بسمه تعالی
موضوع:
ضد عفونی کردن آب
عنوان شماره صفحه
چکیده مقاله 3
مقدمه 4
تصفیه آب 5
آلودگی آب 6
کلر زنی 8
ازن زنی 9
پرتو فرابنفش 12
امواج آلتراسونیک 15
تصفیه آب در برنامه کوهنوردی 16
نتیجه گیری 17
منابع 18
چکیده مقاله
بیماری های مختلفی از آب های آلوده ایجاد می شوند، پس یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب آشامیدنی ضذعفونی کرذن آن است.در این تحقیق روش های رایج ضدعفونی آب مورد بررسی قرار می گیرد.
از جمله رایج ترین این روش ها کلر زنی می باشد که معایب گوناگونی دارد،بنابراین روشهای نوینی همچون ازن زنی،استفاده از پرتو فرا بنفش و استفاده از امواج آلتراسونیک جایگزین شده است.روش های نوین ضدعفونی آب در تصفیه بسیار مناسب هستند و فقط نیازمند یک سرمایه گذاری اولیه می باشند و چون بازده بسیار بالا یی دارند این هزینه ها زود برگردانده می شوند.
واژه های کلیدی:ضدعفونی کردن آب،کلر زنی، ازن زنی،پرتو فرابنفش،امواج آلتراسونیک
مقدمه:
وضعیت سلامت هر فرد ،هر جامعه ،یا هر ملت با تاثیر متقابل و تلفیق اثر محیط زیست و بهداشت تعیین می شود ،یکی محیط زیست داخلی خود انسان و دیگری محیط پیرامون وی می باشد. برای حفظ هر دو محیظ آب نقش اساسی و تعیین کننده ای در زندگی بشر داشته است .آب سر منشا زندگی است به طوری که 3/2 بدن انسان راآب تشکیل می دهد،گیاهان،جانوران و به طور کلی زمین با آب زنده است.[1]
تصفیه ی آب
تصفیه آب به مقدار زیاد مانند تامین آب مناطق شهری،در سه مرحله عمده انجام میگیرد.
- انبار کردن:در نتیجه انبار کردن آب به مقدار قابل ملاحضه ای خالص می شود، بطوری که 90% ناخالصی های معلق در آب ته نشین و آب زلال تر می شود.
- پالایش کردن:این مرحله از مهمترین مرحله است زیرا 98 تا 99% میکروب ها در مرحله پالایش از بین می روند و ناخالصی های دیگر آب نیز گرفته می شود.
- ضد عفونی کردن
- فلوئور زنی آب[1]
آب سالم و پاکیزه
آب مصرفی انسان نه تنها باید سالم باشد بلکه باید پاکیزه هم باشد، یعنی علاوه بر اینکه فاقد عوامل بیماری زا باشد باید دارای طعم و مزه مطبوع و مورد پسند مصرف کننده نیز باشد.آب سالم و پاکیزه آبی است که:
- بدون عوامل زنده بیماریزا باشد.
- بدون مواد شیمیایی زیان آور باشد.
- طعم مطبوع داشته باشد (گوارا باشد).
امراض مختلفی از جمله وبا، حصبه، هپاتيت، سل، ديفتري، انگلهاي خوني و كبدي قابليت انتقال به بدن انسان از طريق آب آشاميدني را دارند. براساس آمار اين بيماري ها سالانه نزديك به يك ميليارد انسان را مبتلا و باعث مرگ حدود10 ميليون نفر مي شوند.در اين رابطه، يكي از اساسي ترين اهداف تصفيه آب آشاميدني، گندزدايي(ضدعفوني) و مناسب ساختن آن براي شرب است.
آلودگی آب pollution water
آبی را آلوده می نامند که دارای عوامل بیماریزای عفونی یا انگلی ، مواد شیمیایی منفی، ضایعات و فاضلاب صنعتی باشد. آب به مفهوم شیمیایی هرگز خالص نیست و انواع ناخالصی ها را چه به صورت تعلیق یا حل شده دارد.در بعضی اوقات این ناخالصی ها وآلودگی ها می تواند عامل ایجاد بیماری در انسان شوند. این آلودگی ها شامل:
- گند آب :که عامل زنده بیماری زاو مواد آلی تجزیه نشده را در خود دارد و بروز بیماری هایی نظیرحصبه،وبا از نوع بیماری های میکروبی،فلج اطفال از گروه یماری های ویروسی و بیماری های آمیبی و انگلی نقش دارد.
- [زباله های صنعتی و بازرگانی ،که عوامل سمی از املاح معدنی گرفته تا ترکیبات شیمیایی پیچیده و صنعتی اند.
