را تشخیص دهند. در آن زمان اطلاعات زیادی در مورد میکروارگانیسمها یا آلایندههای شیمیایی وجود نداشت.
پس از ۱۵۰۰ سال، مصریان برای اولین بار اصل انعقاد را کشف کردند. مصریها آلوم شیمیایی را برای نشست ذرات معلق مورد استفاده قرار دادند. تصاویری از این روش تطهیر بر روی دیوار مقبره آمنوفیس دوم و رامسس دوم یافت شده است. بعد از ۵۰۰ سال، بقراط به قدرت شفابخش آب پی برد. او روش الک کردن آب را اختراع کرد و اولین فیلتر کیسهای را که «آستین بقراط» نام داشت، به دست آورد. هدف اصلی کیسه به دام انداختن رسوباتی بود که باعث ایجاد طعم یا بوی بد میشد. در ۳۰۰-۲۰۰ سال قبل از میلاد، روم اولین قناتهای خود را ساخت. ارشمیدس نیز پیچ آب خود را اختراع کرد.
در طول قرون وسطی (۵۰۰-۱۵۰۰ پس از میلاد)، تامین آب دیگر مانند گذشته پیچیده نبود. این قرون به دلیل فقدان نوآوریها و آزمایشهای علمی به عنوان قرون تاریک نیز شناخته میشود. پس از سقوط امپراتوری روم، نیروهای دشمن بسیاری از قناتها را ویران کردند و دیگر قناتها مورد استفاده قرار نگرفتند. لذا آینده تصفیه آب نامشخص بود.
پس از آن، در سال ۱۶۲۷، تاریخچه تصفیه آب ادامه یافت، زیرا سر فرانسیس بیکن شروع به آزمایش با نمک زدایی آب دریا کرد. او سعی کرد تا ذرات نمک را با روشی ساده از فیلتر شنی حذف بکند. این کار موثر نبود، اما راه را برای آزمایشهای بیشتر توسط دانشمندان دیگر هموار کرد.
آزمایش دو عینک ساز هلندی که با بزرگنمایی اشیا آزمایش کردند، منجر به کشف میکروسکوپ در دهه ۱۶۷۰ شد. او لنزها را آسیاب کرد و صیقل داد و در نتیجه به بزرگنمایی بیشتری دست یافت. این اختراع دانشمندان را قادر میسازد تا ذرات ریز را در آب مشاهده کنند. در سال ۱۶۷۶، ون لیوونهوک برای اولین بار میکروارگانیسمهای آب را مشاهده کرد.
در دهه ۱۷۰۰ اولین فیلترهای آب مناسب مصارف خانگی استفاده شدند. این فیلترها از پشم، اسفنج و زغال سنگ ساخته شده بودند. در سال ۱۸۰۴ نیز اولین تصفیه خانه واقعی آب شهری که توسط رابرت تام طراحی شده بود در اسکاتلند تاسیس شد. تصفیه آب بر اساس تصفیه آهسته شن و ماسه بود و اسب و گاری آب را توزیع میکردند. حدود سه سال بعد، اولین لولههای آب نصب شدند.
این پیشنهاد ارائه شد که هر فرد باید به آب آشامیدنی سالم دسترسی داشته باشد، اما تا زمانی که این امر در اکثر کشورها عملی شود، کمی بیشتر طول میکشد. در سال ۱۸۵۴ کشف شد که یک اپیدمی وبا از طریق آب پخش میشود. شیوع این بیماری در مناطقی که فیلترهای شنی نصب شده بودند کمتر به نظر میرسید. جان اسنو، دانشمند بریتانیایی دریافت که علت مستقیم شیوع این بیماری، آلودگی پمپ آب توسط آب فاضلاب است.
او برای تصفیه آب از کلر استفاده کرد و این راه را برای ضدعفونی آب هموار کرد. از آنجایی که آب موجود در پمپ طعم و بوی معمولی داشت، در نهایت به این نتیجه رسیدیم که طعم و بوی خوب به تنهایی تضمین کننده آب آشامیدنی سالم نیست. این کشف باعث شد که دولتها شروع به نصب فیلترهای آب شهری (فیلترهای شنی و کلرزنی) کنند و از این رو اولین مقررات دولتی آب عمومی را تصویب کردند.
