یکی از سوالات پرتکرار این است که کسانی که در منزل، ویلا، باغ، کارگاه و یا هر جای دیگری از آب چاه استفاده میکنند، چه دستگاهی را باید برای تصفیه آب چاه انتخاب کنند.
این سوال دارای ابهام بوده و قابل پاسخگویی سریع نیست. چون یک دستگاه مشخص و یکسان برای تصفیه آب چاه نداریم. انواع مختلفی از دستگاه های تصفیه آب چاه وجود دارند که هر کدامشان کارکرد خودشان را دارند. بنابراین باید از بین دستگاه های مختلف، دستگاه مناسب انتخاب شود.
قبل از انتخاب دستگاه، باید به دو سوال مهم پاسخ داده شود:
سوال اول: مشکل آب چیست؟ به عبارتی آنالیز کیفی آب چاه به چه صورت است؟ برای پاسخ به این سوال یا باید نمونه آب برای آزمایش به آزمایشگاه تخصصی آنالیز کیفی آب ارسال و گزارش پارامترهای مختلف کیفی آب دریافت شود. و یا حداقل علائم و مشکلات ظاهری و کیفی با مشاهده تشخیص داده شوند. پاسخ به این سوال، "نوع دستگاه" را مشخص می کند.
سوال دوم: مقدار مصرف آب (بصورت روزانه و یا ساعتی) چقدر است؟ دستگاه تصفیه آب چاه برای استفاده یک خانواده، چند خانواده، یک کارگاه با تعداد پرسنل بیشتر و یا برای چه حجمی از مصرف باید طراحی و انتخاب شود؟ پاسخ به این سوال، "ظرفیت دستگاه" را مشخص می کند.
در ادامه به بررسی برخی از مشکلات قابل مشاهده آب چاه و انتخاب دستگاه مناسب برای از بین بردن آنها پرداخته می شود:
کدورت آب، یکی از مشکلاتی است که می تواند در آب چاه وجود داشته باشد. در خیلی از مواقع آلاینده هایی مانند شن، ماسه و یا گل و لای در آب خروجی چاه قابل مشاهده و تشخیص هستند. با توجه به نوع و میزان کدورت، دستگاه های تصفیه مختلفی می توان پیشنهاد داد.
اگر آب شن و ماسه داشته باشد، یکی از بهترین روشها استفاده از "فیلتر دیسکی" است. داخل فیلتر دیسکی یه سری دیسک به صورت فشرده قرار داده شده و آب زمانی که از آنها عبور می کند، شن و ماسهها و ذرات روی دیسکها و داخل دیسکها درگیر شده و آب تمیز از سمت دیگر فیلتر خارج میشود.
این دستگاهها هر چند وقت یک بار نیاز به شستشو و تمیز کردن دیسک ها داخلی دارند. خیلی راحت دیسک ها را می توان از فیلتر خارج و تمیز کرده و مجدداً سر جای خودش قرار داد. در فیلترهای دیسکی نیازی به تعویض قطعات فیلترهای داخلی نبوده و با شستشو قابل استفاده مجدد خواهد بود.
راه دیگر، استفاده از فیلترهای توری است. فیلترهای توری هم برای حذف شن و ماسه از آب گزینه خوبی هستند. فیلترهای توری معمولاً با دقت ۴۰ میکرون یا ۵۰ میکرون از جنس پلی استر و یا استیل تولید می شوند. آب از یک سمت فیلتر وارد و از سمت دیگه خارج میشود. فیلتر توری هم مانند فیلتر دیسکی قابل شستشو و استفاده مجدد است.
اگر دلیل کدورت آب وجود گل و لای زیاد باشد، استفاده از "فیلتر شنی" یا "فیلتر مولتی مدیا" راه حل بسیار مناسبی است. فیلتر شنی یک مخزن استوانهای است که داخل آن سیلیس به تنهایی و یا همراه آنتراسیت ریخته میشود. گل و لای آب کدر ضمن عبور از بستر سیلیس، از آب جدا شده و آب تمیز از پایین فیلتر با لوله و نازل خارج و از سمت دیگر شیر فیلتر خارج میشود. بعد از مدتی که فشار آب خروجی افت کرد، فیلتر باید "بک واش" شود. این کار توسط شیر کنترلی بالای فیلتر به صورت دستی و یا اتوماتیک انجام میشود. در حالت بک واش، جهت جریان آب معکوس می شود. آب از پایین وارد بستر سیلیس شده، آن را منبسط کرده و بعد از خارج شدن تمام کثیفی ها و هدایت آنها به سمت فاضلاب، مجدداً فیلتر تمیز و آماده استفاده میشود. اینجا هم نیاز به تعویض مواد نبوده و به نگهداری دستگاه براحتی قابل انجام است.