- آلاینده های کشاورزی : شامل کودها و آفت کش ها
- آلاینده های فیزیکی مانند گرما و مواد پرتو زا.[SUP]2[/SUP]
امروزه بعلت استفاده از كلر در ضدعفوني كردن آب و فاضلاب، بسياري واژه كلر را مترادف باضدعفوني سازي مي دانند كه البته تعبير صحيحي نيست و روش های مختلفی برای ضد عفونی وجود دارد از جمله:
- کلر زنی
- ازن ازنی
- استفاده از پرتو های فرا بنفش
- استفاده از امواج آلتراسونیک
اکنون هر مورد به تفصیل توضیح داده می شود
کلر زنی
کلر عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نشان Cl می‌باشد.کلر عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب، مواد گندزدا در سفید کننده به شمار می‌رود.
- کلرعوامل میکروبی بیماری زا را می کشد.
- آهن،منیزیم وهیدروژن سولفید را اکسید می کند.
- بعضی اجزای مولد بو و طعم بد را از بین می برد.
- از رشد جلبک ها و زیستمند های مولد لجن لزج جلو گیری می کند.
- پایداری زیاد(میزان کلر باقیمانده در محل مصرف بین 0.2 تا80.میلی گرم در لیتر آب به صورت پیوسته در برابر عوامل بیماری زای میکروبی و ویروسی حفاظت کافی ایجاد می کند.)
معایب کلر زنی:
- نيازبه تجهيزات متعدد و جاگیر می باشد.
- نقل وانتقال گاز خطرناک کلرمشکل است.
- به ایمنی کامل در سیستم های ذخیره کلر نیاز است.
- به علت ایجاد ترکیبات آلی کلرینه وتری هالومتان ها سرطان زاست.
- خطر نشت به محیط زیست و انفجار
- مقاوم شدن میکروب ها در مقابل آن
- برهاگ میکروب ها و بعضی ویروس ها(مانند فلج اطفال و بعضی از هپاتیت های ویروسی)اثر ندارد.[3]
ازن زنی
ازن چیست و چگونه تولید می شود؟
ازن يكي از اشكال آلوتروپي اكسيژن بوده و داراي فرمول شيميايي O3 ، گازي آبي رنگ با بوي تند و ناپايدار است. حلاليت آن در آب12 مرتبه كمتر از كلر بوده و محلول آبي آن نيز ناپايدار است.
تولید گاز ازن به طور طبيعي: در زمان رعد و برق يا به وسيله اشعه UV.Vacume موجود در نورخورشيد به وجود مي آيد.
تولیداين گاز بصورت مصنوعي: به دو طريق استفاده از لامپهاي UV و يا تخليه الكتريكي در حضور اكسيژن كه برروي دو قطب مثبت و منفي انجام مي پذيرد توليد مي شود. اين روش بنام (Silent Electrical Discharge)SED شناخته شده است. ازن قابل ذخيره سازي نيست و بايد به طور مستقيم پس از توليد مصرف شود. بعبارتي توليد و كاربرد آن يك فرآيند متواليست.
امروزه از ازن در كشورهايي مانند ايالات متحده آمريكا، فرانسه، آلمان، كانادا، استراليا و سوئيس براي ضدعفوني كردن آب در تصفيه خانه ها استفاده مي شود. اولين تأسيسات ازن زني در كانادا در سال1956 نصب و راه اندازي شده است. آمار نشان مي دهد كه طي دهه گذشته در ايالات متحده تعداد تصفيه خانه هاي داراي تأسيسات ازن زني از20 به60 واحد افزايش يافته است. در سال1992 در فرانسه حدود700 ، سوئيس150 و استراليا42 تصفيه خانه با سيستم ازن زني فعاليت داشته اند.
همان طور که در جدول زیر می بینیم ، با توجه به بالا بودن پتانسيل استاندارد ازن،(2.07 ولت) نسبت به ديگر ضدعفوني كننده ها بسيار قوي تر است و مي تواند با اثر مستقيم بر باكتريها و تجزيه سلولي آنها بعنوان يك جايگزين مؤثر مورد استفاده قرار گيرد.
مزایای استفاده از ازن نسبت به کلر
- توليد محصولات جانبی بی خطر مانند الکل ها و اسیدهای غیر هالوژن دار
- از بين بردن باكتريهای مقاوم شده در مقابل كلر
- سرعت عملكرد بيشتر
- عدم ايجاد تركيبات مضر كلرينه در آب
- عدم وجود خطر انفجار سيستم های ذخيره
- كنترل كننده طعم و بو و رنگ
- حذف كننده آهن و منگنزاضافی
- تبديل كننده آفت كشهای مالاتيون و پاراتيون مضر به اسيد فسفريک(بی خطر)
- ايجاد اكسيژن در آب (مولکول کلر پایدار نیست وپس از مدت کوتاهی شکسته می شود و تبدیل به مولکول پایدار اکسیژن می گردد.)[4]
استفاده از پرتو فرابنفش
پرتو فرابنفش چیست و چگونه تولید می شود؟
پرتوفرابنفش محدوده ای ازامواج الکترومغناطيس است که از طيف بنفش پرتوهای مرئی نور شروع می شود وبه محدوده امواج x ختم می شود.