در دهه ۱۸۹۰ آمریکا ساخت فیلترهای شنی بزرگ را برای محافظت از سلامت عمومی آغاز کرد. این کار موفقیتآمیز بود. به جای فیلتراسیون شنی آهسته، فیلتر شنی سریع اعمال میشد. ظرفیت فیلتر با تمیز کردن آن با بخار جت قدرتمند بهبود یافت. متعاقباً، دکتر فولر دریافت که فیلتراسیون سریع شن و ماسه زمانی که قبل از آن با تکنیکهای انعقاد و رسوبگذاری انجام شود، بسیار بهتر عمل میکند. در همین حال، بیماریهای منتقله از آب مانند وبا و حصبه کمتر و کمتر رایج شدند، زیرا کلرزنی آب در سراسر جهان یافت میشد.
چرا به فرآیند تصفیه آب نیاز داریم؟
آب تصفیه شده مهمترین چیز برای هر فرد در این دنیا است، از آن برای نوشیدن، پخت و پز و سایر مقاصد خانگی مانند حمام کردن، مسواک زدن، شستن لباس و غیره استفاده میشود. نه تنها زندگی ما را سالم میکند، بلکه برای حفظ بهداشت اطراف ما نیز مهم است. آب لوله کشی که در خانه ما عرضه میشود ممکن است تمیز به نظر برسد اما دارای انواع مختلفی از باکتریها و ویروسهای موثر بر سلامتی مانند ترکیبات فلوئور، کلر، جیوه، سرب، آفت کشها و دیگر انواع ذرات زائد است.
[block id=”call-to-action-shop”]مصرف آب آلوده میتواند منجر به مشکلات جدی سلامتی شود و گاهی اوقات نتیجه آن میتواند بسیار مضر باشد. بر اساس تحقیقات، آب آلوده منجر به بیماریهایی مانند اسهال، وبا، اسهال خونی، حصبه و فلج اطفال میشود و تخمین زده میشود که سالانه ۵۰۲۰۰۰ مرگ ناشی از اسهال را به همراه داشته باشد. در ادامه، برخی از دلایل لزوم تصفیه آب آورده شده است:
۱. تصفیه آب به ایمن و تمیز نگه داشتن محیط کمک میکند
اگر شخصی از بطریهای آب استفاده میکند، به این معنی است که آن شخص به طور مرتب آنها را میخرد و بطریهای خالی را به زبالهدان میاندازد که قابل بازیافت نیستند. در نهایت به این معناست که از طریق آب بستهبندی شده از آب تمیز استفاده میشود و در مقابل آن آسیبهای متعددی به طبیعت وارد میشود.
۲. به جلوگیری از خطرات مختلف ایجاد سرطان کمک میکند
انواع مختلف مواد شیمیایی و ویروسها در آب آلوده باعث بیماریهای مختلفی میشوند و میتوانند احتمال ابتلا به انواع سرطانها را افزایش دهند. با این حال، آب آشامیدنی خالص، اشیا را در دستگاه گوارش به حرکت در میآورد و کمک میکند تا غذا را از بین ببرد و سیستم هضم سالمی را به شما برساند.
۳. تضمین کیفیت عالی آب
از آنجایی که فیلترهای آب انواع آلایندههای موجود را از آب شما حذف میکنند، میتوانید انتظار داشته باشید که آب باکیفیتی دارید. آب در خانههای ما به مقدار زیادی استفاده میشود؛ مثلا برای حمام کردن، پخت و پز، شستوشو، کاشت و غیره. هر چه آب با کیفیت بهتری استفاده کنید، فضای بهتری را میتوانید حفظ کنید.
۴. کلر را از آب حذف میکند و آن را برای مصارف نوشیدنی سالم میکند
به طور کلی، کلر در آب استخرهای شنا استفاده میشود، اما شما نمیتوانید آن را بنوشید زیرا کلر به هیچ وجه برای سلامتی مفید نیست. کلر میتواند به طرق مختلف بر سلامت شما تأثیر بگذارد. این میتواند مسئول مشکل در تنفس، سفتی قفسه سینه، تحریک پوست و چشم و انواع دیگر مشکلات سلامتی باشد. بنابراین، قبل از نوشیدن آن، باید از عاری بودن آن از کلر اطمینان حاصل کنید. دستگاههای تصفیه آب در خانه میتوانند در صرفه جویی در هزینههای آب کمک کنند
هنگامی که آب را در خانه خود فیلتر کردید، دیگر نیازی به خرید بطریهای آب پرهزینهای نخواهید داشت که ممکن است هزینه سنگینی را به همراه داشته باشد. سیستم تصفیه آب یک سرمایه گذاری یکباره است و سالهای زیادی کار میکند. اگر مبلغی را که برای آب خریداری شده پرداخت میکنید محاسبه کنید میبینید دستگاه تصفیه آب ارزانتر خواهد بود.
