آشنایی با دستگاه تصفیه آب صنعتی و کاربردهای آن

یکی از انواع دستگاه هایی که بسیاری از کارخانه ها و صنایع به دنبال آن هستند، انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی است. طراحی و فروش دستگاه تصفیه آب از هر نوعی از جمله صنعتی با این هدف انجام می شود که آب شور یا دارای ناخالصی را برای استفاده در صنایع مختلف، به آب شیرین و بدون ناخالصی تبدیل کنند. در این پست قصد داریم در مورد این نوع دستگاه ها و کاربردهای آنها صحبت کنیم.

منظور از تصفیه آب صنعتی چیست؟

آب همان اندازه که در حفظ حیات و زیست انسان اثر مثبت دارد، در صورت آلودگی خطرناک هم هست. از این رو باید قبل از استفاده از آب آن را به تناسب نوع کاربرد تصفیه نمود. کمبود آب شیرین نیز موجب شده تا نیاز به تصفیه آب‌های سطحی و زیرزمینی دو چندان شود. در برخی از صنایع نیز مانند صنایع غذایی، به آب تصفیه شده نیاز است. بنابراین دستگاه‌های مخصوص تصفیه آب صنعتی به منظور کنترل پارامترهای مختلفی در آب، مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این پارامترها عبارتند از:

  • میزان خوردگی
  • رسوب موجود در آب
  • املاح آب
  • رشد باکتری‌ها و میکروب‌ها

البته از این تجهیزات صنعتی، برای مصارف خانگی نیز می‌توان استفاده نمود.

فرآیند و مراحل پاکسازی آب در دستگاه تصفیه صنعتی

فرآیند تصفیه آب صنعتی شامل چند مرحله اصلی است که هر کدام به زدودن نوع خاصی از آلاینده‌ها و آلودگی‌های آب می‌انجامد. با توجه به آلودگی‌ها و نیازهای ویژه کاربران، ممکن است دستگاه‌های تصفیه آب یا آب شیرین کن صنعتی از فرآیندهای بیشتری بهره ببرند. در اینجا به اصلی‌ترین مراحل این فرآیند می‌پردازیم:

1.    ورود آب: در مرحله نخست، آب که ممکن است شامل ذرات معلق و آلاینده‌های گوناگونی باشد، توسط پمپی وارد دستگاه می‌شود.

2.    پیش تصفیه: در این بخش فیلترها و سامانه‌های جداسازی، ذرات معلق و مواد جامد بزرگتر در آب را می‌زدایند. این مرحله کمکی است به پاکسازی آب از ذرات گردوغبار و اجسام خارجی.

3.    تصفیه اولیه: در این قسمت با کمک روش‌هایی مانند فیلتراسیون مکانیکی و فرآیندهای شیمیایی،انواع ذرات معلق کوچکتر، مواد آلی و برخی املاح معدنی از آب حذف می‌شوند.

4.    تصفیه اصلی: در این مرحله با استفاده از فرآیندهای پیشرفته‌تری مانند اسمز وارونه (معکوس)، نانوفیلتراسیون، دی‌یونیزاسیون و اکسیداسیون پیشرفته، انواع میکروب‌ها، یون‌ها، و دیگر آلاینده‌ها از آب زدوده می‌شود.

5.    پس تصفیه: در این مرحله، آب تصفیه شده به بیرون دستگاه هدایت می‌شود. همچنین با توجه به نیاز، برای افزایش کیفیت نهایی آب دوباره تصفیه می‌شود. گاه به منظور افزایش کیفیت آب برای مصارف ویژه،‌ در این مرحله مواد معدنی مفیدی مانند کلسیم و منیزیم را به آب می‌افزایند.

6.    تخلیه: در این بخش، آب به مصرف‌کننده نهایی می‌رسد. گاهی آب تصفیه‌شده روانه محیط زیست می‌شود، که بی‌تردید باید از لحاظ محیط زیستی بی‌خطر باشد.

کاربرد دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی یا دستگاه آب شیرین کن صنعتی، افزون بر مصارف صنعتی، به دلیل تنظیم املاح و شوری، گندزدایی آب و طعم‌زدایی از آن، نابودی ذرات ریز و جامد، و نیز کاهش سختی آب کاربردهای فراوان و گسترده‌ای در دیگر زمینه‌ها دارد. در این بخش برخی از این کاربردها را برمی‌شماریم:

