نوشته‌ها

آشنایی با روش های ضدعفونی کردن آب|آوین گستر البرز

آب از مراحل مختلفی می‌گذرد تا به مصرف ما برسد، پس باید در حد لازم به فکر ضدعفونی کردن آن قبل از مصرف بود. از مهمترین و اصلی‌ترین مراحل بعد از تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی آب، همین ضدعفونی کردن آن است، که بر سلامت آب به شدت تاثیر مثبت دارد. با توجه به اینکه استفاده از تجهیزات مختلف مخصوصا انواع دستگاه آب شیرین کن در هر یک از مراحل تصفیه کمک می‌کند تا مواد آلی، فلزات سنگین و مواد معدنی از بین بروند، اما باز هم لازم است در مراحل پایانی تصفیه و در گام تصفیه شیمیایی، نسبت به ضدعفونی کردن آب‌ها اقدام گردد. در ادامه مطلب به روش های ضدعفونی کردن آب یا روش‌های گند زدایی اشاره می‌کنیم.

 

منظور از ضدعفونی کردن آب چیست؟

ضد عفونی کردن به طور معمول به عنوان آخرین مرحله در فرآیند تصفیه فاضلاب و آب بوده و به منظور محدود نمودن اثرات مواد آلی، مواد جامد معلق و سایر آلاینده ها انجام می گیرد. روش های اصلی به کار گرفته شده برای ضدعفونی کردن آب در سیستم های تصفیه فاضلاب بهداشتی بسیار کوچک (۲۵ تا ۵۰۰ نفر) و کوچک (۵۰۱ تا ۳۳۰۰ نفر) ازن، تابش پرتو فرابنفش و کلرزنی هستند. روش های زیادی برای ضدعفونی کردن آب وجود دارد که در سیستم های کوچک و بسیار کوچک کمتر به کار می روند. از مهم ترین این روش ها می توان به دی اکسید کلر،‌ پرمنگنات پتاسیم، کلرامین ها، پراکسون ازن و پراکسون هیدروژن اشاره نمود.

 

انواع روش های ضدعفونی کننده آب

 

1- ضدعفونی کردن آب با جوشاندن

از ایام قدیم، انسان با جوشاندن آب اقدام به ضدعفونی کردن آن می کرد. حرارت بیشتر باکتری ها مضر و اکثر ویروس ها را از بین می برد. معمولا در خانه ها نیز می توان از روش جوشاندن آب استفاده کرد. برای جوشاندن آب کتری بهترین راه حل است. در عرض 5 تا 10 دقیقه آب به نقطه جوش می رسد. برخی افراد در هنگام بیماری ترجیح می دهند حتما از آب جوشیده استفاده کنند. گردشگران نیز برای دسترسی به آب آشامیدنی سالم، آب را می جوشانند.

 

 

2-ضدعفونی کردن آب با کلر

استفاده از کلر، یکی از متداول‌ترین روش های ضدعفونی آب است. از این روش برای ضدعفونی در آب استخر و آب آشامیدنی استفاده می‌شود. کلر در صورت متفاوتی از قبیل هیپوکلریت سدیم، هیپوکلریت کلسیم (کلر جامد)، اسید هیپوکلرو یا گاز کلر و دی اکسید کلر برای ضدعفونی کردن استفاده میشوند. حتما می‌دانید که یکی از رایج‌ترین روش‌های به کار رفته در ضدعفونی آب‌های آشامیدنی و حذف میکروب‌های بیماری زا از آن، استفاده از کلر است. در جواب این سوال که کلر چیست می‌توان گفت کلر یکی از هالوژن‌های موجود در گروه IV در جدول عناصر شیمیایی است. که عدد اتمی آن 17 است و با CL نشان داده می‌شود. کلر به علت فرار بودن و قدرت اکسید کنندگی بال، برای از بین بردن باکتری‌ها و قارچ‌ها و ذرات آلوده در آب استفاده می‌شود و در زمان کوتاهی آب را ضد عفونی می‌کند.

 

3-ضد عفونی کردن آب با ید

ید، یکی دیگر از روش های ضدعفونی آب است که برای اولین بار در جنگ جهانی اول از ید I2 استفاده شد. ید نسبت به کلر قیمت بیشتری دارد. به همین علت ید کمتر برای ضدعفونی کردن آب استفاده می‌شود. عامل دیگری که از ید کمتر استفاده می‌شود اثرات نامطلوبی است که بر سلامت بدن می‌گذارد. بنابراین برای ضدعفونی کردن محیط‌های کوچک مانند اردوگاه و کمپ کاربرد دارد. استفاده از ید برای خانم‌های باردار مضر است.

 

4-ضدعفونی کردن آب با برم

یکی دیگر از روش های ضدعفونی آب برم br2 است. برم، برخلاف کلر مواد مضر کمتری دارد و با قدرت ضد عفونی‌کنندگی بالای خود از رشد جلبلک و قارچ در استخرها جلوگیری می‌کند. البته برم، قادر به حذف آمونیاک و ازت در آب نیست و باعث تغییر طعم آب می‌شود. برم، علاوه بر این که از روش‌های ضد عفونی آب استخر است برای برج‌های خنک کننده نیز کاربرد دارد.

  • خاصیت حل شوندگی برم سه برابر کلر بوده و نیاز به گازهای خطرناک برای تولید برم نیست.
  • مقدار پسماند ان در آب بسیار کم بوده و ترکیبات مضر از خود به جای باقی نمی‌گذارد.
  • برم، با خاصیت خورندگی بالایی که دارد، اثر منفی روی فلزات دارد.
  • بالا بودن غلظت برم در آب استخر منجر به سوزش چشم و مخاط شود‌.

 

5- ضدعفونی کردن آب با آب ژاول

قبل از اینکه بخواهیم در مورد خاصیت گندزدایی این ماده در آب سخن بگوییم، بهتر است بدانیم آب ژاول چیست؟ هیپو کلرید که با نام‌های کلر مایع و آنتی فرمین هم شناخته می‌شود، مایع زرد رنگی است که برای ضدعفونی آب و سطوح به خوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول از دمیدن گاز کلر درون سدیم هیدروکلریت به دست می‌آید.

با توجه به قدرت بسیار بالای این ترکیبات شیمیایی برای حذف باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زایِ موجود در آب‌های استخر، از آب ژاول برای ضدعفونی استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که این محلول برای گندزدایی آب‌های آشامیدنی کاربردی ندارد. استفاده از آن در محیط‌های بسته موجب خفگی و همچنین ایجاد حساسیت‌های پوستی خواهد شد.

 

6-ضدعفونی کردن آب با اشعه ماوراء بنفش

استفاده از اشعه ماوراء بنفش یکی از موثرترین راه های ضدعفونی کردن آب است. اشعه ماوراء بفنش موثرتر از همه روش های پیشین توانایی نابودی ویروس ها را دارد. البته استفاده از این روش باید در محیط بسیار کنترل شده و با دوز مناسب صورت بگیرد. چراکه اشعه ماوراء بنفش توانایی از بین بردن ترکیب شیمیایی آب را دارد.

 

7- ضدعفونی کردن آب با اسمز معکوس

در روش اسمز معکوس آب از یک طرف مخزن به طرف دیگر مخزن می رود. در بین این دو طرف مخزن یک غشاء با سوراخ های میکروسکوپی بسیار ریزی قرار گرفته است. همزمان فشار آب شدیدی در مخزن وجود دارد که آب را از طرف مخزن آلوده به سمت مخزن پاکیزه عبور می کند. سوراخ های میکروسکوپی در طول مسیر تمام آلودگی ها و باکتری های مضر داخل آب را از بین می برند.

 

اطلاعات کلی درباره کلر

کلر

کلر ،  به رنگ سبز مایل به زردبوده و حدود 2/48 برابر از هوا و  1/44 برابر از آب سنگین تر است .

به طور کلی به صورت گاز یا مایع وجود دارد .

کلر مایع آزاد در شرایطی که دما و فشار استاندارد وجود داشته باشد سریعا به گاز تبدیل شده و حدودا هر یک لیتر از آن در حدود 450 لیتر گاز تولید می کند .

کلر در آب دارای حلالیت نسبی است و بیش ترین انحلال آن در حدود 1 درصد در دمای 10 درجه ی سانتیگراد می باشد.

البته استفاده از کلر هم به جهت گند زدایی آب های آشامیدنی و هم تصفیه ی فاضلاب از نقطه نظر سلامت عمومی از اهمیت بالایی برخوردار است،

استفاده مستمر از آن نگرانی هایی جدی را در پی داشته است.

 

کیفیت ساخت و عملکرد این دستگاه با سایر برند ها قابل مقایسه نیست.اطلاعات کلی درباره کلر

مهم ترین موارد:

1- کلر به وسیله راه آهن یا کامیون جابه جا می شود ، در هر دوی این روش ها احتمال بروز سانحه وجود دارد.
2- در صورت انتشار  کلر به صورت تصادفی ممکن است خطراتی برای سلامت کارکنان تصفیه خانه و عموم مردم ایجاد کند.
3- چون کلر ماده ای با سمیت بالا است، باید مقرراتی جهت جلوگیری از نفوذ و خنثی سازی آن طبق مقررات عمومی مشابه آتش اجرا شود.
4- واکنش کلر با عناصر آلی در فاضلاب سبب ایجاد ترکیبات بودار می شود.
5- واکنش کلر با عناصر آلی در فاضلاب سبب ایجاد محصولات جانبی شده، برخی از آن ها به عنوان ترکیبات سرطان زا و جهش زا شناخته شده اند.
6- کلر باقی مانده در فاضلاب تصفیه شده برای زندگی آبزیان سمی هستند.
7- همچنین نگرانی هایی در مورد تخلیه ی ترکیبات آلی کلردار به محیط زیست که تاثیرات طولانی مدتشان همچنان ناشناخته است وجود دارد.

 

سديم هيپوكلريت

اغلب نگرانی های موجود در معادله یا جابه جایی ، ذخیره سازی و تغذیه ی آبی گازی کلر، از طریق استفاده از هیپو کلریت سدیم و یا هیپوکلریت کلسیم از میان می رود .

هیپوکلریت سدیم ، فقط به صورت مایع وجود داشته و معمولا در زمان تولید شامل 12/5 الی 17 درصد کلر می باشد.

هیپو کلریت سدیم می تواند به طور عمده به صورت 12 الی 15 درصد کلر خریداری و یا در محل مصرف تولید گردد.

به دلیل خاصیت خورندگی و وجود بخار های کلر، جابه جایی هیپوکلریت سدیم نیازمند ملاحظات مخصوصی در طراحی است .

چندین روش اختصاصی به منظور پردازش هیپوکلریت سدیم از کلرید سدیم و یا آب شور وجود دارد.

در این روش ها نیروی الکتریکی خیلی زیادی لازم است ، همچنین محصول روش پردازش از آب شور ، محلولی بسیار رقیق با حداکثر 0/8 درصد هیپوکلریت می باشد.

روش های تولید در محل به دلیل پیچیدگی و هزینه های بالای برق مصرفی تنها در مقیاس های محدود به کار گرفته شده است.

 

كلسيم هيپوكلريت

هیپو کلریت کلسیم به شکل تجاری به دو صورت خشک و یا تر عرضه شده است.

هیپو کلریت کلسیم با درصد بالا حداقل 70 درصد می باشد.

وقتی که خشک است به صورت پودر سفید مایل به زرد و یا به صورت دانه ای، قرص های فشرده و حبه ای وجود دارد.

هیپو کلریت کلسیم به سبب خاصیت اکسید کردن ، بایستی در محل سرد و خشک و به دور از سایر مواد شیمیایی باشد و درون محفظه های مقاوم ذخیره شود .

با اعمال شرایط مناسب جهت ذخیره سازی، دانه ها تقریبا بدون تغییر باقی می مانند.

هیپو کلریت خشک از نوع مرطوب گران تر، در طی ذخیره سازی از قدرت آن کاسته و ممکن است جابه جایی آن سخت باشد.

به علت تمایل هیپوکلریت به تشکیل بلور ، امکان دارد در تلمبه ها ، لوله ها و شیرها ایجاد انسداد کنند.

از هیپوکلریت کلسیم بیشتر در تاسیسات کوچک استفاده می شود.

 

واکنش های کلر با آمونیاک

فاضلاب تصفیه نشده حاوی نیتروژن به شکل آمونیاک و اشکال گوناگون ترکیبات آلی می باشد.

همچنین جریان خروجی بیشتر تصفیه خانه ها شامل مقادیر قابل ملاحظه ای نیتروژن می باشد

که معمولا به شکل آمونیاک و در صورت طراحی تصفیه خانه برای انجام نیتریفیکاسیون، به شکل نیترات موجود می باشد .

چون اسید هیپوکلروس یک عامل اکسیدکننده بسیار فعال است ، سریعا با آمونیاک موجود در فاضلاب واکنش داده و طی واکنش های پیاپی به شکل سه نوع از کلر آمین ها در می آید.

انجام این واکنش ها تابعی از PH، دما، زمان تماس و نسبت کلر به آمونیاک است.

 

واکنش نقطه شکست با کلر

از آن جایی که آمونیاک تنها ماده ای نیست که با کلر آزاد واکنش می دهد و همچنین کلر یک اکسیدکننده قوی محسوب می شود،

حفظ کلر باقی مانده به منظور گندزدایی فاضلاب دشوار است.

اصطلاح نقطه ی شکست در فرآیند کلرزنی به روشی اطلاق می شود که طی آن کلر کافی به منظور واکنش با تمام اکسید شونده اضافه می شود

به صورتی که اگر کلر بیشتری به آن اضافه کنیم به صورت کلر آزاد باقی خواهد ماند.

گاهی تولید بوی نامطبوع در عملیات نقطه ی شکست کلرزنی به صورت یک مشکل بروز می کند که این موضوع به علت تشکیل تری کلرید نیتروژن و ترکیبات وابسته به آن است.

 

تعداد ارگانیسم هایی که باقی مانده است:

گروه کلیفرمی ارگانیسم ها را با استفاده از یک آگار مخلوط مانند محیط کشت از طریق شمارش بشقابی می توان محاسبه کرد .

یکی از دو روش کشت پلیتی استاندار و یا روش پلیت گسترده می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

 

چگونه کلر باقی مانده را ارزیابی کنیم؟

کلر باقی مانده ( آزاد و ترکیبی ) باید از طریق آمپرومتریک اندازه گیری شود .

این روش در حال حاضر معتبرترین روش محسوب می گردد.

 

عواملی که بر بازده گندزدایی کلر تاثیر می گذارد چیست؟

1. اهمیت اختلاط اولیه
2. مشخصات شیمیایی فاضلاب
3. برخورد ذرات موجود در فاضلاب
4. ذرات دارای ارگانیسم های کلیفرمی
5. ویژگی های میکروارگانیسم ها

الکترولیز نمک چیست؟

الکترولیز نمک یا محلول مولتی اکسیدان (با نگارش انگلیسی Mixed-Oxidant Solution ) یک محلول ویژه برای گندزدا میباشد که برای ضدعفونی کردن ، گند زدایی کردن و از بین بردن میکرو ارگانیسم‌های بیماری‌ زا در آب و در کاربردهای مختلف از جمله آشامیدنی، صنعتی، تصفیه فاضلاب و پساب، گندزدایی آب استخر و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. ادامه مطلب