گندزدایی، تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب

اگرچه، سه چهارم سطح زمین آب است ولی تنها یک درصد از آن آب برای مصرف انسان در دسترس است.  آن یک درصد غالباً حاوی میکروارگانیسم هایی است که می تواند بیماری هایی ناشی از آب را انتقال دهد. بیماری های مرتبط با آب یک فاجعه انسانی در حال رشد است که سالانه بیش از 5 میلیون نفر را می کشد، بنابراین مساله ضدعفونی آب و فاضلاب یکی از مهم ترین مسائل زیست محیطی خواهد بود.

حدود 3/2 میلیارد نفر با بیماری های که از طریق آب انتقال می یابند درگیر هستند. حدود 60٪ از کل مرگ و میر نوزادان در سرتاسر جهان با بیماری های عفونی و انگلی مرتبط است که بیشتر آنها مربوط به آب است.

روش های ضدعفونی آب

ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش، کلرزنی و پراستیک اسید و استفاده از چاه های لوله عمیق و همچنین آب با ید و ازن نیز ضدعفونی می شود. مزایای ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش نسبت به سایر روش های ضدعفونی قابل توجه است.

اهمیت آب

آب ماده ای شیمیایی است که برای همه اشکال زندگی ضروری است. آب مهمترین منبع طبیعی کره زمین است. این ماده واسطه ای است که در آن واکنشهای لازم برای زندگی صورت می گیرد که شرکت کننده در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی است.

آب به عنوان حامل مواد مغذی در بدن موجودات زنده و همچنین به عنوان تنظیم کننده دما عمل می کند.

آب مورد استفاده جوامع برای چندین منظور از جمله در صنعت به عنوان حلال، در کشاورزی برای آبیاری، تفریح​​، مسافرت، تجارت و مصارف خانگی استفاده می شود. برای رفع نیازهای فوق، باید شرایط خاصی را بوجود آورد.

چندین سازمان مانند WHO ، اتحادیه اروپا، انگلیس و ایالات متحده آمریکا EPA معیارهای معینی را برای آب آشامیدنی قید کرده اند. منابع اصلی آب در کشورهای در حال توسعه باران، جریانهای آب، چاه، چاله ها است.

علاوه بر این  دریاچه ها، رودخانه ها و دیگر منابع آب سطحی، اغلب به عنوان تنها منبع آب برای دلالان، اردوگاه ها، قایقران ها و کوهنوردان مورد استفاده قرار می گیرد.

منابع آلوده بوجود آمده در آب می تواند از منابع طبیعی و یا انسان ناشی شده باشد. اگر چاههای ساخته شده نامناسب و غیر اصولی ساخته شده اند یا اگر به آبهای سطحی آلودگی نفوذ کرده باشد ، چاههای ساخته شده می توانند آلوده شوند.

کیفیت آب، ترکیبی از آب هایی است که تحت تأثیر فرآیندهای طبیعی و فعالیتهای انسانی قرار دارد. بسیاری از بیماریهای مختلف به واسطه آب آشامیدنی آلوده از جمله کمپیلوباکتر، وبا، دیاستریزی آموبیک، جیاردیا (تب بید) و Cryptosporidia گسترش می یابد. سایر میکروارگانیسم های بیماری زا که در آب آشامیدنی یافت می شوند ، Caliciviruses هستند.

باکتریهای هلیوباکتر، مایکوباکتری ها و GiardiaLambia  در آینده ای نه چندان دور توسط میکروارگانیسم های بیماری زا به دلیل گسترش کشاورزی، افزایش رشد جمعیت، افزایش مهاجرت و تغییرات آب و هوایی از طریق آب پراکنده و پخش می شوند. میکروارگانیسم های بیماری زا نیز می توانند ظهور کنند زیرا در برابر ضدعفونی کننده ها مقاومت ایجاد کرده اند.

روش های ضدعفونی آب و فاضلاب معمولاً وقتی آب های منبع مانند دریاچه ها یا نهرها، لوله های آبرسانی جامعه یا مخازن ذخیره سازی توسط پسماندهای حیوانات یا فاضلاب های انسانی آلوده می شوند، از این منابع آب آشامیدنی استفاده می شود.