  • تهیه آب شرب صنایع خوراکی
  • کاربری‌های پزشکی و بیمارستانی
  • استفاده گسترده در باغ‌ها، گلخانه‌ها، صنعت دامداری و کشاورزی
  • گندزدایی و تصفیه آب برای پساب صنعتی و به‌ویژه فاضلابی
  • تصفیه و شیرین نمودن آب‌های شور برای برخی از مناطق کشور
  • تهیه آب آشامیدنی برای مصارف خانگی، مجتمع‌های تجاری و اداری
  • قابلیت بهره‌گیری در مصارف بیولوژیکی، تولید دارو و ساخت آب مقطر دستگاه دیالیز
  • نابودی و کاهش املاح، سختی آب (TDS) و ذرات ریز و جامد برای برج‌های خنک‌کننده
  • قابلیت به‌کارگیری جانبی در دستگاه‌های تهویه، سیستم‌های برودتی و حرارتی، انواع چیلرها و بویلرها
  • امکان استفاده گسترده در صنایع تولیدی و کارگاهی مانند ساخت لوازم و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی
  • کاستن از سختی آب و مناسب‌سازی آن برای استفاده در صنایع سنگین مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌های پتروشیمی، نفت، بنزین و گاز

چه صنایعی به دستگاه تصفیه آب نیاز دارند؟

در این بخش به تعدادی از صنایع نیازمند به آب تصفیه شده اشاره می‌کنیم:

  • کارخانه‌های آب معدنی و تولید نوشابه
  • صنایع غذایی و صنایع دارویی
  • صنایع آرایشی و بهداشتی
  • صنعت نساجی
  • مراکز پرورش طیور
  • استخرهای پرورش ماهی

در تمام این صنایع نیاز به تجهیزاتی برای تصفیه آب وجود دارد.

 

 

آشنایی با روش‌های نوین تصفیه آب

امروزه طراحی انواع دستگاه تصفیه آب و استفاده از آنها به ویزه در مناطق گرمسیر و دور از منابع آب، بسیار رایج است. در این قبیل دستگاه‌ها از فناوری های مختلفی برای تصفیه و شیرین سازی آب استفاده می شود. اگر به دنبال خرید آب شیرین کن صنعتی یا هر نوع دستگاه تصفیه اب هستید و می خواهید دستگاه به روز و مدرنی داشته ابشید، بهتر است با فناوری های نوین مورد استفاده در دستگاه های تصفیه اب آشنا شوید. این مساله، موضوع اصلی بحث این پست است.

روش های نوین تصفیه آب جایگزین روش‌های سنتی

تصفیه آب به دلیل کمبود آب شرب و تاثیرات منفی ورود فاضلاب‌ها به طبیعت اهمیت بالایی دارد. به همین خاطر باید بهترین شیوه‌ها را برای تصفیه آب و فاضلاب به کار برد. روش‌های سنتی نیازمند استفاده از تجهیزات آب شیرین‌کن صنعتی و فیلترهای مختلفی است. این تجهیزات گران بوده و زمان زیادی برای تصفیه آب و فاضلاب نیاز دارند. از این رو این معضلات و چالش‌ها شرکت‌های مطرح جهان را واداشته است تا روش‌های بهتری را جایگزین کنند. روش‌های نوین متکی بر تکنولوژی‌های روز، در تصفیه آب چند مزیت نسبت به شیوه‌های سنتی دارند. این مزایا که مشوق اصلی برای استفاده از شیوه‌های نوین در تصفیه آب هستند شامل:

  • امکان تصفیه آب و فاضلاب در زمان کوتاه
  • امکان جابه‌جایی و حمل تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب به مکان‌ مورد نظر
  • هزینه پایین‌تر تصفیه آب نسبت به شیوه‌های سنتی
  • عدم تولید ترکیبات مضر و جانبی در پروسه تصفیه آب و فاضلاب
  • بالا رفتن راندمان تصفیه آب و بهبود شاخص‌های کیفی نسبت به روش‌های سنتی

می‌باشند. اما تصفیه آب و فاضلاب با فناوری‌های جدید دارای روش‌های متنوعی است. ما نیز با اصلی‌ترین و کارآمدترین این روش‌ها در ادامه این مقاله آشنا خواهیم شد.

روش های نوین تصفیه آب

شیوه‌های مدرن تصفیه آب و فاضلاب بر اساس پژوهش‌ها و تحقیقات گسترده‌ای تدوین شده‌اند. در فرآیند تصفیه آب فناوری‌ها و تکنولوژی‌های روز نظیر نانو جاذب‌های مغناطیسی نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

تصفیه آب به روش نانو فیلتراسیون

یکی از آلاینده‌های موجود در آب و فاضلاب، ذرات بسیار ریز اعم از باکتری‌ها، فلزات و یون‌ها هستند. برای حذف این آلاینده‌ها از غشاها و ممبران کمک می‌گیرند. یکی از غشاهای نوین و مدرن که کارایی بالایی برای این منظور دارد نیز نانو فیلتراسیون است. منافذ نانو فیلتراسیون‌ها بسیار کوچک بوده و قطری در حد 0.001 میکرون دارند. در نتیجه نانو فیلتراسیون قادر است بسیاری از آلاینده‌های ریز موجود در آب و فاضلاب را حذف کند. از این فیلترها هم در دستگاه تصفیه آب صنعتی و هم در نمونه‌های خانگی استفاده می‌کنند. نکته جالب توجه نیز اینکه نانو فیلتراسیون‌ها خروجی دستگاه آب شیرین‌کن‌ را به شدت بهبود می‌بخشند. به همین خاطر این فیلتر مورد توجه بسیاری از کارشناسان این حوزه قرار گرفته است.

