تصفیه آب و اهمیت سیستم تصفیه آب

كيفيت آب‌هاي مورد نياز براي مصارف خاص به ندرت با ويژگي‌هاي طبيعي آن‌ها مطابقت دارد. آب آشاميدني با ويژگي‌هاي فيزيكي يا ظاهري آب كه بايستي سالم وتميز باشد به طور طبيعي به مقدار كافي در دسترس نمي‌باشد. اكثر منابع آب از نظر كيفيت شيميايي و بيولوژيكي براي شرب مناسب نيستند و قبل از مصرف احتياج به يك سري عمليات تصفیه آب دارند. چنين عملياتي كه به منظور متناسب سازي آب براي مصرف خاصش صورت مي‌گيرد تصفيه ناميده مي‌شود. تصفيه يا پالايش آب از نظر پزشكي و بهداشت اهميت زيادي دارد.
تحقیقات علمی ثابت نموده که سلامتی و زندگی مان به کیفیت آب مورد استفاده مان بستگی کامل دارد. از اینرو می بایست در استفاده از آبی که در سیر زندگی خود در طبیعت به عنوان یک حلال خوب ، تمام موادی که به طور طبیعی در بافت های زمین یافت می شود (به آب سخت تبدیل می شود) و یا آلاینده های صنعتی ، کشاورزی و... را در خود حل نموده و به همراه دارد ؛ مراقبت نمود .

تصفیه آب و اهمیت سیستم تصفیه آب

دستگاه تصفیه آب صنعتی

چرا كربن فعال با پايه ي پوست نارگيل مناسب تر از كربن فعال با پايه ي زغال سنگ مي باشد؟

كربن فعال به دليل سطح بالا در واحد گرم جاذب بسيار مناسبي مي باشد و از اين رو در پيش تصفیه آب مورد استفاده قرار مي گيرد. در حدود 5 گرم كربن فعال مساحتي معادل يك زمين فوتبال دارا مي باشد.
اندازه ي حفره هاي موجود در كربن فعال را مي توان به سه گروه ماكرو، مزو و ميكرو دسته بندي كرد.
ماكرو حفره ها داراي اندازه حفره با بيش از 25 نانومتر شعاع مي باشند.
مزو حفره ها داراي اندازه ي حفره بين 1 تا 25 نانومتر شعاع مي باشد.
ميكرو حفره ها  داراي اندازه ي حفره كمتر از 1 نانومتر شعاع مي باشد.

مقايسه كربن فعال پوست نارگيل و زغال سنگ

دستگاه تصفیه آب خانگی

روش‌های فیلتراسیون آب

فیلتر کربن

این مدل‌ها عبارتند از بطری‌ها (پارچ‌ها)، مدل‌هایی که بر روی شیر نصب می‌شوند، مدل‌هایی که زیر سینک قرار می‌گیرند ( معمولاً نیاز به یک اتصال دائمی به لوله‌ی موجود دارند) و سیستم‌هایی که کل نیاز خانه را برآورده می‌کنند و یا در نقطه‌ی ورود به خانه نصب می‌شوند (معمولاً در زیر زمین و یا در خارج از خانه نصب می‌گردند). کربن، جسمی متخلخل است، که ناخالصی‌های موجود در آب عبور کننده از روی خودش را جذب می‌کند. با این کار سرب، PCB ها، محصولات جانبی کلر (کلرآمین‌ها و تری هالومتان‌ها)، برخی انگل‌های خاص، رادون، آفت‌کش‌ها و علف‌کش ها، افزودنی‌های بنزین MTBE، تری کلرواتیلن حلال مخصوص خشک‌شویی، برخی از ترکیبات آلی فرار، برخی از باکتری‌ها (مثل کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا) و تعداد کمی از داروها حذف می‌گردند. بوها و مزه‌های بد نیز می‌توانند حذف شوند. این نوع از فیلترها نمی‌توانند فلزات سنگین، آرسنیک، نیتریت‌ها، باکتری‌ها و میکروب‌ها را حذف کنند.