جهت مطالعه ی بیشتر:

♣ آب سالم و تصفیه فاضلاب

♣ گندزدایی آب و فاضلاب

♣ حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب

ضدعفونی آب و فاضلاب به چه معنی است؟

ضدعفونی آب و فاضلاب به معنای از بین بردن، غیرفعال کردن یا کشتن میکروارگانیسم های بیماری زا است. میکروارگانیسم ها از بین می روند و در نتیجه رشد و تولید مثل آنها متوقف می شود. هنگامی که میکروارگانیسم ها از آب آشامیدنی خارج نشوند، مصرف آب آشامیدنی باعث بیمار شدن افراد می شود.

بیماری های عفونی ناشی از باکتری های بیماری زا، ویروس ها و انگل های از رایج ترین و گسترده ترین خطر سلامتی نوشیدن آب است. استانداردهای آب آشامیدنی نشان داده افراد از طریق آب آشامیدنی آلوده، قطره آب، ذرات معلق در هوا و شستشو یا حمام با این میکروارگانیسم ها آلوده می شوند.

برخی از میکروارگانیسم های بیماری زا در کانال ها که توسط آب پخش می شوند می توانند بیماری های جدی و خطرناک برای افراد ایجاد کنند. به عنوان مثال تب حصبه، وبا و هپاتیت E , A یا سایر میکروارگانیسم هایی که خطر کمتری را ایجاد می کنند.

اغلب، اسهال اصلی ترین علامت آلودگی است. افراد کم مقاومت، همچنین افراد مسن و کودکان خردسال نیز در برابر این بیماری ها آسیب پذیر هستند.

در صورت تأمین آب آشامیدنی سالم به طور نامحدود در آینده، باید رویکردهای مختلفی در جهان در حال توسعه ایجاد و مورد استفاده قرار گیرد. بررسی زیر یک مرور کلی از تکنیک های ضدعفونی آب و فاضلاب که قادر به از بین بردن آلودگی های ناشی از آب آلوده هستند را ارائه می دهد.

به عنوان مثال ، مطالعات مربوط به کاهش اسهال در بین افراد در روش ضد عفونی کننده خورشیدی (SODIS) کاهش 30-80٪ بیماری را نشان می دهد.

نقش انرژی قابل استفاده در  ضدعفونی آب و فاضلاب

• به حداقل رساندن پیامدهای زیست محیطی بلند مدت درگرم شدن جهانی با انتشار CO2
• ایجاد فرصت های اقتصادی جدید برای شرکت ها و کارگران
• اشتغال زایی در جهان صنعتی
• پتانسیل رشد در کشورهای در حال توسعه
• صرف انرژی کمتر برای جامعه

تشخیص اشعه ماوراء بنفش آب در ضدعفونی آب و فاضلاب

تشعشعات خورشیدی نوعی انرژی تجدید پذیر است که در کشورهای جنوبی به وفور و در دسترس است. نور خورشید با طول موج 315-400 نانومتر در محدوده ماوراء بنفش  (UV) قابلیت از بین بردن باکتریها داراست. از آنجا که شیشه یا پلاستیک بی رنگ می تواند نور را در این نزدیکی این طیف از ماوراء بنفش انتقال دهد ، آنها بهترین مواد برای ضد عفونی هستند. نور مرئی (400-750 نانومتر) از نظر کارآیی ، بعد از نور بنفش و آبی (400-490 نانومتر) در این محدوده مفیدترین است.

همانطور که ولف ( محقق در حوضه ضدعفونی آب و فاضلاب  ) اشاره کرد، ضدعفونی آب و فاضلاب برای بدست آموردن آب آشامیدنی با نور ماوراء بنفش برای اولین بار در اوایل دهه 1900 صورت گرفت. با این حال، دولت ها به دلایل زیادی از جمله هزینه های بالای عملیاتی، مشکلات نگهداری و ظهور پدیده کلرینگ، بسیار موفق نبودند. فناوری ماوراء بنفش از ابتدای قرن 21 بهبود یافته و ارزانتر شده است. در اروپا ، اشعه ماوراء بنفش چندین سال است که برای ضدعفونی آب و فاضلاب باکتریولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر ، تقریباً 2000 کارخانه ضدعفونی آب و فاضلاب در اروپا از سیستم های ضد عفونی اشعه ماوراء بنفش استفاده می کنند.