تصفیه آب با نانو جاذب‌های مغناطیسی

یکی دیگر از روش های نوین تصفیه آب و فاضلاب استفاده از نانو جاذب‌های مغناطیسی است.  نانو ذراتی که در این متد استفاده می‌شوند، هسته مغناطیسی دارند. این ویژگی مهم‌ترین مشخصه این روش نوین برای تصفیه آب و فاضلاب به شمار می‌رود. در این روش، نانو ذرات را وارد حوضچه تصفیه آب می‌کنند تا آلاینده‌های موجود را به خود جذب کنند. بعد از جذب آلاینده‌ها، نانو ذرات را به کمک هسته مغناطیس آن‌ها به بیرون از آب هدایت می‌کنند. این روش یک مزیت بزرگ دارد و آن عدم تولید ترکیبات جانبی است. همچنین برای تصفیه آب و فاضلاب با نانو جاذب‌های مغناطیسی زمان کوتاه و انرژی نسبتا کمی نیاز است.

تصفیه آب با نانوتیوب آکوستیک

شاید برایتان جالب باشد بدانید این روش تصفیه آب توسط سازمان ناسا ارائه شده است. ناسا در زمینه نجوم و حفظ اکوسیستم زمین تحقیقات و تولیدات زیادی دارد. این روش تصفیه آب نیز توسط این سازمان به عنوان شیوه‌ی محافظ محیط زیست معرفی شده است. در این روش از امواج صوتی برای غربالگری مولکولی آب و حذف آلودگی‌های آن استفاده می‌شود. این روش از روش های نوین تصفیه آب، فاقد ترکیبات جانبی مضر است.

فتوکاتالیست، از ارزان‌ترین روش های نوین تصفیه آب

این روش نوین را می‌توان ارزان‌ترین شیوه در تصفیه آب معرفی کرد. فوتوکالیست یا کاتالیزور نوری روشی است که در آن از امواج ماوراء بنفش خورشید کمک گرفته می‌شود. تجهیزات و محصولات مورد استفاده برای تصفیه آب با این روش وزن و ابعاد بسیار کمی دارند. به همین خاطر به راحتی و حتی در طبیعت نیز امکان استفاده از آن‌ها برای تصفیه آب وجود دارد.

تصفیه آب با روش بیولوژیکی اوگلنا

اوگلنا نوعی تک سلولی است که قادر به تجزیه مواد آلی موجود در آب می‌باشد. استفاده از تک سلولی‌ها برای تصفیه آب از شیوه‌های جدید محسوب می‌شود. تک سلولی اوگلنا را روی غشاهای مخصوصی قرار می‌دهند. سپس این غشاها را در قسمت‌های مختلف حوضچه تصفیه آب گذاشته تا تصفیه بیولوژیکی صورت بگیرد. هزینه این روش تصفیه آب پایین بوده و جزء روش‌های مقرون به صرفه می‌باشد.

تصفیه آب با ذرات نانو نقره و پوسته برنج

این روش تصفیه آب توسط یک کمپانی با نام tata برای کاهش هزینه‌های این فرآیند ارائه شد. اما علاوه بر هزینه کم، در این روش تصفیه آب از مواد طبیعی استفاده می‌کنند. این شیوه تصفیه نیز مانند دیگر روش های نوین تصفیه آب آلودگی جانبی ایجاد نمی‌کند. فرآیند تصفیه در دستگاه‌های پایه به کمک خاکستر پوست برنج و نانو نقره اجرا شده است. بیشترین کاربرد تصفیه آب با ذرات نانو نقره و پوست برنج نیز در مصارف خانگی است.

تصفیه آب با تابش باریکه‌های الکترونی

در این شیوه باید باریکه‌های الکترونی را به داخل آب تاباند. بر اثر تابش این باریکه‌ها گونه‌هایی از اکسید کننده‌ها و احیا کننده‌ها ایجاد خواهند شد. گونه‌های ایجاد شده نیز تمایل بالایی به واکنش با آلاینده‌های موجود در آب دارند. به این ترتیب تصفیه آب در زمان کوتاهی به کمک تابش باریکه‌های الکترونی انجام می‌گیرد.