تقطیر کننده

تقطیر کننده‌ها آب را می‌جوشانند تا به بخار تبدیل شود، سپس آن‌را متراکم می‌کنند تا در داخل یک محفظه جداگانه به آب تبدیل گردد، در حین انجام این کار، ذرات و کل جامدات حل شده باقی می‌مانند. از آن‌جا که آب گرم است، تقطیر کننده‌ها میکروب‌ها را می‌کشند. آن‌ها باعث از بین رفتن بسیاری از آلاینده‌های از قبیل آرسنیک سه ظرفیتی، فلوراید، سرب و جیوه می‌شوند، اما نمی‌توانند مواد آلی فرار و کلر، که معمولاً توسط فیلتر کربن حذف می‌شوند را از بین ببرند. هزینه‌های مربوط به دستگاه‌های تقطیر کننده بسیار متفاوتند، مصرف انرژی آن‌ها نیز قابل توجه است: برای تولید یک لیتر آب مقطر، یک کیلووات ساعت انرژی مصرف می‌شود. از آن‌جا که هر فرد به‌طور متوسط 100 گالن آب در هر روز استفاده می‌کند، یک دستگاه تقطیر برای مصرف کل خانه می‌تواند انرژی مصرفی خانگی را به‌صورت روزانه تا 378 کیلووات ساعت افزایش دهد. همچنین این دستگاه‌ها گرمای زیادی تولید می‌کنند و باید به‌طور منظم تمیز شوند. اگر فلزات سنگین مشکل ایجاد کنند، صرفاً جهت تأمین آب آشامیدنی شما، یک تقطیر کننده قبل از کنتور در نظر گرفته می‌شود. آب حاصل از تقطیر مقدار اندکی اکسیژن حل‌شده داشته و بدون مزه است.  

روش های فیلتراسیون آب و تصفیه آب

تصفیه آب

روش های نمک‌ زدایی (Desalination) و تصفیه آب

تقطیر (Distillation)

• روش تقطیر اولین نوع فرآیند نمک‌زدایی است که در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گرفت (از سال 1950 شروع شد).
• در تقطیر حرارتی، آب تا رسیدن به نقطه جوش خود گرم می‌شود و سپس بخار آن محبوس شده و به مایع تبدیل می‌گردد.
• تقطیر تحت خلاء، در اصل با کمتر کردن فشار نسبت به فشار اتمسفری، نقطه جوش آب را پایین می‌آورد و اجازه می‌دهد تا آب در دمایی بسیار کمتر از دمای جوش طبیعی بجوشد. به‌دلیل کاهش دما، در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود. 

نمک‌ زدایی با دستگاه تصفیه آب

تصفیه آب خانگی واتر تک

انواع مختلف فیلترهای آب (Different Types of Water Filters)

فیلترهای دستگاه تصفیه آب بر چند نوعند؟  

بطری‌ شکل (Carafe)

قابل نصب بر روی شیر (Faucet Mount)

قبل از کنتور (Counter Top)

 مدل‌های قبل از کنتور یا به‌طور دستی و یا از طریق لوله‌ی متصل به شیر آب شما، پر می‌شوند. از این مدل‌ها معمولاً برای فیلترهای کربنی و یا تقطیرکننده استفاده می‌شود.

انواع مختلف فیلترهای آب در دستگاه تصفیه آب

دستگاه تصفیه آب خانگی واتر تک

تصفیه آب و فرآیند نمک ‌زدایی از آب (Water Desalination)

فرآیند نمک‌زدایی و تصفیه آب به‌عنوان یک فن‌آوری مقرون به‌صرفه‌تر گسترش می‌یابد
نویسنده: Xanthe Webb Aintablian

فرآیندهای نمک‌زدایی (Desalination Processes)

برای نمک‌زدایی روش‌های متعددی وجود دارد که در متن زیر توضیح داده می‌شوند. اسمز معکوس در حال حاضر رایج‌ترین نوع نمک‌زدایی است و تقطیر سریع چندمرحله‌ای روشی است که هم‌اکنون بیشترین مقدار آب را شیرین می‌کند. (روش‌های دیگری نیز برای نمک‌زدایی و منابع انرژی وجود دارند که کمتر متداول بوده و در اینجا مورد بحث قرار نمی‌گیرند.)

