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