۵. آب تصفیه شده حاوی سرب نیست که برای سلامتی انسان بسیار مضر است
دستگاههای تصفیه آب فورا حجم سرب موجود در آب را حذف میکنند. با این کار، میتوانید انتظار داشته باشید که خانواده خود را از بیماریهای ناشی از چنین سمی دوری کنید. به گفته کارشناسان، سرب عامل اصلی تأثیرگذاری بر اختلال یادگیری در بین فرزندان شما است. به همین دلیل داشتن دستگاه تصفیه آب به شما بسیار توصیه میشود.
۶. سیستم گوارش انسان را قوی میکند
اگر از مشکل یبوست رنج میبرید، نوشیدن آب تصفیه شده را شروع کنید، مطمئناً کمی تسکین خواهید یافت. همچنین میتواند به حفظ حرکات طبیعی روده کمک کند. علت اصلی یبوست از معده نشات میگیرد، وقتی غذای ناسالم و آب آلوده مصرف میکنیم، بر هضم غذا تأثیر میگذارد و منجر به مشکلات شدید یبوست میشود.
۷. مصرف آب تصفیه شده باعث بهبود مشکلات پوستی میشود
مصرف منظم آب تازه و تمیز، به پوست شما درخشندگی طبیعی میبخشد و آن را نرمتر میکند. انواع مختلفی از مواد معدنی وجود دارند که روی پوست شما تأثیر بدی دارند که در آب تصفیهشده نیستند. اگر میخواهید پوست و بدنی درخشان و سالم داشته باشید، مطمئن شوید که آب تصفیه شده را در رژیم غذایی خود دارید.
۸. غذاهای خوشمزهتر و سالمتر
استفاده از آب تمیز در شستن و پختن غذا، به حفظ طعم طبیعی مواد غذایی کمک میکند. در حالی که آلایندهها و سایر باکتریها در آب تصفیه نشده ممکن است بر طعم غذا تأثیر بگذارند. اگر میخواهید غذای خود را سالم و خوشمزه نگه دارید، از آب تصفیه شده استفاده کنید. افزودن یک دستگاه تصفیه آب به آشپزخانه خود برای غذاهای خوشمزه بسیار توصیه میشود.
تصفیه آب چگونه انجام میشود؟ چند مرحله دارد؟
مراحل کلی در تصفیه آب آشامیدنی به شرح زیر است:
۱. هوادهی
آب ابتدا در مخزن هوادهی بزرگ جمع آوری میشود و آب با حباب زدن هوای فشرده از طریق لولههای سوراخدار هوادهی میشود. هوادهی بوی بد و CO2 را از بین میبرد. همچنین فلزاتی مانند آهن و منگنز را با رسوب به عنوان هیدروکسیدهای مربوطه حذف میکند.
۲. ذخیره سازی یا ته نشینی
آب هوادهی شده در مخزن ته نشینی قرار میگیرد و به مدت ۱۰-۱۴ روز نگهداری میشود. در حین ذخیره سازی حدود ۹۰ درصد مواد جامد معلق در عرض ۲۴ ساعت تهنشین میشوند و آب شفاف میشود. برخی از مواد شیمیایی سمی سنگینتر نیز در طول ذخیره سازی تهنشین میشوند. به طور مشابه باکتریهای بیماری زا به تدریج ممیرند و تعداد باکتریها در ۵-۷ روز اول نگهداری ۹۰ درصد کاهش مییابد. در طول ذخیره سازی مواد آلی موجود در آب توسط میکروارگانیسمها اکسید میشوند. به طور مشابه NH3 موجود در طول ذخیرهسازی توسط میکروارگانیسمها به نیترات اکسید تبدیل میشود.
۳. انعقاد
سپس آب مخزن ذخیره در مخزن انعقاد قرار میگیرد و برخی از عوامل رسوبدهنده مانند زاج، آهک و غیره در آب اضافه و مخلوط میشوند. این عوامل رسوبدهنده وقتی در آب حل میشوند، رسوب Al(OH)3 را تشکیل میدهند. مواد جامد معلق در سطح رسوب جذب میشوند، بنابراین به تدریج جرم رسوب سنگینتر شده و در نهایت تهنشین میشود. این تکنیک برای حذف مواد معلق بسیار سبک که در طول ذخیرهسازی به خودی خود تهنشین نمیشوند استفاده میشود. علاوه بر این، اگر ناخالصیهای کلوئیدی با بار منفی وجود داشته باشد، توسط یون های Al+++ خنثی شده و تهنشین میشوند.