تصفیه آب و نمک‌ زدایی از آب

دستگاه تصفیه آب خانگی واتر سیف

 
فرآیند تصفیه آب - انعقاد
 در فرآیند انعقاد گرد و خاک و دیگر ذرات معلق موجود در آب حذف می‌گردند. آلوم و مواد شیمیایی دیگری به آب اضافه می‌شوند تا ذرات بسیار کوچک و چسبنده‌ای به نام "فلوک" تشکیل گردیده و ذرات گرد و خاک را جذب نمایند. وزن ترکیب خاک و آلوم (فلوک) به اندازه کافی سنگین است و در طی فرآیند ته‌نشینی به‌سمت پایین حرکت می‌کند.

فرآیند تصفیه آب – ته‌ نشینی

ذرات سنگین (فلوک) در کف ته‌نشین می‌شوند و آب شفاف به طرف مرحله فیلتراسیون حرکت می‌کند.  

فرآیند تصفیه آب

دستگاه تصفیه آب خانگی

در بیشتر موارد، باید قبل از تأسیسات RO یک پیش‌تصفیه‌ی درست نصب گردد تا از لای‌گرفتگی ممبرین به‌وسیله‌ی رسوبات، سختی، مواد آلی، باکتری‌ها، سیلیس، اکسیدهای فلزی و یا حتی کلر جلوگیری شود.
همچنین، آب تصفیه شده توسط RO ، به‌علت وجود دی‌اکسید کربن محلول، اسیدی‌تر از آب خوراک است. مرحله‌ی مشترک پس از تصفیه شامل خنثی‌ کردن pH و وارد کردن مواد معدنی به آب می‌باشد.
ممبرین‌های مارپیچی (Spiral membranes)
ممبرین‌های مارپیچی که از دو لایه‌ی غشائی تشکیل شده‌اند، بر روی یک پارچه جمع‌آوری کننده‌ی آب تصفیه‌شده قرار می‌گیرند. این بسته‌ی غشائی به‌دور لوله‌ی تخلیه‌ی آب تصفیه‌شده پیچیده می‌شود (تصویر زیر را ببینید). در نتیجه تراکم بسته‌بندی ممبرین‌ها زیاد‌تر می‌گردد. مجرای مربوط به خوراک در ارتفاعی مناسب قرار می‌گیرد، تا از مسدود شدن واحد غشائی جلوگیری شود.
ممبرین‌های مارپیچی فقط برای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس (RO) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اسمز معکوس (Reverse Osmosis)

دستگاه تصفیه آب خانگی

FRP (پلاستیک‌های تقویت شده فایبرگلاس، که GRP نیز نامیده می‌شوند، و یا پلاستیک‌های تقویت شده شیشه‌ای) دارای ساختاری از جنس ماده‌ی کامپوزیتی جدید برای تجهیزات مربوط به کارخانه‌های تولید مواد شیمیائی، مانند تانک‌ها و مخازن می‌باشد. تجهیزات شیمیایی که اندازه‌ا‌ی کمتر از یک متر تا 20 متر دارند، از FRP ساخته می‌شوند.  
تجهیزات شیمیایی از جنس FRP عمدتاً با استفاده از فرآیندهای دستی و سیم‌پیچی فیلامان ساخته می‌شوند. استاندارد BS4994 هنوز هم برای این دسته از موارد یک استاندارد اصلی محسوب می‌گردد.

مخازن FRP