تصفیه آب با lift straw

این وسیله از کوچک‌ترین ابزارهای ساخته شده برای تصفیه آب است که با فناوری‌های نوین کار می‌کند. این وسیله شبیه نی نوشیدنی است که به کمک زغال و فیلتر، آب را تصفیه می‌کند. کار با این تجهیز بسیار ساده بوده و برای تهیه آب سالم جهت نوشیدن در شرایط سخت استفاده می‌شود.

تصفیه آب با فیلتراسیون کربن، ازن و سرامیک

یکی دیگر از روش های نوین تصفیه آب استفاده از فیلتراسیون چند مرحله‌ای است. این شیوه در طبقه‌بندی روش‌های تصفیه آب، جزء روش‌های بیولوژیک محسوب می‌شود. در این روش آب برای تصفیه شدن باید اول از فیلتری سرامیکی عبور کند. بعد از حذف برخی آلاینده‌ها نیز دوباره آب را از یک فیلتر کربی و یک فیلتر ازنی رد می‌کنند. در نهایت بسیاری از آلاینده‌های موجود در آب حذف شده و تصفیه انجام می‌گیرد.

بهترین روش های نوین تصفیه آب کدام‌اند؟

شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که در بین شیوه‌های مدرن تصفیه آب، کدام بهتر است؟! برای انتخاب بهترین روش باید به پارامترهای فیزیکی و شیمایی آب توجه کرد. در واقع با توجه به نوع و میزان آلاینده‌های موجود در آب بهترین روش تصفیه آن را انتخاب می‌کنند. مورد بعدی که در انتخاب بهترین روش تصفیه آب اهمیت دارد، میزان ترکیبات مضر به جای مانده است. در برخی از شیوه‌های تصفیه آب، ترکیبات جانبی که برای محیط زیست خطرناک هستند تولید می‌شود. مورد بعدی نیز که نشان دهنده بهترین روش های نوین تصفیه آب است هزینه و صرفه اقتصادی آن است. بازه زمانی مورد نیاز برای تصفیه آب در هر روش نیز فاکتور مهم بعدی در ارزیابی بهترین روش تصفیه آب می‌باشد. با توجه به این موارد انتخاب بهترین روش و متد برای تصفیه آب باید توسط متخصصین این حوزه انجام گیرد.

فواید حذف انواع آلاینده ها از آب آشامیدنی

همانطور که در پست های گذشته اشاره شد، یکی از اهداف اصلی خرید انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی و خانگی، حتی خرید دستگاه تصفیه آب دست دوم در اصفهان و هر جای دیگری پاکسازی آب و حذف مواد آلاینده از آن است. این وظیفه در دستگاه های تصفیه آب توسط انواع فیلتر دستگاه  تصفیه آب صنعتی انجام می شود.  اما چرا پاکیزگی آب و حذف آلاینده ها از آن اینفدر مهم است؟ در این پست قصد داریم تا در مورد فواید، أنواع آلاینده ها از آب آشامیدنی صحبت کنیم.

فواید حذف آلاینده‌ها در فرآیند تصفیه آب

پیش از پرداختن به فواید مصرف آب تصفیه شده برای سلامتی، به‌شکلی فشرده به بررسی مزیت‌های زدودن آلاینده‌های آب و تأثیر آن بر سلامتی بدن می‌پردازیم.

تاثیر مثبت حذف نیترات آب

نیترات ماده شیمیایی است که ممکن است در مواردی و طی فرآیندهای تغییرات شیمیایی به نیتروزآمین تبدیل شود. این ماده باعث بروز مشکلات سلامتی مانند تغییر رنگ پوست، مشکلات تیروئیدی و حتی گاهی سرطان می‌شود. از این‌رو حذف نیترات از آب، به افزایش سلامت افراد کمک شایانی می‌کند و از جمله اصلی‌ترین فواید آب تصفیه شده است.

کاهش سختی آب

مقدار یون‌های معدنی موجود در آب، به‌‌ویژه میزان کلسیم و منیزیم، و به میزان کمتری آهن، آلومینیوم و منگنز آن، تعیین‌کننده میزان سختی و نرمی آب است. با کاهش میزان سختی و به‌ویژه کلسیم و منیزیم آب از طریق فرآیند تصفیه، می‌توان به آب نرم‌تری دسترسی داشت. وجود غلظت‌های بسیار زیاد این عناصر به سختی زیاد آب می‌انجامد. سختی آب سبب تشکیل آهک در لوله‌ها و دستگاه‌ها و لوازم خانه و آشپزخانه مانند کتری و سماور، ماشین ظرفشویی و ماشین‌لباس‌شویی می‌انجامد.