ساده ترین، ارزانترین و پرکاربردترین فیلتری که برای شفاف کردن آب استفاده میشود، "فیلتر الیافی" است. فیلترهای الیافی در مشهای مختلف تولید می شوند که عموماً فیلتر ۵ میکرون برای تصفیه نهایی آب مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد. فیلترهای الیافی داخل محفظه هایی به نام "هوزینگ" قرار میگیرند.
مقدار شفافیتی که آب پس از فیلترهای الیافی دارند، از تمام فیلترهای قبلی بیشتر است. اما نکتهای که وجود دارد این است که این فیلترها باید بعد از مدتی تعویض شوند و عموماً قابل شستشو و استفاده مجدد نیستند. بنابراین برای افزایش عمر آنها بهتر است که ابتدا بسته به نوع و میزان کدورت آب، یکی از دستگاههای معرفی شده قبل را استفاده و در مرحله آخر فیلتر کارتریجی قرار گیرد.
فیلترهای الیافی می توانند هم به صورت تک مرحلهای و هم به صورت دو یا سه مرحلهای در کنار فیلتر توری و یا فیلترهای کربنی مورد استفاده قرار گیرند.
یکی دیگر از مشکلات خیلی رایج آب چاه، سختی کل (Total Hardness) آب است. لکههای سفید رنگ روی ظروف، سطوح، شیرآلات و سرویسهای بهداشتی، رسوب سفت سفید رنگ روی المنتهای هیترهای حرارتی و یا حتی داخل لولهها و تجهیزات عمدتاً نمک های کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیوم هستند که بدلیل سختی بالای آب تشکیل می شوند. منظور از سختی آب عمدتاً یون های "کلسیم" و "منیزیم" محلول در آب است.
برای کاهش سختی آب چند روش وجود دارد که متداولترین آنها استفاده از "سختیگیر رزینی" است. در سختیگیرهای رزینی، یک مخزن استوانهای وجود دارد که داخل آن رزین کاتیونی ریخته میشود. زمانی که آب از روی دانه های رزین عبور میکند، یون کلسیم و منیزیم از آب جدا شده و یون سدیم از داخل دانههای رزین بجای آنها وارد آب میشود. آب خروجی از سختی گیر چون به جای یون کلسیم و منیزیم دارای یون سدیم شده، در ترکیب با یون کربنات و یا سایر املاح، رسوب سفت کربنات کلسیم را تشکیل نمی دهد.
بعد از مدتی بتدریج بخش زیادی از یونهای سدیم دانههای رزین جدا شده و جای خود را به یونهای کلسیم و منیزیوم و سایر کاتیونها داده و اصطلاحاً رزین "اشباع" میشود. در این موقع، رزین باید با محلول غلیظ آب نمک احیا شود. با عبور آب و نمک (کلرید سدیم) از روی دانه ای رزین و وجود غلظت بالای یون سدیم در محلول، یون های سدیم مجدداً جذب و جایگزین سایر کاتیونها در دانه های رزین می شوند.
فرآیند شستشو و احیای سختی گیر توسط شیر کنترلی بالای مخزن رزین انجام میشود. امروزه بیشتر از شیرهای اتوماتیک قابل برنامهریزی در سختی گیرها استفاده می شود که بصورت خودکار در زمانهای مشخص یا پس از عبور حجم معینی از آب سختی گیر را احیا می کنند.
مهمترین بخش نگهداری دستگاه های سختی گیر رزینی مربوط به مخزن آب و نمک انهاست. باید همیشه مقدار لازم نمک برای احیا داخل این مخزن آّب و نمک وجود داشته باشد.
روش دیگر جلوگیری از رسوب گذاری ناشی از سختی آب، استفاده از ضد رسوبهای مغناطیسی یا الکترومغناطیسی است. این دستگاه ها با ایجاد میدان مغناطیسی، شکل کریستال نمک کربنات کلسیم را تغییر و از حالت کلسیت به آرگونیت تبدیل میکنند و به این روش جلوی رسوب گذاری را میگیرند.
در واقع این دستگاهها، سختی گیر نیستند، بلکه ضدرسوب هستند. آنها سختی آب را حذف نمی کنند. بلکه فقط جلوی رسوبگذاری را میگیرند. یعنی مقدار سختی و شیمی آب قبل و بعد این دستگاهها هیچ تغییری نمیکند.
