آب یکی از فراوان‌ترین و حیاتی‌ترین منابع روی زمین است و برای بقا و رشد تمام موجودات زنده ضروری است. انسان‌ها علاوه بر نوشیدن، برای تولیدات صنعتی و کشاورزی نیز به آب وابسته‌اند. با افزایش جمعیت، صنعتی شدن و تبدیل جوامع به مصرف‌گرایی مدرن، آلودگی منابع آبی به شدت افزایش یافته است.
بنابراین، آب باید پیش از عرضه به مصرف‌کنندگان تصفیه شود. فرآیند تصفیه آب شامل مراحل زیستی، شیمیایی و فیزیکی برای حذف آلاینده‌ها است. یکی از مراحل مهم این فرآیند گندزدایی است که باعث از بین بردن پاتوژن‌های بیماری‌زا و حفاظت از سلامت انسان میشود. گندزدایی معمولاً به عنوان استاندارد در تصفیه پساب، آب استخرها و آب آشامیدنی استفاده میشود.
رایج‌ترین روش‌های ضدعفونی و گندزدایی آب شامل گندزدایی فیزیکی (مانند اشعه فرابنفش) و شیمیایی (مانند کلرامین، کلر، اوزون و دی‌اکسید کلر) است. با این حال، نگرانی‌هایی درباره قابلیت اطمینان، کارایی، تشکیل محصولات جانبی سمی و هزینه این روش‌ها وجود دارد. انتخاب بهترین روش گندزدایی قبل از طراحی و اجرای هر سیستم تصفیه آب بسیار حیاتی است.
در فرآیند تصفیه آب شهری، گندزدایی برای حذف آلودگی‌های زیستی از آب و اطمینان از ایمنی آن انجام میشود. در این مقاله با انواع روش های مرسوم ضد عفونی یا گندزدایی آب اشنا میشویم.
روش‌های گندزدایی آب
گندزدایی آب چیست؟
گندزدایی مرحله‌ای اساسی در تصفیه آب است که تضمین میکند آب برای مصرف انسان ایمن باشد. این مرحله معمولاً آخرین مرحله در فرآیند تصفیه آب آشامیدنی است و هدف آن از بین بردن یا غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا (مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها) است که می‌توانند باعث بیماری شوند.
روش‌های متداول گندزدایی آب به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:
شیمیایی
تابشی
حرارتی
امروزه چهار روش از پرکاربرد ترین روش ها در جهت ضد عفونی و گندزدایی آب در سیستم های تصفیه آب میباشند که در ادامه به معرفی و برسی آنها خواهیم پرداخت.
- استفاده از اشعه فرابنفش
- استفاده از کلر ( پودر کلر گاز کلر و کلر مایع )
- اوزون زنی
- استفاده از کلرامین
اشعه فرابنفش: (UVR)
اشعه فرابنفش یکی از روش‌های متداول برای گندزدایی آب است که در تصفیه‌خانه‌های آب برای حذف پاتوژن‌ها استفاده می‌شوددراین روش هیچ‌گونه باقی‌مانده شیمیایی در آب ایجاد نمی‌کند و محصولات مضر تولید نمی‌شود.
در این فرآیند، آب در معرض تابش امواج کوتاه اشعه فرابنفش قرار میگیرد که باعث از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها و جلوگیری از تکثیر آنها میشود.
این روش با استفاده از اشعه فرابنفش، میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها و ویروس‌ها را غیرفعال با میکند و با نفوذ به دیواره سلولی میکروارگانیسم‌ها، به دی ان ای آنها آسیب می‌زند و توانایی تکثیر آنها را از بین می‌برد. این روش معمولاً به عنوان یک روش گندزدایی شیمیایی بدون مواد شیمیایی و با حداقل تأثیر بر طعم و بو استفاده میشود.
مزایا:
عدم استفاده از مواد شیمیای
بدون تغییر در کیفیت آب
فرآیند سریع
مناسب برای تصفیه آب آشامیدنی و پساب
معایب:
عدم باقی ماندن اثر گند زدایی در سیستم (مانندکلر)
روش استفاده:
در این روش آب وارد یک محفظه یا سیستم گندزدایی میشود که حاوی لامپ های اشعه فرابنفش است آب در تماس با اشعه قرار میگیرد و میکروارگانیسم ها در آب غیرفعال میشوند
برای تاثیر گذاری موثر آب باید به صورت شفاف باشد تا اشعه بتواند به عمق آب نفوذ کند به همین علت آب باید پیش تصفیه شود تا ذرات معلق و کدورت کاهش یابد
زمان تماس آب با اشعه و شدت اشعه از عوامل مهم در کارایی این روش است.
کلرزنی: (CL)
کلرزنی یکی از متداول‌ترین روش‌های گندزدایی در اکثر کشورها است.
در این روش، کلر یا ترکیبات کلر به آب اضافه میشود و با آب واکنش داده و اسید هیپوکلروس تولید میکند که عامل گندزدایی است.
