مرجع تخصصی آب و فاضلاب

يكي از عمده ترين چالشهايي كه بشر امروزه با آن روبه رو است تهيه آب سالم براي عده زيادي از جمعيت جهان است . روشهاي متعددي در سالهاي اخير مورد توجه و بررسي قرار گرفته است كه ازآن ميان مي توان به فرآيند انعقاد و شناور سازي الكتريكي كه به عنوان يك نوآوري قابل توجه درصنعت آب و فاضلاب مطرح مي باشد اشاره كرد . انعقاد الكتريكي عبارت است از توليد مواد منعقد كننده در محل با استفاده از تجزيه الكتريكي الكترود هاي آلومينيوم يا آهن .در اين روش با استفاده از جريان الكتريكي و نصب الكترودهاي شيميايي از جنس آلومينيوم ، آهن و ... كه به صورت آند و كاتد عمل مي كنند ، ذرات كلوئيدي موجود در محيط آب يا فاضلاب از طريق توليد بارهاي مثبت الكتريكي از لحاظ الكتريكي خنثي شده و در نتيجه توليد Al3+ و Fe3+ و .... فرآيند لخته سازي فراهم مي گردد. فرآيند در صنايع مختلف از قبيل چوب و كاغذ ، صنايع فلزي ، خودروسازي ، صنايع شيميايي ، داروسازي و ... در مقياس واقعي طراحي و اجرا گرديده و از لحاظ بازده تصفيه و حذف انواع آلاينده هاي زيست محيطي از بازده بسيار مطلوبي برخوردار بوده است.
موضوع تصفیه آب موضوع جدیدی نیست و حتی در کتب پزشکی مربوط به چند هزار سال قبل از میلاد هم توصیه هایی در زمینه جوشانیدن آب و چگونگی نگهداری آن شده است.
مثلاً جوشانیدن آب و نگهداری آن در ظروف نقره ای که برای پادشاهان هخامنشی انجام می شده د و روش ضد عفونی آب بوده که هنوز هم معمول می باشد.
بر طبق آخرین آمار سازمان بهداشت جهانی تا سال 1992 در هر 24 ساعت ، 13000 کودک زیر یکسال در دنیا در اثر بیماریهای منتقله از آب تلف می شده اند . که به پاره ای از آنها باختصار اشاره شد.
بهر حال با توجه به مناب ع آب طبیعی و کیفیت آبهای شرب به این نتیجه می رسیم که هیچ آبی را نمی توان قبل از تصفیه و اطمینان از سالم بودن آن مصرف کرد.
روشهای مختلفی برای تبدیل آبهای طبیعی یا خام به آبهای سالم و قابل قبول مصرف کنندگان وجود دارد و روش انتخابی تصفیه بستگی به اختصاصات آ ب خام دارد . جدول ذیل حاوی خلاصه ای از فرآیندهای معمول تصفیه آب ها می باشد . کلاً در آبهای سطحی بیشتر از آبهای زیرزمینی در معرض آلودگی ها قرار دارند لذا نیاز به تصفیه بیشتری هم دارند . بنابراین به استثنای اندازه گیری جریان آب و گندزدایی معمولاً اکثر فرآیندها ی تصفیه زیر فقط بروی آبهای سطحی انجام می شود . تصفیه آب معمولاً با بعضی از فرآیند های تصفیه مقدماتی شروع می شود . این تصفیه در خارج از تصفیه خانه اصلی صورت می گیرد . تا ضمن کاهش ناخالصی ها از فشار برفرآیندهای اصلی تصفیه نیز کاسته شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جمعيت جهان در حال افزايش و منابع آب آشاميدني رو به كاهش است؛ بنابراين و به اعتقاد بسياري از كارشناسان، جهان در آينده با مشكل كمبود آب مواجه مي‌شود. افزايش مصرف آب و كمبود حاصل از آن كه بر اثر آلودگي نيز تشديد مي‌شود، سبب شده‌است تا تأمين آب بهداشتي به يكي از دغدغه‌هاي اساسي جامعه جهاني تبديل شود؛ به طوري كه امراض ناشي از آلودگي‌هاي آب هرروزه هزاران و شايد دهها هزار نفر را مي‌كشد.