این دستگاه ها بیشتر برای حفاظت از تجهیزات مانند پکیج دیواری، آبگرمکن، دیگ، چیلر، برج خنککن و یا حتی برای نرم شدن رسوب روی پوشال کولرها مورد استفاده قرار می گیرند.
مهمترین مزیت ضدرسوب های مغناطیسی این است که هیچ نیازی به نگهداری نداشته و درصورت انتخاب و نصب درست، سالیان سال و یا حتی مادام العمر کار میکنند.
مهمترین مسأله در مورد ضدرسوب های مغناطیسی، کارشناسی و انتخاب مناسب سایز و محل نصب آنها است. در غیر اینصورت، نتیجه لازم را نخواهند داشت.
روش دیگر کاهش سختی آب، استفاده از دستگاههای تصفیه آب اسمز معکوس (RO) است. در ادامه و در بخش های بعدی، در مورد این دستگاه توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.
مشکل دیگری که ممکن است در آب چاه وجود داشته باشد، "آلودگی میکروبی" است. آلودگی میکروبی به هیچ عنوان الزاماً از ظاهر آب قابل تشخیص نیست. ممکن است یک نمونه آب کاملاً شفاف باشد اما در عین حال، بار میکروبی بالایی داشته باشد. بهترین روش تشخیص آلودگی میکروبی، آزمایشگاههای تخصصی آنالیز آب هستند.
قدیمیترین و مرسومترین روش ضدعفونی و از بین بردن آلودگی میکروبی آّب، "کلرزنی" است. کلر یک ضدعفونی کننده قوی است و در حالتهای مختلف کلر گازی، کلر مایع و کلر جامد (پودر و قرص) قابل دسترس است.
کلر گازی با توجه به مشکلات ایمنی خیلی استفاده نمی شود. اما استفاده از کلر مایع و یا محلول پودر کلر در ضدعفونی آب بسیار متداول است. روش درست استفاده از کلر، تزریق آن در لوله آب توسط پمپ تزریق است. بعد تزریق کلر، آب باید وارد یک مخزن ذخیره شود تا یک زمان ماند برای ضدعفونی توسط کلر وجود داشته شد. بعد مخزن ذخیره و پیش از استفاده از آب حتماً نیاز به یک فیلتر کربنی است تا کلر اضافه از آب حذف شود.
استفاده از قرص کلر برای ضدعفونی آب بهداشتی به دو دلیل توصیه نمی شود. اولاٌ در صورت انداختن قرص کلر در آب مخزن، هیچ کنترلی روی انحلال و میزان کلر وارد شده در آب وجود ندارد. علاوه بر این، عمده قرص کلرهایی موجود در بازار دارای اسید سیانوریک و سولفات مس هستند که در استخرها قابل استفاده بوده و برای آب بهداشتی و شرب مناسب نیست. در صورتی می توان از قرص کلر استفاده کرد که حتماً از نوع هیپوکلریت کلسیم و بدون مواد جانبی باشد.
روش دیگر، استفاده از دستگاههای ضدعفونی کننده UV است که با اشعه ماورای بنفش کار ضدعفونی را انجام میدهند. اشعه ماورای بنفش در یک طول موج مشخص (حدود ۲۵۴ نانومتر)، خاصیت میکروب کشی دارد. زمانی که این اشعه به سلول میکروبها، باکتریها و ویروسها تابیده میشود، ساختار DNA آنها را تخریب و به این ترتیب جلوی تکثیرشان گرفته می شود. زمانی که میکروب تکثیر نشود، عملاً از بین می رود و دیگر خطری ندارد.
دستگاههای ضدعفونی کننده UV مکانیزم ساده و مشخصی دارند. آب از یک طرف آب وارد شده، اشعه UV به آن تابیده و پس از ضدعفونی از سمت دیگر خارج میشود. نکته مهم در استفاده از این دستگاه ها، "پیش تصفیه" مناسب است. اگر آبی که وارد دستگاه یو وی میشود کدورت داشته باشد، این کدورت مانند یک محافظ برای میکروب ها در برابر تابش اشعه عمل می کند. مقدار آهن و سختی آب هم اگر بالا باشد، روی شیشه کوارتز دستگاه یووی به تدریج رسوب کرده و باعث کاهش شدت تابش اشعه و میکروب کشی مناسب خواهد شد. نصب یک فیلتر الیافی 5 میکرون بعنوان یک پیش تصفیه حداقلی قبل از دستگاه یووی الزامی است.
روش دیگر ضدعفونی آب، استفاده از دستگاه ازن ژنراتور است. گاز ازن یک ماده اکسید کننده و ضدعفونی کننده بسیار قوی و اثربخش بوده و قدرت آن از کلر خیلی بیشتر است. حتی بعضی از باکتریها و ویروسهایی که در مقابل کلر مقاومند، با ازن از بین میروند.