ضدعفونی کردن ماوراء بنفش آب از فرآیندی کاملاً فیزیکی و عاری از مواد شیمیایی تشکیل شده است. پرتوهای UVC به طور خاص، با طول موج در محدوده 240 تا 280 نانومتر، مستقیماً به DNA حیاتی باکتری ها حمله می کند. تشعشع یک واکنش فتوشیمیایی را آغاز می کند که اطلاعات ژنتیکی موجود در DNA را از بین می برد. باکتریها توانایی تولید مثل خود را از دست می دهند و از بین می روند.

حتی انگل هایی مانند Cryptosporidia یا Giardia که در برابر ضد عفونی کننده های شیمیایی بسیار مقاوم هستند، به طور چشم گیری کاهش می یابند. ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش مواد آلی آب را حذف نمی کند. با این حال، فرآیندهای اکسیداسیون با اشعه ماوراء بنفش می توانند برای از بین بردن آلاینده های شیمیایی، استفاده شوند. برای اطمینان از پاکسازی کامل، آب باید عاری از کدورت و رنگ باشد. در غیر این صورت برخی باکتری ها در برابر اشعه ماوراء بنفش میکروب ها محافظت می شوند. از آنجا که نور ماوراء بنفش چیزی به آب اضافه نمی کند، احتمال ایجاد طعم و بو بو وجود ندارد.

کاربردهای متداول UV برای ضدعفونی آب و فاضلاب

یکی از رایج ترین کاربردهای استریلیزاسیون ماوراء بنفش ضد عفونی کنندگی منابع آب خانگی به دلیل چاه های آلوده است. با وجود تجهیزات پیش تصفیه مناسب، UV ابزاری مقرون به صرفه، کارآمد و کاربر پسند برای تولید آب آشامیدنی فراهم می کند.

مواردی که در حال حاضر از فن آوری ماوراء بنفش برای ضدعفونی آب و فاضلاب در حال استفاده است:

آب های سطحی، آب های زیرزمینی، مخازن، آبجو، بیمارستان ها، رستوران ها، فروش، لوازم آرایشی، نانوایی ها، مدارس، آزمایشگاه ها، کارخانه های شراب سازی، لبنیات، مزارع، هیدروپونیک، اسپا، کنسروها، محصولات غذایی، تقطیرها، جوجه کشی ماهی، نرم کننده های آب، گیاهان بطری آب، داروها، مصوبات وام، الکترونیک ، آکواریوم ، قایق و RV’s ، چاپ ، پردازش بافر ، پتروشیمیایی ، عکاسی و اسمز معکوس قبل و بعد از معکوس.

عوامل کارا بر اثربخشی ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش در ضدعفونی آب و فاضلاب

اشعه ماوراء بنفش هیچ گونه بازمانده ای که قابل اندازه گیری باشد، را در آب باقی نمی گذارد، به همین سبب پیشنهاد می شود، دستگاه ضدعفونی کننده اشعه ماوراء بنفش به عنوان آخرین مرحله درمان نصب شود، و تا حد ممکن نزدیک به سیستم توزیع نهایی قرار گیرد. هنگامی که کیفیت منبع آب مشخص شود، بایستی مواردی را مشاهده کنید، که مانع از اشعه ماوراء بنفش به درستی می شود، (برای نمونه، منگنز آهن ، TDS ، کدورت و مواد جامد معلق)

آهن و منگنز باعث کثیف شدن در آستین کوارتز می شود و موجب جلوگیری از منتقل شدن انرژی اشعه ماوراء بنفش در آب، در اندازه های کمتر از 0.03 ppm آهن و 0.05 ppm منگنز می شود.