دراين ميان توانايي بازيافت آب، امكان دسترسي به يك منبع مناسب براي مصارف گوناگون را ايجاد مي‌كند و در واقع فناوري‌هاي جديد، امكان توليد آب نانوفيلتر شده را فراهم مي‌كند. آب تصفيه‌شده به وسيله نانوفيلتراسيون به اندازه آب‌معدني تصفيه ‌شده ارزش دارد. با استفاده از نانوفيلتر، مواد معدني لازم براي سلامت انسان در آب باقي مانده و مواد سمي و مضر، از آن حذف مي‌شود. نانوفيلتراسيون يك روش مفيد بين روش‌هاي اسمز معكوس و اولترافيلتراسيون است. اولترافيلتراسيون به دليل بالاتر بودن مقدار آلاينده‌هاي معدني و قليايي نسبت به حد مجاز و روش اسمز معكوس به دليل توليد خلوص بيش از حد محصول و بالا بودن قيمت داراي نقايصي هستند.

استفاده از نانولوله‌هاي كربني در ساخت فيلترها سبب سهولت در تميز كردن، افزايش استحكام، قابليت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما مي‌شود. اين فيلترها داراي دقت بسيار مناسبي در كاربردهاي مختلف هستند، به عنوان مثال قادرند پوليوويروس‌هايي با اندازه 25 نانومتر را بخوبي پاتوژن‌هاي بزرگ‌تري مانندE. Coil و باكتري‌هاي استافيلوكوك، از آب حذف كنند. نانوفيلتراسيون داراي مزايايي مانند قيمت پايين و كنترل مقدار كاهش آلاينده‌ها در آب تصفيه شده است.

يكي از شركت‌هاي آمريكايي در حال ساخت نانوفيبرهاي اكسيد آلومينيوم با اندازه
دو نانومتر براي تصفيه آب است. فيلترهايي كه از اين فيبرها ساخته شده‌اند، حتي مي‌توانند ويروس‌ها، باكتري‌ها و كيست‌‌ها را از بين ببرند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

از آنجا كه اغلب واكنش‌هاي شيميايي در آب انجام مي‌شوند، مي‌توان گفت كه اين ماده حياتي مي‌تواند نقش مهمي در تنظيم فرآيندهاي طبيعي و حفاظت از محيط زيست در برابر هرگونه تغييرات ناگهاني داشته باشد بنابراين جلوگيري از آلودگي‌ منابع آب و محيط زيست با استفاده از راهكارهاي مناسب تصفيه فاضلاب و استفاده مجدد از آن مي‌تواند نقش مهمي در كاهش آلودگي‌هاي زيست محيطي ايفا كند.
آب‌هاي آلوده بشدت سمي هستند و تركيبات شيميايي يا موجودات ميكروبي آنها علاوه بر اين كه سبب آلودگي محيط مي شوند، در مرگ آبزيان نيز تاثيرگذار خواهند بود. استفاده مجدد آب‌هاي آلوده و پساب‌هاي خانگي، كشاورزي يا صنعتي مستلزم استفاده از روش‌هاي تصفيه فيزيكي، شيميايي، بيوشيميايي، فيلتراسيون يا تصفيه آب به روش اسمزمعكوس است.

بديهي است كه با توجه به مشكلات و موانع موجود دستيابي به فناوري‌ها و روش‌هاي جديد در تصفيه فاضلاب مي‌تواند در بهينه‌سازي سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب و افزايش بازده اين سيستم‌ها نقش مهمي داشته باشد.

فاضلاب يا پساب عبارت است از منابع آبي كه يك بار مورد استفاده قرار گرفته و از قابليت استفاده مجدد برخوردار نخواهد بود. مواد آلي يا مواد معدني موجود در فاضلاب سبب ايجاد بوي نامطبوع در آن مي‌شود.

به علاوه اين فاضلاب‌ها مي‌توانند منشاء بيماري‌زايي بوده و سبب ايجاد آلودگي منابع آب و خاك شوند.

هر چه مواد زائد موجود در فاضلاب بيشتر باشد، آلايندگي بيشتري خواهد داشت.

اهميت بهداشتي فاضلاب به عواملي مانند عوامل شيميايي و عوامل بيماريزاي موجود در آن و مواد آلي بستگي دارد كه نه تنها موجب شيوع و گسترش بيماري‌هاي مختلف در سطح جوامع مي‌شود، بلكه در آلودگي‌ محيط اطراف زندگي انسان‌ها نيز تاثير بسزايي خواهد داشت.

فاضلاب‌ها علاوه بر اين كه از قابليت استفاده مجدد برخوردار نخواهند بود، منجر به آلودگي‌ منابع آب سطحي و زيرزميني خواهند شد و بنابراين تهديدي جدي عليه منابع‌آب موجود براي تامين نيازهاي جوامع انساني به شمار مي‌آيند كه مي‌توانند سبب تشديد بحران جهاني آب شوند.