- روش طبیعی: پرتو فرابنفش به طور طبيعی درنور خورشيد وجود دارد.
- روش مصنوعی: با تخليه الکتريکی در بخار جيوه در لامپهای مربوطه
یک ضد عفونی کننده ی ایده آل چه مشخصاتی دارد؟
- سمیت برای میکرو ارگانیسم ها : برای میکرو ارگانیسم ها باید سمی باشد و برای انسان و سایر حیوانات غیر سمی باشد.
- حل شوندگی : باید در آب یا بافت سلولی قابل حل باشد.
- پایداری : افت میکروب کشی در حالت توقف باید کم باشد.
- همگنی : محلول باید از نظر ترکیب یکنواخت باشد.
- برهم کنش با مواد خارجی : غیر از باکتری ها نباید جذب مواد آلی دیگر شود.
- سمیت در دمای محیط : در دمای محیط بتواند موثر باشد.
- نفوذ : باید قابلیت نفوذ در سطح را داشته باشد.
- غیر خورنده و غیر لکه گذار: نباید فلزات را تغییر شکل بدهد و بر روی پارچه ایجاد لکه کند.
- توانایی بو بری : باید در حال ضد عفونی کردن بو را از بین ببرد.
- دسترسی : باید در مقادیر زیاد و با قیمت معقول در دسترس باشد.
معایب ازن زنی واستفاده از پرتوهای فرا بنفش
- فرآیندبکارگیری آنها گران است.(در استفاده از ازن و پرتو فرابنفش باید سرمايه گذاری اوليه برای ساخت تأسيسات آن شود كه هر تصفيه خانه آب بايد مجهز به يک واحد توليد ازن یا پرتو فرابنفش شود. (
- اثر میکروب کشی باقیمانده ندارند یعنی پس از پایان کار خود تجزیه می شوند و دیگر اثر میکروب کشی آنها باقی نمی ماند.[5]
امواج آلتراسونیک چیست؟
امواج مکانیکی- صوتی با فرکانسی بالاتر از حد شنوایی انسان هستند.
مزایای روش اولتراسونیک ULTRA SONIC)) برای از بین بردن جلبک ها و باکتری ها:
- ازنظراقتصادی بسیارمقرون به صرفه است.
- بدون عوارض زیست محیطی و بی ضرر برای انسان حیوانات ،ماهی ها و باکتری های مفید هوازی و بی هوازی
- قابلیت از بین بردن انواع جلبک ها (جلبک های پلانکتونیک، سبز - آبی،رشته ای و جلبک های سمی )
- کاهش 50-60 درصدی مصرف کلر و ترکیبات کلره در استخر های شنا و تاسیسات آب و فاضلاب
- کاهشBOD5،Toxic shock syndrome)TSS)پساب سیستم های تصفیه فاضلاب
- جلوگیری از ایجاد و شکل گیری بیوفیلم و کنترل باکتری Legionella[SUP]1[/SUP] (ایجاد نوعی بیماری ریوی می کند)دربرجهای خنک کننده
- از بین بردن غیر مستقیم باکتری های Legionella (از طریق نابود کردن جلبک ها که مواد غذایی این نوع باکتری ها هستند.)
- کاهش میزان Chlorophyilla [SUP]1[/SUP](نوعی جلبک)در آب مصرفی برای آبیاری
- ازبین بردن قارچ های انگلی ریشه گیاهان در آب[5]
ضد عفونی آب در برنامه های کوهنوردی:
به دلیل اینکه ممکن است درراه کوهپیمایی آب مصرفی تمام شود،به روش زیر آب غیر لوله کشی را با کلر ضد عفونی شود. سه قاشق مربا خوری(۱۵ گرم) گرد پر کلرین را در یک بطری(رنگ بطری تیره باشد) یک لیتری آب اضافه نموده(به این محلول محلول مادر میگویند) و بهم بزنید. و سپس هفت قطره از این محلول(محلول مادر) را به یک لیتر آب اضافه نموده و بهم بزنید. پس از نیم ساعت با اطمینان خاطر مصرف نمایید.[6]
نتیجه گیری:
می بینیم که روش های نوین ضدعفونی آب در تصفیه بسیار مناسب هستند و فقط نیازمند یک سرمایه گذاری اولیه می باشند .
به علت بازده بسیار بالا یی که دارند این هزینه ها زود برگردانده می شوند.
منابع:
www.aftab.ir .1
www.faran-co.com .2
www.naftepars.ir .3
www.www.www.iran-eng.ir .4
www.daneshnameh.roshd.ir .5
www.snowgroup-mountain.blogspot.com .6