مزیت مهم استفاده از ازن، عدم نیاز به مواد مصرفی است. گاز ازن در محل مصرف توسط دستگاه ازن ژنراتور از هوای محیط و یا دستگاه اکسیژن ساز تولید می شود. مزیت دیگر ازن، تبدیل آن به اکسیژن و عدم تولید سایر مواد جانبی است.
تزریق ازن به آب به دو روش اصلی انجام می شود. یک راه استفاده از "دیفیوزر" است. دیفیوزر وسیلهای است که کف مخزن آب قرار گرفته و حباب های ازن از طریق آن وارد آب داخل مخزن می شوند.
روش دیگر استفاده از ونتوری است. ونتوری در مسیر خط قرار گرفته و با کاهش سطح مقطع ناگهانی و افزایش سرعت طبق قانون برنولی ایجاد مکش کرده و ازن رو به داخل آب تزریق می کند. در تزریق ازن با ونتوری، باید از تجهیزاتی مانند شیر یک طرفه و واتر ترپ استفاده کرد که از برگشت آب به دستگاه ازن ژنراتور جلوگیری کند. حلالیت ازن در تزریق با ونتوری، بیشتر از دیفیوزر بوده اما هزینه اجرای آن بیشتر است.
در روش های معرفی شده برای ضدعفونی، کلر و ازن قابلیت حذف بوی آب را هم داشته و حتی برای حذف آهن هم که در ادامه راجع به آن صحبت میشود، مورد استفاده قرار می گیرند. اما دستگاه یووی فقط ضدعفونی کرده و روی بو و یا سایر املاح تأثیری ندارد.
یکی دیگر از مشکلات آب چاه (مخصوصاً در مناطق شمالی کشور)، وجود آهن و منگنز بالا است. مهمترین نشانههای وجود آهن در آب چاه، رنگ و لکه گذاری نارنجی یا قرمز آب و طعم نامناسب است.
آهن معمولاً به دو صورت "محلول" و "نامحلول" در آب چاه وجود دارد. آهن نامحلول از ابتدا بصورت کدورت آب خودش را نشان می دهد. جدا کردن آهن نامحلول مشکل نیست و از همان فیلترهای مربوط به کدورت آب که معرفی شدند، می توان استفاده کرد.
آهن محلول از ابتدا خود را بصورت کدورت و یا رنگ قرمز نشان نمی دهد. در این حالت، نمونه آب ابتدا کاملاً شفاف است. بعد از مدتی ضمن تماس با هوا یا یک ماده اکسید کننده مثل کلر، تغییر رنگ می دهد.
نوع دیگری از آهن موجود در آب، به "باکتری آهن" معروف است که از ترکیب آهن با اکسیژن تغذیه می کنند. باکتری آهن باعث ایجاد لایههای لزج در لوله ها و تاسیسات شوند.
همانطور که اشاره شد، آهن نامحلول را می توان با فیلتر از آب جدا کرد. مسأله اصلی، جدا کردن آهن محلول از آب است. جدا کردن آهن محلول روشهای مختلفی دارد. یک روش استفاده از مواد جاذب آهن با نام های تجاری مختلف مثل Green Sand، Birm و Filox هستند. معمولاً لایهای از دی اکسید منگنز روی دانه های این مواد قرار گرفته است. زمانی که آب حاوی آهن محلول از روی آنها عبور می کند، آهنهای محلول ضمن تماس با این دانهها، اکسید شده و حالت نامحلول پیدا کرده و بصورت همزمان، در ستون این فیلترها از آب جدا می شوند. اما بعد از مدتی، رویه دی اکسید منگنز دانهها از بین رفته و باید با موادی مثل پرمنگنات پتاسیم احیا شوند. البته در صورت کلر زنی به صورت پیوسته قبل از این فیلترها، دیگر نیازی به احیا نخواهد بود.
روش دیگر اینست که ابتدا یک ماده اکسید کننده به آب اضافه شود تا آهنهای محلول تبدیل به نامحلول شده و بعد با فیلتراسیون از آب جدا شوند. در این روش می توان از تزریق مواد اکسید کننده مثل هوا ، کلر، ازن و یا آب اکسیژنه استفاده کرد. بعد از اضافه کردن مواد اکسیدکننده به آب حاوی آهن محلول، آب به دلیل اکسید شدن آهن و تبدیل شدن آن به آهن نامحلول، شروع به کدر شدن می کند. بنابراین بعد از تزریق این مواد، باید یه فیلتر شنی (یا ترجیحاً مولتی مدیا) و بعدش یه فیلتر الیافی قرار داده شود تا تمام آهنهای اکسید شده از آب جدا شوند.