فواید کاهش میزان فلوراید در آب

روشن است که فلوراید عنصر معدنی مفیدی برای تقویت و استحکام دندان‌ها و استخوان‌ها است. ولی مصرف بالای آن می‌تواند مشکلاتی مانند فلوروز یا گچی شدن دندان (در اثر افزایش میزان فلوراید مینای دندان)، و نیز در پاره‌ای مواقع به بروز اختلالات شنوایی و نارسایی کلیه بینجامد. بنابراین کاهش میزان فلوراید آب توسط فرایند تصفیه، در حفظ سلامت دندان‌ها مؤثر است.

تبدیل آب اسیدی

بر اساس میزان pH آب، آن را به سه گروه آب اسیدی، آب نیمه اسیدی و آب قلیایی دسته‌بندی می‌کنند. آبی که تعادل اسیدی-بازی آن به‌هم خورده و بیشتر به سوی اسیدی بودن می‌رود را آب اسیدی می‌نامند. در واقع سطح pH  آب اسیدی، کمتر از 7 است. این آب برای محیط زیست و همچنین برای سلامتی انسان‌ها و بسیاری از گیاهان و جانوران آبزی یا غیرآبزی زیان‌بار است.
آسیب‌دیدگی پوست و مو، تغییر رنگ و مزه آب، کاهش آبزیان، خوردگی لوله‌ها و سیستم‌های چدنی و غیره، از نشانه‌های وجود آب اسیدی است. برای رفع این مشکل با کمک فیلتر تصفیه آب قلیایی، در فرآیند تصفیه، آب اسیدی به آب قلیایی تبدیل می‌شود.

 

روش های تصفیه آب در مناطق خشک

امروزه طراحی انواع دستگاه تصفیه آب و استفاده از آنها در مناطق مختلف دنیا بسیار رواج دارد. در این دستگاه‌ها از روش ها و تکنولوژی های مختلفی برای تصفیه و شیرین سازی آب استفاده می شود. خرید آب شیرین کن صنعتی و غیر صنعتی معمولا با توجه به نوغ آب مورد نظر و میزان املاح موجود در آن، منطقه‌ای که دستگاه در آن به کار گرفته خواهد شد و میزان بودجه در دسترس صورت می گیرد. یکی از مهمترین مناطق برای استفاده از این قبیل دستگاه ها مناطق گرم و خشک است که به آب شیرین دسترسی ندارند و لازم است که آب شور یا بی کیفیت موجود را تصفیه کرده و استفاده کنند. در این پست قصد داریم به روش های مختلف تصفیه آب در این مناطق بپردازیم و با تجهیزات و دستگاه های لازم برای این منظور آشنا شویم.

اهمیت تصفیه آب در مناطق خشک

در حال حاضر بخش‌های زیادی از کره زمین با کمبود منابع آب شیرین دست به گریبان است. کشور ما ایران نیز یکی از همین مناطق کم آب در جهان محسوب می‌شود. تبخیر آب‌های سطحی بر اثر گرمای هوا باعث کم شدن منابع آب در مناطق خشک می‌گردد. از طرفی پسماندها و فاضلاب‌ها در این مناطق نیز سفره‌های آب زیر زمینی را آلوده می‌کنند. در نتیجه کمبود منابع آب در مناطق خشک به بحرانی جدی بدل می‌گردد. برای حل این معضل جدی و بزرگ نیز باید از روش‌ها و راه‌کارهای مفیدی جهت تصفیه آب در مناطق خشک کمک گرفت. در غیر این صورت این چالش به یک مشکل غیر‌قابل حل تبدیل می‌شود.

در نواحی خشک با چه چالش‌هایی برای تصفیه آب مواجهیم؟

تصفیه کردن آب در مناطق خشکی نظیر ایران کار چندان ساده‌ای نیست. زیرا مشکلات و پیچیدگی‌های زیادی در مسیر تصفیه آب وجود دارد. برخی از این چالش‌ها که در پروسه تصفیه آب در مناطق خشک مانند ایران با آن مواجه‌یم عبارتند از:

  • برای اجرای فرآیندهای تصفیه آب در این مناطق به تجهیزات متعددی نیاز داریم که هزینه بالایی دارند.
  • برای اجرا و پیاده‌سازی شیوه‌های تصفیه آب در این مناطق به زمان زیادی است.
  • املاح و آلاینده‌هایی که در منابع آبی مختلف هستند تفاوت‌های زیادی با هم دارند. در واقع سطح کیفی منابع آب در این مناطق به هم شبیه نیست.
  • در مناطق خشک با محدودیت زیادی در زمینه منابع آبی باکیفیت و بی‌کیفیت مواجه‌ایم.

با این همه می‌توان بهترین راه حل و راه‌کار برای مقابله و عبور از این چالش‌ها را اتخاذ نمود. در واقع در روش‌های تصفیه آب باید منابع محدود موجود را به بهترین شکل بهینه نمود. این کار نیز تنها با اجرای درست و استاندارد تصفیه آب در این مناطق ممکن است.