با توجه به خطرات زيست محيطي و بهداشتي ناشي از فاضلاب‌ها و همچنين مشكلات و محدوديت‌هاي موجود در زمينه تامين آب آشاميدني، جمع‌آوري و بهسازي سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب بسيار ضروري خواهد بود. به طور كلي تصفيه فاضلاب عبارت است از استفاده مجدد از فاضلاب با استفاده از روش‌‌هاي متداول در حذف آلاينده‌هاي شيميايي و ميكروبي موجود در فاضلاب‌ها به منظور به حداقل رساندن شيوع بيماري‌هاي واگير ناشي از آلودگي فاضلاب خانگي، كشاورزي يا صنعتي و تامين بهداشت عمومي در سطح جامعه‌تصفيه فاضلاب‌ها با كاهش احتمال آلودگي آب‌هاي سطحي و زيرزميني، استفاده مجدد از بخش‌ عظيمي از آب مصرفي در حوزه كشاورزي يا پرورش آبزيان را امكان‌پذير مي‌سازد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نوعي جاذب جديد براي تصفيه فاضلاب
محققان دانشگاه‌هاي آريزونا و نيوجرسي اعلام كرده‌اند براساس تحقيقات انجام شده، استفاده از ژل‌هاي فوق‌ سبك كه در آنها مواد گازي جايگزين مايعات موجود ميان فضاي خالي بين مولكول مي‌شوند، مي‌تواند نقش موثري در به دام انداختن ذرات چرب موجود در فاضلاب‌ و همچنين جذب ذرات چربي از محيط اطراف داشته باشد. اين ماده فوق سبك كه به عنوان دود يخي شناخته شده، قابليت بسيار زيادي درجذب ذرات چربي يا قطرات روغن دارد. براساس بررسي‌هاي انجام شده سالانه بيش از 200 ميليون بشكه روغن مصرفي در پخت انواع مختلفي از مواد غذايي وارد فاضلاب مي‌شود كه به آلودگي فاضلاب مي‌انجامد و اغلب تصفيه فاضلاب را با موانع و مشكلات بسيار زيادي مواجه مي‌سازد. اگرچه تاكنون از مواد جاذب مختلفي براي جذب اين ذرات استفاده شده، اما استفاده از اين مواد علي‌رغم اين كه هزينه‌هاي بسيار زيادي را به همراه دارد، عملكرد مطلوب و رضايتبخشي نداشته است.

ژل‌هاي سيليسي آب‌گريز از جمله مواد جاذبي هستند كه حفره‌هاي بسيار زيادي دارند و مي‌توانند به عنوان يك ماده مناسب با ساختار اسفنجي، نقش موثري در جذب اين نوع آلاينده از فاضلاب‌هاي شهري داشته باشند. به منظور بررسي و تعيين نقش موثر اين نوع ماده جاذب در تصفيه فاضلاب، محققان بستري از اين نوع ماده جاذب را به صورت عمودي در مقابل جريان آب حاوي روغن سويا قرار دادند تا بتوانند فرآيند تصفيه را در محيط آزمايشگاهي شبيه‌سازي كنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مهندسين ، سيستم جديدي را طراحي کرده اند که با استفاده از روش ساده اي براي تصفيه آب مي تواند عوامل ميکروبي موجود در نمونه هاي جمع آوري شده از طوفان کاترينا را به طور کامل و صددرصد حذف کند.