اگر بوی آب ناشی از آهن باشد، از همان روش های حذف آهن می توان استفاده کرد. اما اگر بوی آب ناشی از مواد آلی باشد، بهترین روش حذف آن، استفاده از فیلتر کربن فعال (Activated Carbon) است. کربن فعال به دلیل داشتن سطح تخلخل خیلی زیادی که دارد، از قدرت جذب بسیار بالایی برخوردار است. بصورت کلی، فیلتر کربن فعال برای جذب کلر، بو و طعم نامناسب، گزینه ای ایده آل محسوب می شود.
اما نکته مهمی که می بایست به آن توجه داشت، این است که داخل فیلتر کربنی احتمال رشد میکروب وجود دارد. چون مواد آلی جذب شده توسط کربن فعال، یک تغذیه مناسب برای میکروب ها به شمار می رود. بنابراین، اگر آب میکروب داشته باشد، حتماً باید قبل از فیلتر کربنی، آب با کلر یا ازن ضدعفونی شود و یا بعد از فیلتر کربنی از یک دستگاه ضدعفونی کننده یو وی استفاده تا اگر درصدی هم میکروب وجود داشته باشد، قبل از مصرف از بین برود.
سوالی که عموماً مطرح میشود این است که آیا بعد از قرار دادن دستگاه های فوق، میتوان از آب برای شرب استفاده کرد؟ نمی توان بصورت قطعی پاسخ مثبت داد. چون پارامترهای مختلفی برای بهداشتی بودن آب شرب وجود دارد. هر کدام از دستگاههای اشاره شده بالا، کار مشخصی انجام میدهند و روی پارامترهای دیگر آب تأثیری ندارند. به عنوان مثال، آبی که املاح (TDS) بالایی دارد و یا املاحی مثل نیترات داخل آن باشد، با دستگاه های اشاره شده حذف نمیشود. علاوه بر دستگاه های نصفیه آب چاه که در بالا معرفی شدند، بهترین راه برای تأمین آب شرب، استفاده از دستگاه تصفیه آب خانگی اسمز معکوس (RO) است. دستگاه تصفیه آب RO، قویترین نوع تصفیه رو داشته و بیشتر املاح رو از آب حذف میکند.
حالا سوال جدیدی مطرح می شود. چرا از دستگاه تصفیه آب RO بصورت مستقیم برای تصفیه آب چاه استفاده نشود؟ ظاهراً با این کار شاید نیازی به استفاده از دستگاه های نامبرده نباشد! سایز بزرگتر دستگاههای تصفیه آب RO نسبت به دستگاه های خانگی، دستگاههای تصفیه آب نیمه صنعتی RO هستند که عموماً امکان تولید روزانه آب تصفیه شده از ۵۰۰ لیتر تا ۲۰۰۰ لیتر روزانه را دارند. معمولاً در این دستگاه ها از ممبرانهای نیمه صنعتی استفاده می شود. اما در استفاده از این دستگاه ها دو مشکل اساسی وجود دارد.
یکی موضوع هدر رفت آب است. چون در ممبرانهای نیمه صنعتی حدود سه چهارم آب دور ریز میشود. نکته دوم هم هزینه نگهداری بالای این دستگاه ها در صورت عدم وجود سیستم پیش تصفیه مناسب است. اگر آب مشکل داشته باشد، مثلاً آهن و یا سختی بالایی داشته و مستقیماً وارد دستگاه نیمه صنعتی شود، عمر فیلتر و ممبران های دستگاه بشدت کوتاه شده و تعویض مداوم آنها نیز طبعاً باعث افزایش هزینه نگهداری خواهد شد. بنابراین تنها در صورتی استفاده از دستگاه نیمه صنعتی RO مجاز است که پیش تصفیه مناسب قبل از دستگاه در نظر گرفته شده باشد.
برای مصارف با نیاز بیش از ۵۰۰۰ لیتر در شبانه روز، باید از دستگاههای تصفیه آب RO صنعتی استفاده کرد. با توجه به اینکه در این دستگاهها از ممبران صنعتی استفاده میشود، هم مقاومت بهتری در TDS های بالاتر داشته و هم می توان میزان پساب خروجی را تا حدی کنترل و کاهش داد. البته هزینه اولیه این دستگاهها بالاتر بوده و در صورت نامناسب بودن کیفیت آب ورودی، در نظر گرفتن سیستم پیش تصفیه الزامی است.
نظرات