آشنایی با روش‌های تصفیه آب در مناطق خشک

با توجه به چالش‌های مطرح شده، در مناطق خشک نمی‌توان از هر شیوه تصفیه آب کمک گرفت. بلکه روش مورد استفاده در فرآیند تصفیه آب باید بر اساس فاکتورهای مختلفی همچون:

  • نوع آلاینده‌ها
  • میزان بودجه در نظر گرفته شده
  • شرایط آب و هوایی منطقه
  • میزان ظرفیت منابع آبی

انتخاب و اجرا گردد. در این بخش نیز کارشناسان ما در صنعت آب زارعان به این روش‌ها اشاره می‌کنند.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس

بعضی از دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی به شیوه اسمز معکوس طراحی شده و کار می‌کنند. این تجهیزات و روش تصفیه آب یکی از بهترین متدها برای تصفیه کردن آب در مناطق خشک محسوب می‌شوند. مقدار نمک و املاح موجود در آب مناطق خشک بیشتر از دیگر منابع آبی است. استفاده از ممبران نیز به حذف و جداسازی این آلاینده‌ها کمک می‌کند. آب بعد از ورود به دستگاه اسمز معکوس با فشار پمپ به سمت فیلتر ممبران هدایت می‌شود. در اغلب اوقات آب این مناطق شور بوده و درصد بالایی از املاح را در خود دارد. املاح امکان عبور از غشای نیمه تراوا را ندارند و تنها آب خالص از آن رد می‌شود. در بسیاری از اوقات نیز ناگزیر هستیم از فیلتر شنی و فیلترهای کربنی در سیستم اسمز معکوس استفاده کنیم. زیرا در آب مناطق خشک ذرات معلق و یون‌های مختلفی وجود دارد که تولید بو و طعم می‌کند. در نتیجه تصفیه آب در مناطق خشک به این روش، خروجی بسیار مناسبی خواهد داشت.

تصفیه آب به کمک اشعه UV

روش تصفیه آب با اشعه UV برای مناطق خشک و کویری راه‌کاری بسیار مناسب و کارآمد می‌باشد. اشعه UV قدرت بالایی در گندزدایی داشته و آلاینده‌هایی مانند:

  • قارچ‌ها
  • باکتری‌ها
  • جلبک

را به خوبی از بین برده و حذف می‌کند. البته تنها کاربرد این روش برای گندزدایی و ضدعفونی کردن منابع آب در مناطق خشک است. به عبارت دیگر اشعه UV برای شیرین‌سازی و کاهش املاح موجود در آب کاربرد و مورد استفاده‌ای ندارد. اما برای آشنایی بیشتر با این روش پیشنهاد می‌کنیم مقاله کاربرد لامپ UV در تصفیه آب را مطالعه فرمایید.

تصفیه آب به روش نانوفیلتراسیون

نانوفیلتراسیون منافذ بسیار زیری دارد که تنها ذرات کوچکتر از 0.001 میکرون از آن عبور می‌کنند. در نتیجه برای تصفیه منابع آبی که دارای ذرات ریز، پاتوژن و باکتری هستند شیوه‌ی کارآمدی محسوب می‌شود. البته باید توجه داشته باشید که غشای نیمه تراوای این دستگاه را باید به صورت دوره‌ای شست.

تصفیه آب با استفاده از روش اولترافیلتراسیون

همیشه شوری آب معضل اصلی در مناطق خشک به شمار نمی‌رود. بلکه گاهی محدودیت این منابع موجب بالا رفتن سطح پاتوژن‌ها و باکتری‌ها در آب می‌شود. در چنین شرایطی استفاده از روش اولترافیلتراسیون راه‌ کاری موثر و مفید خواهد بود.

تصفیه آب به کمک فیلترهای کربنی

کدورت بالا در آب مناطق خشک باعث می‌شود طعم و مزه آن نیز تغییر پیدا کند. در نتیجه باید از روشی مناسب با این مشکل برای تصفیه آب استفاده کرد. کربن فعال قدرت جذب سطحی بسیار بالایی داشته و در حد کمی هم تصفیه انجام می‌دهد. در نتیجه یون‌ها و آلاینده‌های موجود در آب با سرعت بالایی جذب منافذ روی کربن اکتیو شده و کدورت آب از بین می‌رود.

 

روش های حذف مس از آب آشامیدنی

اگرچه تصفیه آب و یا استفاده از انواع آب شیرین کن صنعتی و خانگی می تواند تا اندازه زیادی، مواد آلاینده موجود در آب را حذف کند، اما برخی مواد شیمیایی هستند که به راحتی از آب خذف نمی شوند و برای تصفیه آنها لازم است که از روش های خاصی استفاده شود. یکی از این مواد، مس است که در این پست قصد داریم به روش های حذف آن از اب و پساب بپردازیم.