در اين روش از رزين ، مس و آب اکسيژنه براي تصفيه آب آلوده استفاده مي شود که در مقايسه با روشهاي موجود ، ايمن تر ، کم هزينه تر و ساده تر است و مي تواند گروه وسيعي از مواد شيميايي سمي را در هم شکند. اگرچه اين روش مي تواند آلودگي هاي آب را از ميان ببرد ؛ اما اين آب قابل آشاميدن نخواهد بود. ويژگي بسيار مهم و حياتي اين روش محدود کردن گسترش بيماري در مناطق خسارت ديده سطح جهان خواهد بود. پس از فاجعه طوفان کاترينا دانشمندان در تلاش بوده اند از راههاي مختلف حفاظت از منابع مختلف را هنگام مواجهه با چنين شرايط مشابهي تضمين کنند. بنابراين بايد پيش از تماس آب جاري شده در سطح منطقه خسارت ديده با انسان و انتقال آن به منابع طبيعي آب زيرزميني ، روش مناسبي را براي گندزدايي و ضدعفوني آب در نظر بگيريم.
سيستم جديدي که براي تصفيه آب از سوي محققان ارائه و بررسي شده ، بسيار ساده است. يک صفحه پليمري شامل رزين و مس در جريان آب آلوده انداخته مي شود ، با اضافه کردن آب اکسيژنه ، راديکال هاي آزاد روي اين صفحه پليمري ايجاد مي شود. راديکال هاي آزاد در مجاورت اين صفحه باقي مانده و در آنجا با باکتري ها تماس برقرار کرده و آنها را منهدم مي کنند. محققان در تلاش هستند مس موجود در آب تصفيه شده نهايي را کاهش دهند و اثر سيستم را نيز بر سموم شيميايي افزايش دهند. آنها پيش بيني مي کنند در 5 تا 7 سال آينده بتوان از اين سيستم در مواقع اضطراي استفاده کرد. در اين فرايند يک مکانيسم شيميايي قديمي مبناي کار واقع شده که در اين مکانيسم کاتاليزورهاي فلزي باعث ايجاد مقدار زيادي راديکال آزاد در آب اکسيژنه مي شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فاضلاب شهري تهديدي بزرگ براي سلامت ساكنان مناطق مختلف كره زمين است. در گذر زمان و با پيشرفت‌هايي كه در زمينه سيستم‌هاي متنوع لوله كشي آب و فاضلاب شهري شكل گرفته، وضعيت انتقال پساب‌ها به حاشيه شهرها يا در دل زمين با شرايطي مناسب‌تر بهبود چشمگيري يافته است. با اين حال بسياري از محققان معتقدند زمان آن فرا رسيده كه نه تنها نبايد از كنار فاضلاب شهري بسرعت گذشت بلكه بايد استفاده‌هاي نويني نيز براي آن تعريف كرد. تأمين آب مورد نياز براي فضاي سبز درون شهري از جمله اين استفاده‌هاست كه گرچه چيز چندان جديدي نيست اما اين بار و براي يكي از كلانشهرهاي دنيا، يعني لس‌آنجلس به شيوه‌اي كاملا فوق مدرن طراحي شده و پيش‌بيني مي‌شود در سال‌هاي آينده رنگ واقعيت به خود بگيرد.

قارچ‌هاي غول پيكري كه حاشيه جنوبي لس‌آنجلس را با استفاده از فاصلاب شهري به محيطي متفاوت تبديل خواهند كرد، يك ايده خلاقانه است كه فعلا عملي نشده اما بنا به دلايلي بزودي شاهد عملياتي شدن آن خواهيم بود. البته اين قارچ‌ها طبيعي نيستند و تنها ظاهري همچون قارچ دارند.

نگاهي دقيق‌تر به طراحي اين سازه‌ها نشان مي‌دهد كه اين قارچ‌ها در حقيقت آب شيرين كن‌هاي خورشيدي هستند كه مي‌توانند مديريت فاضلاب شهري در هر نقطه‌اي از جهان را متحول كنند. اما كي و كجا براي نخستين بار سر و كله چنين طرح بي‌سابقه‌اي پيدا شد؟ چندي پيش فراخوان برگزاري مسابقه‌اي در لس‌آنجلس ارائه شد كه در آن از مهندسان، طراحان، برنامه‌ريزان شهري و همچنين دانشجويان خواسته شد تا ايده‌هاي خود را در زمينه تعريف چشم‌اندازي نوين و متفاوت براي حاشيه شرقي لس آنجلس و انبوه فاضلاب اين منطقه ارائه كنند. نتيجه اين فراخوان، ايده فناورانه‌اي موسوم به پروژه چتر است كه در آن با تكيه بر نور خورشيد و به روشي كاملا پاك و دوستدار محيط زيست تلاش مي‌شود تا بهترين استفاده‌ها از فاضلاب شهري صورت گيرد.

قارچ‌ها سر از زمين در مي‌آورند

در اين پروژه پيش‌بيني شده است ساختارهاي متعدد قارچي شكلي در فواصل مشخص و معين ساخته شوند. وظيفه اصلي اين سازه‌ها تصفيه فاضلاب شهري است كه طي آن محلولي مناسب براي آبياري فضاي سبز شهري به دست مي‌آيد. اين ايده خلاقانه كه اتفاقا جايزه 5000 دلاري را نيز نصيب ارائه‌كنندگانش كرده است با بسياري از استانداردهاي زيست محيطي همخواني دارد. در حقيقت اينجا ديگر خبري از آلايندگي محيط زيست نيست. استفاده از انرژي خورشيدي موجب شده است تا كل مكانيسم نهفته در تصفيه‌سازي فاضلاب به روشي پاك صورت گيرد. اين درحالي است كه در سال‌هاي اخير فناوري‌هاي متعددي درخصوص تصفيه‌سازي فاضلاب‌هاي شهري ارائه شده است اما هر يك از آنها نقاط تيره‌اي در پرونده كاري خود داشته‌اند. موتور محرك و اصلي هر يك از اين پروژه‌ها در حالي كل سيستم را راه‌اندازي مي‌كند كه خود به واسطه نوع سوختي كه مصرف مي‌كند(عمدتا فسيلي هستند) نقش قابل توجهي در افزايش حجم گازهاي گلخانه‌اي زمين دارند، اما در پروژه چتر ديگر خبري از اين نقاط ضعف نيست.