در این روش کلر به عنوان یک گندزدا، با میکروارگانیسم‌ها واکنش داده و آنها را از بین می‌برد. همچنین کلر ممکن است با مواد آلی در آب واکنش انجام داده منجر به تولید تری هالومتون ها میشود که برای سلامتی انسان مضر میباشند و در صورت باقی مانند کلر در آب بیش حد مجاز منجر به مسمویت آب با کلر خواهد شد به همین علت استفاده از تجهیزات دقیق (پکیچ تزریق استاندارد) و محاسبه دقیق میزان کلر مورد نیاز جهت مصرف ضروری میباشد.
مزایا:
قابلیت باقی‌ماندن در آب و ادامه گندزدایی در طول توزیع
هزینه کم و کارایی بالا در غلظت‌های پایین
معایب:
تولید محصولات جانبی مضر مانند تری‌هالومتان‌ها
عدم اثربخشی در برابر تخم انگل‌ها
نیاز به تکنسین‌های ماهر برای مدیریت کلر گازی
روش استفاده:
در این روش، کلر به آب اضافه میشود. این کار معمولاً با استفاده از سیستم‌های کلرزنی خودکار (پکیج تزریق کلر) یا دستی انجام میشود که دوز معین کلر را بر اساس کیفیت آب و حجم آن اضافه می‌کنند.
کلر معمولاً به صورت گاز کلر، محلول کلر مایع یا پودر کلر (هیپوکلریت کلسیم) استفاده میشود.
زمان تماس کلر با آب برای اطمینان از گندزدایی مؤثر مهم است، بنابراین بعد از کلرزنی، آب برای مدت معینی نگهداری میشود تا کلر بتواند با میکروارگانیسم‌ها واکنش دهد.
کلرامین‌زنی: (CM)
کلرامین با واکنش کلر و آمونیاک در شرایط کنترل‌شده تولید میشود و به عنوان ماده گندزدایی استفاده میشود.
کلرامین‌ها ترکیباتی هستند که از واکنش کلر با آمونیاک تولید میشوند و به عنوان یک گندزدا در سیستم‌های آب شرب استفاده میشوند. این روش نسبت به کلر ماندگاری بیشتری دارد و کمتر باعث تولید تری هالو متان ها میشود. کلرامین‌ها به طور کلی به عنوان یک گزینه مناسب برای حفظ کیفیت آب در طول زمان شناخته میشوند.
مزایا:
عدم تولید محصولات جانبی مضر مانند تری‌هالومتان‌ها
کاهش مشکلات طعم و بو نسبت به کلرزنی
ارائه گندزدایی باقی‌مانده در سیستم توزیع
معایب:
کارایی کمتر در حذف پاتوژن‌ها نسبت به کلرزنی
نیاز به تجهیزات پیشرفته و افراد متخصص
تأثیر منفی روی آبزی‌پروری
روش استفاده:
برای تولید کلرامین، کلر و آمونیاک به آب اضافه میشوند. این کار معمولاً در یک مخزن مخلوط‌کن انجام میشود که در آن دما کنترل میشود تا ترکیب بهینه‌ای از کلرامین‌ها تولید شود.
میزان کلر و آمونیاک باید به دقت کنترل شود تا نسبت مناسب برای تولید کلرامین بدون ایجاد ترکیبات ناخواسته حاصل شود.
اوزون‌زنی: (OZ)
اوزون با عبور هوا یا اکسیژن خشک از سیستم الکترودهای ولتاژ بالا تولید میشود و به عنوان یک ماده گندزدای قوی استفاده میشود.
اوزون یک گاز با خواص گندزایی قوی است که می‌تواند میکروارگانیسم‌ها را از بین ببرد. این روش معمولاً قبل از کلرزنی یا به عنوان جایگزین آن استفاده میشود. اوزون به سرعت در آب تجزیه میشود و باقی‌مانده‌ای از خود به جا نمی‌گذارد، اما می‌تواند هزینه بالاتری نسبت به کلر داشته باشد.
مزایا:
اکسیداسیون سریع و کارآمد در برابر میکروب‌ها، ترکیبات آلی و شیمیایی
اثربخشی بالا در برابر کیست‌ها و اسپورها
عدم تولید محصولات جانبی مضر؛ اوزون به اکسیژن تبدیل میشود
معایب:
هزینه بالا (نصب و نگهداری)
نبود قابلیت باقی‌مانده؛ احتمال آلودگی مجدد در سیستم توزیع
تولید محصولات جانبی در واکنش با برومید
روش استفاده:
اوزون در یک اوزون ژنراتور تولید میشود که از اکسیژن موجود در هوا یا اکسیژن خالص استفاده میکند سپس اوزون تولید شده به آب اضافه میشود.
این روش می‌تواند به صورت پیوسته یا ناپیوسته انجام شود. در روش پیوسته، آب به طور مداوم از اوزون ژنراتور عبور میکند.
زمان تماس اوزون با آب نیز یکی از عوامل مهم در تاثیرگذاری این روش است پس از اتمام فرآیند گندزدایی، اوزون به سرعت تجزیه میشود و به اکسیژن تبدیل میشود، بنابراین نیازی به حذف باقی‌مانده آن نیست.
بدون دیدگاه