علل حذف مس از آب و پساب

با رشد و توسعه تکنولوژی، آسایش در زندگی بیشتر و انجام کارها آسان‌تر گردید، اما اثرات منفی بر سلامت انسان و طبیعت را شاهد هستیم. به طوری که در کارخانجات صنعتی حجم بالایی از فلزات سنگین مضر از جمله مس وارد آب و پساب‌ها می‌شود. علاوه بر این، آتلیه‌های عکاسی و صنایع چاپ، هوا فضا، صنایع تولید چرم، صنایع آبکاری فلزات، تولید آفت کش‌ها و مواد شیمیایی نیز مقادیر زیادی مس را تولید و وارد طبیعت می‌کنند. مس موجود در طبیعت در حالت‌های گوناگونی قرار دارد و ورود آنها به بدن اگر بیش از اندازه استاندارد باشد، ضررهای فراوانی به همراه دارد که مهم‌ترین آنها عبارتند از:

  • ورود مس به خون منجر به رشد سلول‌های سرطانی می‌گردد.
  • مسمومیت، حالت تهوع و استفراغ، ضعف، سرگیجه، بیماری‌های کبدی و معده درد از مصرف مس در آب‌ها است.
  • افزایش بیش از اندازه مس در بدن منجر به بروز بیماری‌های قلبی می‌گردد.

با  این حال، مقدار استاندارد مس برای سلامتی بسیار مفید بوده و منجر به جلوگیری از کم خونی و مشکلات تیروئید شده، همچنین از پوسیدگی دندان نیز جلوگیری می‌نماید. اما همانطور که اشاره شد، مقدار زیاد آن برای سلامت انسان مضر است. به همین دلیل با استفاده از روش‌های مختلف، تلاش می‌شود تا مقدار آن در سطح استاندارد قرار گیرد. به عبارت دیگر در این روش‌ها، هدف، حذف ۱۰۰ درصدی مس نیست و فقط تلاش می‌شود تا میزان آن به حد استاندارد برسد. زیرا کمبود آن باعث بیماری‌های مختلف می‌شود.

روش‌های کاربردی حذف مس از آب

برای حذف این فلز از آب و پساب‌ها روش‌های متعددی در نظر گرفته می‌شود. در ادامه مطلب این روش‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

روش اسمز معکوس

یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌ها برای اینکه مقدار زیادی از یون‌های مس موجود در آب و پساب‌ها حذف شود، استفاده از دستگاه آب شیرین کن صنعتی یا اسمز معکوس است. این روش که به شیرینی‌سازی آب صنعتی نیز معروف است، با کمک غشاهای نیمه تراوا عمل می‌کند. اسمز معکوس کاملاً عکس رفتار طبیعت عمل کرده و تلاش می‌کند تا آب حاوی فلزات سنگین به سمت آب‌شرین بدون فلزات انتقال پیدا کند. در حالت کلی، در این روش، غشای نیمه تراوا در مرکز دستگاه قرار گرفته و آب حاوی مس و سایر یون‌های فلزی وارد آن شده و با فشار پمپ از غشا عبور داده می‌شود. در نتیجه آب و پساب خروجی از دستگاه مقدار بسیار کم و ناچیزی ناخالصی خواهد داشت.

روش جذب سطحی

در انتخاب روش‌های حذف مس از آب ابتدا باید به این امر مهم توجه داشت که ترکیبات مضر جانبی تولید نشود. به همین دلیل تا حد امکان نباید از مواد شیمیایی برای این منظور استفاده نمود. جذب سطحی یکی از ایمن‌ترین روش‌ها برای کاهش مس در آب است که با کربن اکتیو می‌توان آن را اجرا نمود. کربن فعال تمایل زیادی به جذب فلزات و یون‌ها دارد و هیچگونه ترکیب جانبی خطرناک و مضر در این روش تولید نمی‌گردد. با عبور آب حاوی مس از روی کربن فعال، یون‌های مس جذب آن شده و از این طریق تصفیه انجام می‌گردد.

حذف مس از آب با روش ته نشینی شیمیایی

از دیگر روش‌های کاربردی که با هزینه کم هم قابل اجرا است، ته نشینی شیمیایی است. برای کاهش مس موجود در آب، در این روش نیاز به تجهیزات خاصی نیست و تنها به مواد منعقد کننده و رسوب دهنده نیاز خواهید داشت. بعد از ورود و تزریق مواد منعقد کننده، یون‌های فلزی تشکیل لایه‌های لخته مانند می‌دهند. با گذشت زمان این لخته‌ها در کف مخزن، ته نشین شده و تشکیل لایه‌های لخته مانند می‌دهند. یکی از معایب این روش صرف هزینه برای تخلیه لجن فعال است.