۴. فیلتراسیون
سپس آب تا حدی شفاف شده از فیلتر جاذبه شنی عبور داده میشود که ۹۸-۹۹٪ میکروارگانیسمها و سایر ناخالصیها را حذف میکند. یک مخزن جمع آوری در پایین بستر فیلتر برای جمعآوری آب تصفیه شده وجود دارد. در طول فیلتراسیون، بستر فیلتر به زودی با یک لایه لزج به نام لایه حیاتی پوشیده میشود. لایه حیاتی از نخ هایی مانند جلبکها، دیاتومها و باکتریها تشکیل شده است. در طی فیلتراسیون، میکروارگانیسمهای موجود در لایه حیاتی، مواد آلی و سایر مواد موجود در آب را اکسید میکنند. به عنوان مثال اگر NH3 وجود داشته باشد، به نیترات اکسید تبدیل میشود. لایه حیاتی نیز به فیلتراسیون سلولهای میکروبی کمک میکند. اگر آب دارای بوی نامطبوع باشد، کربن فعال ممکن است در بستر فیلتر قرار داده شود که بوی بد را از بین میبرد.
۵. ضد عفونی
آب تصفیه شده در نهایت با استفاده از مواد ضدعفونی کننده نیز ضدعفونی خواهد شد. به عنوان مثال کلرزنی، میکروارگانیسمهای بیماری زا و سایر میکروارگانیسمهای موجود در آب را از بین میبرد. بعد از گندزدایی، آب جهت توزیع خانگی بعدی به مخزن سربار پمپ خواهد شد.
انواع دستگاه تصفیه آب
صاحبان خانههایی که از منبع آب خصوصی استفاده میکنند مسئول نظارت بر کیفیت آب آشامیدنی خود هستند. دستگاههای تصفیه آب میتوانند کیفیت آب را با کاهش خطرات سلامتی مانند باکتریها، آلایندههای شیمیایی و سایر مواد سمی بهبود بخشند یا به رفع مشکلات مزاحم مانند بو یا سختی کمک کنند.
قبل از در نظر گرفتن هر دستگاه تصفیه، باید کیفیت آب خود را بدانید. مشکلات بو و سختی گاهی اوقات با مشاهده ساده قابل تشخیص است. تشخیص باکتریها، مواد بالقوه سمی و سایر آلایندهها معمولاً به بررسیهای آزمایشگاهی نیاز دارد. اگر کیفیت نامطلوبی در آب شناسایی شود، اغلب میتوان با تعمیر یا جایگزینی سیستم آب موجود یا تصفیه آب خانگی مشکل را حل کرد. البته باید گفت که آب میتواند در مقیاس خانگی یا صنعتی تصفیه شود که در ادامه به هر یک از این موارد پرداخته شده است:
۱. دستگاه تصفیه آب صنعتی
به صورت کلی در دستگاه تصفیه آب صنعتی یا آب شیرینکن، آب ورودی به دو جریان آب تصفیهشده و پساب غلیظ تقسیم میشود. فیلتر ممبران نیز منجر به حذف املاح محلول از جمله پتاسیم، سدیم، کلسیم، کربنات، نیترات، کلراید و غیره میشود. در فرایند عبور آب ورودی از ممبران مواد معدنی و به صورت کلی تمامی ناخالصیهای محلول در آب بزرگتر از ۰۰۰۱/۰ میکرون با حد تراکم ۹/۹۹ درصد از آب جدا میشوند. به عبارت دیگر سختی و سنگینی آب را پایین میآورند. به صورت کلی میتوان گفت که میزان تولید آب شیرین در ممبرانهای ۴ اینچ حدود ۵۰۰۰ لیتر و در ممبرانهای ۸ اینچ ۲۵۰۰۰ لیتر در شبانه روز است.
۲. دستگاه تصفیه آب خانگی
معمولاً اولین دغدغه کسانی که به دنبال خرید دستگاه تصفیه آب خانگی هستند، دسترسی به آب با کیفیت بالا برای شرب و پخت و پز در داخل منزل است. دستگاههای تصفیه آبی که در مسیر ورودی آب به منزل مورد استفاده هستند، علیرغم کارایی بالا، نمیتوانند استانداردهای لازم برای تأمین آب شرب را به تنهایی فراهم آورند. آب شرب از نظر میزان آلودگی و املاح مختلف حدود مجاز مشخصی دارد که در استانداردهای بین المللی و ملی به صورت کامل بیان شده است. قویترین نوع تصفیه برای کاهش قابل توجه املاح مختلف و تولید آب مناسب با قابلیت شرب و پخت و پز، در دستگاههای تصفیه آب اسمز معکوس (RO) وجود دارد. مراحل تصفیه در دستگاههای تصفیه آب خانگی غالبا به شرح زیر است:
ابتدا پیش فیلتر ذرات معلق صورت میگیرد. این فیلتر عموماً از جنس پروپیلن است و کثیفی، زنگ زدگی و ذرات معلق در آب را که اندازه آنها بیش از ۵ میکرون باشد حذف میکند. سپس فیلتر کربن فعال انجام میشود که به طور معمول قابلیت فیلتراسیون ذرات ۰٫۵ تا ۱۰ میکرون را دارد و برای تصفیه ذرات مفید است. این فیلتر، از بین برنده طعم و بو ناشی از کلر نیز هست.