کلیه مواد جامد محلول (TDS)  نباید از 500 ppm ( در حدود 8 دانه سختی) عبور کند. سازه های زیادی موجود است، که این برابری را پدید می آورد، مانند مخلوط خاص مواد جامد محلول و سرعت جذب انرژی ماوراء بنفش موجود. کلسیم و منیزیم گرایش زیادی به ساختن آستین کوارتز دارند، که مانع ورود اشعه ماوراء بنفش در آب می شود. یک دستگاه کنترل سپرده موج مثلثی پیش از تبدیل شدن به مشکلی در سیستم UV ، TDS را کنترل می کند

کدورت، عدم قدرت نور در سفر از طریق آب است. کدورت سبب کدر شدن آب  می شود و زیبایی خود را از دست می دهد. در باره اشعه ماوراء بنفش، در سطح بیش از 1 NTU،  میکروارگانیسم ها را از انرژی اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند، و این شیوه را خنثی می کند. جامدات معلق، حداکثر 5 میکرون اندازه دارند.

مواد بزرگتر این وبژگی را ارند، که از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش جلوگیری کنند. پیش فیلتراسیون برای همه كاربردهای ماوراء بنفش ضروری است، تا به صورت اثر گذار، میكروارگانیسم ها را به میزان كشت 99.9٪ از بین ببرد.

دما، یکی دیگر از عوامل مؤثر در اشعه ماوراء بنفش است. دمای بهینه لامپ UV باید نزدیک 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) باشد. میزان اشعه ماوراء بنفش با سطح دما در جنبش است. به طور متداول یک آستین کوارتز برای بافر تماس مستقیم لامپ با آب نصب می شود و از این روش می تواند نوسانات دما را کاهش دهد.

مزایای استفاده از نور ماوراء بنفش برای ضدعفونی آب و فاضلاب

• مهمترین مزیت پاکسازی UV این است که قادر به ضد عفونی کردن آب سریعتر از کلر بدون مخازن نگهدارنده است. سیستم های تصفیه UV بسیار مقرون به صرفه هستند.
• سازگار بودن با محیط زیست ، عاری مواد شیمیایی خطرناک برای نگهداری و ذخیره آن ، از مزیت های این روش است.
• سیستم ضد عفونی شده پذیرفته شده جهانی برای سیستم های آب آشامیدنی و غیر قابل شرب
• هزینه سرمایه اولیه پایین و همچنین کاهش هزینه های عملیاتی در مقایسه با فناوری های مشابه مانند ازن ، کلر و غیره.
• فرآیند پاکسازی فوری ، نیازی نداشتن به نگه داری مخازن ، مدت زمان طولانی نگه داشتن
• مصرف کم انرژی
• هیچ ماده شیمیایی به محصولات جانبی برای تأمین آب اضافه نشده است.
• استفاده ایمن
• بدون حذف مواد معدنی مفید
• بدون تغییر در طعم ، بو ، pH یا رسانایی آب
• عملکرد خودکار بدون توجه و اندازه گیری خاص
• عدم رسیدگی به مواد شیمیایی سمی ، عدم نیاز به ذخیره سازی تخصصی ، عدم الزامات OHSA
• نصب آسان ، فقط دو اتصال آب و اتصال برق
• درمقابل ویروس ها نسبت به کلر مؤثر است
• سازگار با تمام فرایندهای آب دیگر (به عنوان مثال ، RO ، تصفیه ، تبادل یونی و غیره)

خانواده پراکسیدین و ضدعفونی آب و فاضلاب

روش های مختلف ضدعفونی آب و فاضلاب نام برده شد. یکی از موادی که در این راستا مورد استفاده قرار می گیرد، پراستیک اسید است. این ماده بعد از اینکه انواع عوامل بیماری زا از بین برد به آب تبدیل می شود.

پراکسیدین از طریق اکسیداسیون انواع باکتری ها، ویروس ها، قارچ، کپک و مخمر، اسپور و بیوفیلم را از بین می برد. این محلول به عنوان ماده ارگانیک توانایی ضدعفونی آب و فاضلاب را دارد.

آرال شیمی محلول های پراکسیدین را به صورت کنسانتره تولید می کند. برای دریافت اطلاعات بیشتر و خرید پراکسیدین با آرال شیمی تماس بگیرید.