روش تبادل یون

استفاده از رزین تبادل یونی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب بسیار زیاد بوده و گزینه بسیار کاربردی برای کاهش فلزات موجود در آب می‌باشد. رزین قدرت بالایی در تبادل یون داشته و به همین دلیل یون‌های مس را جذب خود می‌کند، البته اجرای این روش در تصفیه خانه‌های بزرگ بسیار هزینه‌بر است. چون رزین خیلی زود کارایی خود را از دست داده و نیاز به تعویض یا احیا دارد.

حذف مس از آب با روش الکترودیالیز

برای جداسازی انتخابی فلزات موجود در آب می‌توان از الکترودیالیز استفاده نمود. برای پیاده‌سازی این روش، فیلتر و ممبران درون مخزن قرار می‌گیرند. سپس الکترودها انتخاب شده و با تامین انرژی برق مورد نیاز آنها، فلزات باردار شده و به سمت کاتد و آند حرکت می‌کنند. ممبران میان آند و کاتد مانع از عبور مس شده و از این طریق حذف انجام می‌شود. علی رغم اینکه تصفیه آب با الکترودیالیز به تجهیزات زیادی ندارد ،اما مصرف برق و انرژی زیاد مانع از پیاده‌سازی آن در تصفیه خانه‌های بزرگ می‌شود.

استفاده از فرایندهای بیولوژیکی

برای کاهش اثرات جانبی مواد شیمیایی در حذف مس از آب، می‌توان از فرایندهای بیولوژیکی استفاده نمود. در این فرایندها مواد آلی و مس توسط باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها تجزیه و مصرف می‌گردند. برای پیاده‌سازی این روش ابتدا توده زیستی برای رشد باکتری‌ها تهیه شده و بعد از ورود آن به آب و تامین اکسیژن مورد نیاز، زمان زیادی لازم است، اما چون فلزات و مواد آلی را به طور همزمان حذف می‌کند، در تصفیه آب مورد توجه قرار گرفته است.

حذف مس از آب به واسطه فتوکاتالیز

از جدیدترین روش‌ها برای کاهش مس موجود در پساب‌ها می‌توان به فتوکاتالیز اشاره نمود. در این روش با استفاده از دی‌اکسید تیتانیوم در زمان کوتاه آلاینده‌های محیطی از جمله فلزات و مواد آلی به طور همزمان قابل حذف می‌باشند.

استفاده از ریز جلبک

بسیاری از روش‌های شیمیایی که برای کاهش مس مورد استفاده قرار می‌گیرند، در نهایت ترکیبات مضری را ممکن است ایجاد کنند. علاوه بر این، اجرای این روش‌ هزینه‌بر بوده و نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد. به همین دلیل می‌توان از تصفیه بیولوژیکی برای فاضلاب، آب و پساب‌ها استفاده نمود. به عنوان مثال استفاده از ریز جلبک‌ها شرایطی را فراهم می‌کند تا زیست توده به مرور مس را مورد استفاده قرار داده و تجزیه کند. از جمله میکروارگانیسم‌های موثر در این زمینه می‌توان به سیانوباکتری‌ها اشاره کرد. سپس آب حاوی مس وارد مخزن این زیست توده شده و با گذشت زمان میکروارگانیسم‌ها فرایند تجزیه را انجام می‌دهند.

روش انعقاد الکتریکی

انعقاد الکتریکی از روش‌های بسیار موثر در حذف یون‌ها و فلزات سنگین موجود در آب و پساب‌ها است. البته این روش گران بوده و اجرای آن در محیط‌های بزرگ خیلی سخت و زمانبر است. به همین دلیل بیشتر در سطح آزمایشگاهی کاربرد دارد. با انتخاب آند و کاتد مناسب، جریان الکتریکی جداسازی مس انجام شده و آب و پساب‌های بدون فلزات از مخزن خارج خواهند شد. در واقع در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی غشاهای آندی و کاتدی استفاده می‌شوند و فلزات با بارهای مثبت و منفی جذب آنها شده و حذف می‌شوند.

حذف مس از آب با اولترافیلتراسیون

استفاده از غشا برای جلوگیری از عبور مس و سایر فلزات، بیشترین کاربرد را در تصفیه آب دارد و از نمونه‌های رایج آن می‌توان به اولترافیلتراسیون اشاره کرد. در این روش نیز غشاها مورد استفاده قرار گرفته و از عبور مس جلوگیری می‌شود. لازم به ذکر است غشاهای مورد استفاده در این روش، منافذ بزرگی داشته و به همین دلیل کارایی آن کمتر از اسمز معکوس است. در حالت استاندارد اگر این روش به درستی انجام گردد، حذف مس تا ۹۰ درصد انجام خواهد شد.