سپس نوبت ممبران میرسد. ممبران، یک غشاء نیمه تراوا است و میتواند ۹۵٪ از کل مواد جامد محلول را تا سایز ۰٫۰۰۰۱ میکرون حذف کند. اصلیترین مرحله فیلتراسیون در یک دستگاه تصفیه آب خانگی، در ممبران رخ میدهد. یک فیلتر کربن فعال بعد از مخزن ذخیره اب و قبل از این که از آب استفاده شود، قرار میگیرد. این فیلتر معمولا بالای هوزینگ غشاء اسمز معکوس واقع شده و مسئولیت حذف هر گونه کلر و یا آلایندههای باقیمانده پس از عبور از کارتریجهای دیگر و یا غشاء را عهدهدار است.
سپس با توجه به کاهش چشمگیر املاح در ممبران، امکان احساس تغییر طعم برای برخی افراد فراهم است. برای بهبود طعم آب در بسیاری از دستگاههای تصفیه آب خانگی، فیلتری حاوی دانههای معدنی مانند کلسیت و یا دولومیت در مرحله آخر افزوده میشود که با وارد کردن مقدار محدودی از املاح مفید باعث طبیعیتر شدن طعم آب پیش از مصرف میشود.
پارچ تصفیه آب چیست؟
محصولاتی که با نام پارچ تصفیه آب به بازار عرضه میشوند ظاهر و اندازههایی مشابه پارچهای معمولی دارند؛ با این تفاوت که به دو قسمت بالا و پایین تقسیم میشوند و یک فیلتر استوانهای درون آنها روی مرز این دو قسمت دیده میشود و در رنگها و شکلهای متفاوتی نیز ساخته میشوند. حجم اکثر پارچهای موجود در بازار بین ۱ تا ۳ لیتر است و البته در صورت نیاز به حجم بیشتری از آب و یا برای استفاده در زمانهای دیگر میتوانید چندین بار آن را پر کنید و آب تصفیهشده را درون مخزنی مانند کلمن، بطری یا پارچ بزرگتری جمعآوری کنید و برای مصارف آینده نگه دارید. لازم به ذکر است که به این علت که آب تصفیه شده فاقد ترکیبات رشدکننده یا فاسدکننده است، میتوان تا مدتی بدون نگرانی از بو گرفتن و یا عوض شدن طعم، آن را در ظروفی تمیز و دربسته نگهداری کرد.
دستگاه تصفیه آب چندمرحلهای خریداری کنیم؟
دستگاههای تصفیه آب خانگی RO معمولا سیکل تصفیه آب را در ۵ مرحله انجام میدهند و دستگاه حتما باید حداقل ۵ مرحله را داشته باشد. در دستگاههای ۵ مرحلهای به همین تعداد فیلتر اکتفا شده ولی در دستگاههای ۶ مرحلهای کمپانیها برای خاصیت بخشیدن به آب و اضافه کردن املاح مفید به آب که در حین تصفیه از دست رفته است، اقدام به نصب یک فیلتر مواد معدنی یا فیلتر قلیایی میکنند که بسیار مفید است و آبی را که حین تصفیه املاح مفید خود را از دست داده است و تعادل شیمیایی آن کمی به هم خورده است احیاء میکند. اما این املاح در حد زیادی از دست نمیروند که شما لازم بدانید حتما مرحله ششم را داشته باشید. لذا نسبت به بودجه خود اقدام کنید؛ اما لازم به ذکر است که هرگز دستگاه زیر ۵ مرحله خریداری نکنید.
قیمت دستگاه تصفیه آب
یک دستگاه تصفیه آب معمولی با ۵ مرحله را میتوانید با قیمت ۱٫۵ الی ۲ میلیون تومان خریداری کنید. دستگاههای ۶ مرحلهای را میتوانید با هزینه ۳ الی ۴ میلیون خریداری کنید و دستگاههایی با مراحل بیشتر از ۶، بیش از ۴ میلیون تومان قیمت دارند.