البته اين ايده جايزه نخست فراخوان لس آنجلس را به خود اختصاص داده است اما هنوز معلوم نيست كه ساكنان اين شهر و بخصوص بخش شرقي آن چه زماني شاهد سر درآوردن اين قارچ‌ها از گوشه و كنار محل زندگي‌شان خواهند بود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفيه فاضلاب خانگي در منازل و ساختمان‌هاي شهري
از آنجايي كه يكي ازمشكلات شهرها، مشكل فاضلاب و آلودگي آن است، امروزه عده‌اي از محققان و برخي شركت‌ها درصددند تا از مشكلات مربوط به آلودگي فاضلاب شهري كه منجربه آلودگي‌هاي زيست‌محيطي است، جلوگيري كنند. تا به حال طرح‌هاي زيادي در اين زمينه ارائه شده است كه يكي از اين طرح‌ها، يك سيستم تصفيه فاضلاب خانگي است كه با نصب و لوله‌كشي در منازل و ساختمان‌هاي شهري، فاضلاب‌هاي توليد شده را دوباره تصفيه كرده و قابل مصرف مي‌سازد. اين طرح كه توسط شركتي در آمريكا به اجرا درآمده است، به تصفيه و جلوگيري از هدر رفتن آب كمك مي‌كند. بنابراين گزارش‌ها، ازآنجا كه آب شهري ارزان‌قيمت بوده و به وفور در اختيار شهروندان قراردارد.

گويا براي شهروندان هدر دادن آب امري طبيعي است و كسي به هشدارها در مورد صرفه‌جويي اهميتي نمي‌دهد و اين امر هزينه‌هاي زيادي را به دولت تحميل مي‌كند. به طور متوسط هر خانوار شهري در آمريكا مقدار زيادي آب را هدر مي‌دهد به طوري كه هريك نفر مصرف‌كننده حدود 3 تا 7 گالن آب را هدر داده كه در اين ميان مقدار آبي كه در سرويس‌هاي بهداشتي مثل دستشويي و حمام هدر مي‌رود، رقم بالايي را نشان مي‌دهد كه به طور متوسط 40 درصد از350 گالن آبي كه روزانه يك شهروند آمريكايي مصرف مي‌كند را در برمي‌گيرد. اما با اين سيستم جديد تصفيه فاضلاب شهري، مي‌توان روزانه حداقل از هدر رفتن 110 گالن (هر گالن معادل
3/75 ليتر است) آب در هر خانه جلوگيري كرد.

فاضلاب‌ها اغلب شامل آب‌هاي آلوده ناشي از دستشويي، حمام، ماشين‌هاي لباسشويي و ظرفشويي مي‌باشد كه در اين سيستم فاضلاب جديد، با نصب يك تانكر يا مخزن و لوله‌كشي به داخل ساختمان مي‌توان آب‌هاي ناشي از فاضلاب را به اين مخزن هدايت كرده و سپس بعد از تصفيه شدن دوباره آن را به لوله‌ها براي مصرف مجدد هدايت كرد.

در اين سيستم آب‌هاي آلوده فاضلاب از سينك‌هاي دستشويي و حمام، توسط لوله‌هايي به فيلترهاي حاوي كلر هدايت شده و پس از مخلوط شدن با كلر و تصفيه و پاكسازي به تانكر و مخزن موجود مي‌رود و از آنجا آب تميز دوباره و براي مصرف مجدد در حمام و دستشويي و آشپزخانه به لوله‌ها پمپ مي‌شود. همچنين سيستم تصفيه مركزي حاوي حسگرهايي است كه بر سطح كلر موجود در آب نظارت كرده و آن را كنترل مي‌كند و فيلترهاي كربن تعبيه شده در اين سيستم آلودگي‌هاي موجود در آب را از بين برده و بر ميزان كلر آب نيز نظارت كرده و كلر اضافي موجود در آب را مي‌گيرد، اما باكتري‌هايي را كه براي روند تصفيه و پاكسازي آب مورد نياز است را حفظ مي‌كند. پس شما با اطمينان كافي مي‌توانيد از اين آب استفاده كنيد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب