تصفیه آب

«تصفیه آب»

چکیده

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا، باران، رودخــــانه و … دیده می شود. آب در چرخه­ی خود، مرتبا از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود، اما از بین نمی رود. هر گونه حیات محتاج آب می باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله، سبب نگرانی بسیاری از دولت در سراسر دنیا شده است.

مقدمه

بحران آب در ایران سلسله چالش‌ها و مشکلات ناشی از کمبود آب و استفاده نادرست از منابع آب در کشور ایران است.

ایران کشوری با اقلیم عمدتاً گرم و خشک است. رشد سریع جمعیت مهمترین عامل کاهش سرانه آب تجدیدشونده کشور در قرن گذشته بوده است. جمعیت ایران در طی این هشت دهه، از حدود ۸ میلیون نفر در سال ۰۶–۱۳۰۰ به ۷۸ میلیون نفر تا پایان سال ۱۳۹۲ رسیده است. بر این اساس میزان سرانه آب تجدیدپذیر سالانه کشور از میزان حدود۱۳۰۰۰ متر مکعب در سال ۱۳۰۰ به حدود ۱۴۰۰ متر مکعب در سال ۱۳۹۲ تقلیل یافته و در صورت ادامه این روند، وضعیت در آینده به مراتب بدتر خواهد شد.

رشد جمعیت و نقش مردم

جمعیت ایران در قرن نوزدهم میلادی زیر ۱۰ میلیون نفر تخمین زده می‌شود. در حالی‌که در سال ۱۹۷۹ جمعیت ایران به ۳۵ میلیون نفر و در دو دهه بعد از آن جمعیت ایران به دو برابر افزایش پیدا می‌کند.

با این حال مصرف خانگی مردم از آب‌های زیرزمینی تنها هشت تا هفت درصد است که رقم بالایی محسوب نمی‌شود و با توجه به این که بیشترین مصرف آب ایران در بخش کشاورزیست و مصرف خانگی سهم کمی در استفاده از آب دارد، مردم ایران نقش بزرگی در بحران آب کشور ندارند. مردم تنها ۷ درصد آب موجود در کل کشور را استفاده می‌کنند و اگر بیست درصد صرفه جویی در مصرف آنها محقق شود صرفاً ۱٫۵ درصد آب کشور نجات پیدا می‌کند.

کشاورزی ناموثر

در حالی‌که تنها ۱۲ درصد از مساحت ایران زیر کشت می‌رفته، حدود ۹۳ درصد از مصرف آب ایران در بخش کشاورزی صورت گرفته‌است. این در حالیست که تنها ده درصد تولید ناخالص ملی کشور از راه کشاورزی به دست می‌آید و ۱۷ درصد نیروی کار کشور در این بخش مشغول هستند.

کمبود آب در ایران

با توجه به میزان منابع آب و سرانهٔ مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود فیزیکی آب قرار دارد. این گروه شامل کشورهایست که در سال ۲۰۲۵ با کمبود فیزیکی آب مواجه هستند. این بدان معناست که حتی با بالاترین راندمان و بهره‌وری ممکن در مصرف آب، برای تأمین نیازهایشان آب کافی در اختیار نخواهند داشت. حدود ۲۵ درصد مردم جهان از جمله ایران مشمول این گروه می‌باشند.

براساس شاخص فالکن مارک، کشور ایران در آستانه قرار گرفتن در بحران آبی است. با توجه به اینکه در دهه ۱۳۸۰ و ۱۳۹۰ خورشیدی حدود ۶۹ درصد از کل آب تجدیدپذیر سالیانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، براساس شاخص سازمان ملل، ایران نیز اکنون در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد. بر اساس شاخص مؤسسه بین‌المللی مدیریت آب نیز، ایران در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد.

بنا بر شاخص‌های ذکر شده، کشور ایران برای حفظ وضع موجود خود تا سال ۲۰۲۵ باید بتواند ۱۱۲ درصد به منابع آب قابل استحصال خود بیفزاید که این مقدار با توجه به امکانات و منابع آب موجود غیرممکن به نظر می‌رسد.

بزرگترین بحران در آینده ایران

روزنامه واشنگتن‌پست در تیرماه ۱۳۹۳، اعلام داشت ایران در بین ۲۴ کشوری قرار دارد که وضعیت آب در آنها خطرناک است. واشنگتن‌پست، بحران ایران را ناشی از برنامه‌ریزی نادرست در دوران جمهوری اسلامی دانست. در خرداد سال ۱۳۹۳ خورشیدی، خبرگزاری جهانی طبیعت با انتشار خبری، بحران شدید آب را برای ایران بزرگترین چالش در دوران معاصر خواند. در این گزارش آمده‌است که بر اساس مستندات راهبردهای بین‌المللی آینده (FDI)، ایران از سال‌ها پیش در معرض بحران آب قرار داشته است، اما در سه دهه اخیر برای آن گامی برداشته نشده‌است. این گزارش حاکی از آن است که ایران از مرحلهٔ آمادگی برای خطر عبور کرده و هم‌اکنون در خطر قرار دارد.

عیسی کلانتری، که در دههٔ ۱۳۷۰ وزیر کشاورزی جمهوری اسلامی ایران بوده است، بحران آب در ایران را تهدیدآمیزتر از خطر اسرائیل خوانده است. وی که مسئول وقت ستاد احیای دریاچه ارومیه بوده است در بهمن ماه ۱۳۹۳ وضعیت آب در ایران را چنین شرح داده است:

مدیریت استراتژیک

یک تحقیق مستقل ۱۰ تن از متخصصان ایرانی حوزه مدیریت منابع آب که در آمریکای شمالی و انگلستان تحصیل کرده‌اند نشان می‌دهد که دلیل اصلی کاهش ۸۰ درصدی حجم آب دریاچه ارومیه طی چهار دهه اخیر که سطح آب آن را در ابتدای مهرماه امسال به حدود ۱۰ درصد سطح اولیه آن در سال ۱۳۵۱ شمسی کاهش داده، فعالیتهای انسانی و توسعه سازه‌ای بی‌رویه در این حوضه آبریز بوده و تأثیر خشکسالی و تغییرات آب و هوایی در منطقه در حدی نبوده که بتواند تغییرات سطحی و حجمی این چنینی در دریاچه ایجاد کند. در نتیجه این پژوهش، احیای فیزیکی دریاچه ارومیه ممکن دانسته شده اما چنین فرایندی را مشروط به یک خواست سراسری سیاسی و اقتصادی درنظرگرفته است که در طی سالهای طولانی به نتیجه خواهد رسید.

این در حالی است که حسن عباسی رئیس مرکز بررسی‌های دکترینال امنیت بدون مرز در جمهوری اسلامی ایران علت اصلی خشک شدن سدهای ایران را بالا رفتن معصیت و گناه بیان می‌دارد و اجرای برنامه‌های احیا یا بهبود محیط زیست را بی‌ثمر می‌داند. بسیاری دیگر از سران سیاسی ایران نیز چنین نظری دارند.

میزان بارندگی

بنابر اعلام «زرگر» معاون وزیر نیرو، میزان بارندگی در ایران در هفت ماه از سال آبی ۱۳۸۷–۱۳۸۶، حدود ۱۹۰ میلیارد متر مکعب بوده که معادل ۱۱۵ میلی‌متر در گستره ایران است. این میزان بارندگی در مقایسه با میانگین ۳۹ساله دوره مشابه، ۴۲ درصد کاهش را نشان می‌دهد. این میزان بارش نسبت به خشکسال‌ترین سال که ۷۹–۱۳۷۸ بوده نیز کمتر می‌باشد.

آثار و تبعات خشکسالی

خشکسالی منجر به وارد آمدن آسیب‌های جدی به محیط زیست ایران نیز شد. شبکه برق ایران دست کم با کمبود ۵۵۰۰ مگاوات برق مواجه می‌شود و احتمال قطع برق افزایش می‌یابد. همچنین از کیفیت آب آشامیدنی در شهرها نیز کاسته شده و دولت نیز ناچار به بهره‌برداری بیشتر از منابع آب زیرزمینی، برای تأمین آب کشاورزی و آب آشامیدنی خواهد شد.

تصفیه آب آشامیدنی

در سال های اخیر خرید آب آشامیدنی در بطری گسترش یافته. اینکه چرا آب آشامیدنی در بطری خریداری می شود دلایل گوناگون دارد. از سوئی خوب نبودن کیفیت آب لوله کشی در برخی از کشورها و مناطق دلیل اینکار است و از سوی دیگر نا آگاهی در مورد آب و خواص آن در کنار رفع عطش و دلیل آخر سوء استفاده تولید کنندگان آب در بطری از نا آگاهی عموم. به علاوه برخی خواصی را برای آب آشامیدنی (معدنی) بر می شمارند که یا اساسا ناصحیح است و یا صحت علمی آن ها هیچگاه به اثبات نرسیده است.

مشکلات آب لوله کشی

در کنار این مسائل نگرانی مصرف کننده پیرامون مواد نا سالم در آب لوله کشی امری جدی و واقعی است. علاوه بر اینکه در برخی از کشورها آب لوله کشی وجود ندارد، در دیگر کشورهائی هم که آب لوله کشی دارند و حتی در کشورهای صنعتی می توان به مواردی برخورد که به دلایل گوناگون در آب لوله کشی مواد مضر وجود دارند.

به عنوان نمونه در غالب کشورها جهت پیش گیری از رشد باکتری در لوله ها به مقدار زیادی کلر وارد آب می کنند، اما کلر در کنار ضدعفونی کردن از یک سو سالم نبوده و باکتری های مفید موجود در روده بزرگ (Lactobacteria ) را می کشد. از سوی دیگر کلر با مواد آلی موجود در آب نیز ترکیب شده و ترکیباتی بوجود می آورد که آن ها هم  مضر هستند. جوشاندن آب به مدت ده دقیقه مقدار زیادی کلر آب را خنثی می کند.

غالب مواد آلاینده آب آشامیدنی عبارتند از باکتری ها، فلزات آهن و منگنز، شبه فلزاتی چون باریوم و استرونسیوم، فلزات سنگین چون سرب، روی، مس، کادمیوم، کرم، کبالت، نیکل و جیوه و مواد دیگری چون نیتریت، نیترات، فلورید، بورات، فسفات، آرزنات و مواد معلق در آب و مواد رادیو اکتیو، دفع آفات و مواد هورمونی و دارو هائی که انسان ها استفاده کرده و به مرور وارد آب های زیر زمینی شده اند.

از جانب دیگر در بسیاری از مناطق میزان سختی آب بالا است. هرچند سختی آب (در اصطلاح رایج آهک یا نمک کلسیم و منیزیوم) نه تنها برای سلامتی مضر نبوده بلکه مفید هم هست، لیکن از سوئی بر مزه آب تاثیر گذارده و هنگام مصرف آب در منازل و در صنعت مشکلات زیادی ایجاد می کند که مصرف کننده را ناچار از آهک زدائی آن می کند. سختی آب به ویژه هنگام گرم کردن آب مشکل ایجا د می کند.

به عنوان نمونه مصرف آب سخت مزه چای و قهوه را تغییر داده، آنها را تلخ مزه و کدر کرده و ایجاد لایه ای روی آن ها می کند.

دستگاه های رایج تصفیه آب و مضرات آن ها

غالب دستگاه ها و روش های رایج جهت تصفیه و آهک زدائی آب در مقیاس صنعتی وحجم زیاد صحیح عمل می کنند اما در مورد تصفیه آب در مقیاس کم به دلایل زیر دچار اشکال بوده و در برخی از موارد یا درست عمل نمی کنند و یا حتی مواد مضر وارد آب می کنند.

این دستگاه ها یا از فیلتر ساده سرامیک و غیرو و یا از فیلترهای حاوی ذغال اکتیو و رزین های تعویض یون (Ion exchange) در بسته های پلاستیکی و یا از فیلتری که به اسموز معکوس و یا فیلتر ملکولی (Revers osmos or Molekular filter) معروف است استفاده می کنند.

فیلترهای سرامیک تنها و تنها قادر به جدا کردن مواد شناور در آب هستند.

یکی از رایج ترین این دستگاه ها ظرف پلاستیکی ای است که در آن یک فیلتر حاوی مخلوطی از ذغال اکتیو و رزین تعویض یون قرار گرفته و آب با گذر از آن، از قرار تصفیه می شود؛ این فیلتر هرچند یکبار می بایست تعويض شود.

تکنیک نوظهور تصفیه آب EXIR

این تکنیک جدید که طی سال ها تحقیق در آلمان اختراع و به ثبت جهانی رسیده و مورد آزمایش و تایید انستیتوها و کارشناسان مختلف در آلمان قرار گرفته، تنها بر اساس روش حرارتی و بدون استفاده از مواد شیمیائی و فیلتر و غیره عمل کرده و برای اولین بار به بازار عرضه می شود.

ابتدا آب در این دستگاه در اثر حرارت خواه ناخواه ضدعفونی شده و امکان بوجود آمدن باکتری در آب و دستگاه وجود ندارد. از آنجا که فیلتر در این دستگاه بکار نرفته همواره صحیح عمل کرده و هرگز قدرت تصفیه آن اشباع نمی شود و نیازی هم به خرید دائم فیلتر و غیره نیست. قدرت تصفیه دستگاه هیچ گاه حتی نوسان نداشته و بر اساس آزمایشات متعدد و متمادی تمای موادی که در پائین بر شمرده شده با اطمینان از آب جدا می شوند:

هزینه تصفیه

هزینه تصفیه هر لیتر آب  با این دستگاه بر اساس بهای انرژی برق در آلمان حدود 220 ریال می شود. در صورت استفاده از گاز جهت گرم کردن آب میزان هزینه تصفیه آب با دستگاه حد اقل بیش از 50% کاهش پیدا می کند. بر اساس محاسبه مؤسسه بررسی محصولات در آلمان بهای تصفیه هر یک لیتر آب با دستگاه هائی که در بالا ذکرشان رفت بین 550 تا 1600 ریال است.550 ریال برای فیلترها با مضرات فوق الذکر و1600 تومان هزینه تصفیه با دستگاه اسموز معکوس است.

به این ترتیب هزینه تصفیه آب با دستگاه جدید با برق، کمتر از پنجاه درصد و با گاز کمتر از 75% ارزان ترین دستگاه در بازار است.

از سوی دیگر چنانچه آب خواه ناخواه جهت تهیه نوشابه های گرم و آشپزی و شستشو می بایست گرم شود، عملا بهای تصفیه به صفر می رسد و هزینه مصرف کننده تنها یکبار است، یعنی بهای خود دستگاه. درعوض دیگر نیازی به آب گرم کن دومی نیست و مضرات کتری های نامرغوب را ندارد. به علاوه چون دستگاه فلزی است تبعا عمر آن در مقایسه با ظروف پلاستیکی چند برابر است.

حال با عنایت به بهای آب لوله کشی حدود لیتری 23 ریال (در آلمان) چنانچه هزینه تصفیه با این دستگاه را با بهای آب ها در بطری مقایسه کنیم، متوجه می شویم که میزان سود شرکت های تولید آب در بطری تا چه حد است.

جداسازی با استفاده از حرارت، نور و جاذبه

۱- رسوب دادن

یکی از روش های تصفیه آب رسوب دادن مواد معلق سنگین بر اساس نیروی جاذبه است.

۲- آب جوش

استفاده از آب جوش در مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه، ۹۹% موجودات زنده را می کشد و اغلب مواد شیمیایی را تبخیر (فرار) می کند. در این روش تصفیه آب عناصر معدنی، فلزات، ذرات جامد و آلاینده های ظروف پخت و پز تغلیظ می شوند.

۳- تقطیر

تقطیر شامل جوشاندن و کندانس مجدد آب است. اما در این روش تصفیه آب بسیاری از مواد شیمیایی تبخیر شده و مجدداً در آب خروجی کندانس می شوند.

۴- تابش فرابنفش (UV)

تابش UV یک باکتری کش خوب است، اما قدرت کشندگی زیادی ندارد و فقط در تصفیه آب های فیلتر شده شفاف مؤثر است.

استفاده برای تأمین آب شرب

تصفیه آب چاه متناسب با نوع مصرف طراحی میگردد. برخی چاه های عمیق که حجم برداشت آب از آنها به نسبت زیاد است متعلق به وزارت نیرو بوده و از آنها برای تأمین آب شرب شهری استفاده میگردد. این آب ها بلافاصله پس از برداشت به تصفیه خانه ها رفته و در آنجا پس از مراحل گندزدایی، تصفیه میگردند.

تصفیه آب انواع چاه ها برای تأمین آب کشاورزی

وقتی استفاده از آب چاه برای کشاورزی باشد ابتدا نیاز به آنالیز آب اجتناب ناپذیر است. بر اساس میزان شوری آب، سختی آب، نوع املاح و همچنین نوع مصرف کشاورزی و تحلیل آن میتوان مناسب ترین دستگاه تصفیه آب را طراحی نمود. در برخی موارد با توجه به نوع آب و نوع مصرف، استفاده از یک سیستم ساده و ارزان تصفیه آب میتواند هدف ما را برآورده نماید .

چاه های کارخانجات و کارگاه ها

در مواردی که چاه کم عمق زده شده و برای مصرف آب یک کارگاه یا یک کارخانه به کار میرود با توجه اهمیت وجود انواعی از باکتریهای بیماریزا، لزوم استفاده از تصفیه آب با آنالیز دقیق اجتناب ناپذیر است. در برخی از چاه ها احتمال الوده بودن آب به فاضلاب انسانی نیز زیاد است که با آنالیز میتوان به آن دست یافت.

نکته : زلال بودن و ظاهری بدون بو و بدون رنگ به منزله ی عدم وجود باکتری و میکروارگانیسم ها نیست.

آب چاه جهت دامداری

تصفیه آب چاه برای دامداران، تقریبا مشابه تصفیه آب جهت مصارف شرب است و طراحی تصفیه آب و روند استفاده از آن مبتنی بر آنالیز آب چاه و میزان مصرف ؛ طراحی میگردد.

آسان ترین روش تصفیه آب

این روزها اخبار ضدو نقیضی درباره سالم بودن یا نبودن آب آشامیدنی تهران به گوش می رسد. از طرفی، برخی مسوولان بهداشت محیط از بالا بودن سطح نیترات آب شهری گله دارند و از طرف دیگر مسوولان آب و فاضلاب تهران بر سالم بودن آب و در حد استاندارد قرار داشتن میزان نیترات و سایر املاح و فلزات سنگین در آن تاکید دارند و می گویند اگر آب در برخی مناطق، بو و طعم خوبی ندارد؛ این مربوط به آلودگی های ثانویه (مانند ورود سیلاب یا استفاده از آب های زیرزمینی به علت کمبود آب) است. برای آنهایی که نسبت به سلامت آب آشامیدنی منطقه شان تردید دارند، پارچ های فیلتردار مخصوص تصفیه آب، می تواند کمک کننده باشد. اگر می خواهید اطلاعات بیشتری درباره این پارچ های تصفیه کننده به دست آورید، نگاهی به این ۱۵ نکته بیندازید.

منابع

1. جداری عیوضی، جمشید، (1376)، جغرافیای آبها، تهران، انتشارات دانشگاه پیام نور، چاپ سوم.
2. جانسون. ای. فیر چایلد، (1370)، اصول جغرافیا، ترجمۀ حسین حاتمی نژاد و پرویز فرهادیان، تهران، انتشارات سحاب، چاپ اول.
3. سايت آب وفاضلاب

تهیه بخش عمده ای از مقاله از اینترنت

فهرست مطالب

مقدمه 1
رشد جمعیت و نقش مردم 2
کمبود آب در ایران 2
بزرگترین بحران در آینده ایران 3
مدیریت استراتژیک 4
میزان بارندگی 5
آثار و تبعات خشکسالی 6
تصفیه آب آشامیدنی 6
مشکلات آب لوله کشی 9

دستگاه های رایج تصفیه آب و مضرات آن ها 10
تکنیک نوظهور تصفیه آب EXIR 12
هزینه تصفیه 14
امتیازات تکنیک اکسیر بطور خلاصه 15
جداسازی با استفاده از حرارت، نور و جاذبه 17
استفاده برای تأمین آب شرب 21
آسان ترین روش تصفیه آب 23
منابع 26

مقاله فوق دارای صفحه مشخصات، فهرست مطالب و 26 صفحه متن (در قالب word ) با رعایت کامل صفحه بندی می باشد. همچنین فونت های کار شده برای متن مقاله  B Lotus(14) و برای تیترهای داخل مقاله B Titr می باشند.

قیمت این مقاله ۱۹۰۰ تومان می باشد، جهت دریافت کامل متن مقاله (قابل ویرایش) بالای صفحه روی پرداخت و دریافت کلیک کنید

مشاهده فهرست مقالات جغرافیا

نوشته شده در 19آبان ۱۴۰۰

لطفا پس از بهره مندی از مطالب فوق با نظر گرمت به من انرژی مثبت تزریق کن 🙂