تحقيق شركت اب و فاضلاب

روشهاي تصفيه آب
استفاده از اشعه خورشيد درفناوري جديد تصفيه آب و توليد برق
دانشمندان دانشگاه " آبردين" انگليس، مشغول توسعه فناوري جديدي هستند که با استفاده از اشعه خورشيد، به طور همزمان تصفيه آب و توليد برق صورت مي گيرد.
به گزارش "شانا"، پايگاه اينترنتي "فيز اورگ" با گزارشي جامع، اين فناوري نوين را به تصوير کشيده است.
در اين تحقيقات، سه شرکت آب " تکنيوم" ، "يورک شاير واتر" و "آسکوتويل" به کمک بخش تجارت و صنعت انگلستان با صرف 2/1 ميليون پوند، براي توسعه فناوري جديد که در تصفيه آب و نابودي هر عامل آلوده کننده کاربرد دارد، با هم همکاري مي کنند.
اين فناوري جديد بسيار مقرون به صرفه است و در مقايسه با روش هاي جديد تصفيه آب و توليد برق، کمتر محيط زيست را آلوده مي کند.
در اين فناوري جديد که شبيه به پيل هاي سوختي عمل مي کند، آب تصفيه مي شود و در نهايت به عنوان فرآورده فرعي در اين پروسه، برق توليد مي شود.
برق توليد شده در اين فرآيند مي تواند انرژي لازم براي وسايلي مثل پمپ آب ، کنترل کننده شيرهاي آب و سنسورهاي دستگاههاي مختلف را تامين کند.

دکتر دونالد مکفي، محقق برجسته در اين پروژه اعلام کرد، پيل هاي سوختي که در اين روش به کار گرفته مي شوند، به پيل هاي سوختي " فتو الکتروکاتاليک" معروف است و به هيچ وجه محيط زيست را آلوده نمي کنند و آلودگي هاي موجود در آب را نيز از بين مي برند.
فناوري که هسته اصلي اين پروژه را تشکيل مي دهد، يک کاتاليزور است که در اثر تابش اشعه خورشيد، توانايي در هم شکستن مولکول هاي مواد آلاينده در آب را پيدا مي کند و به طور همزمان با اين عمل، برق توليد مي کند.
با توجه به اين واقعيت که همه انسانها نيازمند به آب سالم هستند ، هدف از اجراي اين پروژه در وهله اول تصفيه آب است که در صنعت عرضه آب و صنايع برون ساحلي کارآيي دارد و در نهايت، تامين نياز مصرف کنندگان است.
دانشمنداني که در اين پروژه همکاري مي کنند، از بخش شيمي و بيولوژي دانشگاه آبردين هستند. اين دانشمندان با کنار هم قرار دادن علم شيمي مواد و ميکروبيولوژي محيطي، فناوريي را ايجاد مي کنند که آلوده کنند هاي شيميايي و ميکروبيولوژيکال در آب را نابود مي کند.
پروفسور آلبرت راجزر، رييس بخش علوم فيزيک دانشگاه آبردين، که در اين پروژه همکاري مي کند، اظهار داشت: "اين پروژه که ترکيبي از دو علم است مي تواند در نهايت به توليد يک فناوري پايدار منجر مي شود که برپايه استفاده از انرژي خورشيدي بنيان شده است."
هدف اين است که در اين تحقيقات که سه سال به طول مي انجامد، فناوري توسعه يابد، که هم در صنايع تصفيه آب و هم در صنايع برق کاربرد داشته باشد.

چالش هايي که صنايع عرضه آب با آن رو به رو هستند، رو به گسترش است ودر اين ميان موقعيتي پيش آمده که پيل هاي سوختي بتوانند به عنوان يک فناوري جديد در تصفيه آب مطرح شوند.
اين فناوري جديد در تصفيه مايعات زايد صنعتي، آب هايي که از واحدهاي صنعتي آلوده شده اند و رفع آلودگي هاي نفت و گاز به ويژه در کشورهاي توسعه يافته کاربرد دارد.


تکنيک نوظهور تصفيه آب آشاميدنی بدون استفاده از مواد شيميائی و فيلتر
در سال های اخير خريد آب آشاميدنی در بطری گسترش يافته. اينکه چرا آب آشاميدنی در بطری خريداری می شود دلايل گوناگون دارد. از سوئی خوب نبودن کيفيت آب لوله کشی در برخی مناطق دليل اينکار است و از سوی ديگر نا آگاهی در مورد آب و خواص آن در کنار رفع عطش است. به علاوه برخی خواصی را برای آب آشاميدنی (معدنی) بر می شمارند که صحت علمی آن هيچگاه به اثبات نرسيده است.
چنانچه ميزان مواد سالم معدنی موجود در آب را به عنوان معيار خوب بودن آب در نظر بگيريم به سهولت می توان بر اساس مقايسه ميزان موادی که روی بطری ها نوشته شده با ميزان املاح سالم در آب لوله کشی به اين نتيجه رسيد که در غالب موارد ميزان املاح موجود در آب لوله کشی همان اندازه و يا حتی بيشتر است.
آنچه مسلم است اينکه چنانچه بخواهيم نياز املاح بدن خود را از طريق نوشيدن آب (معدنی) در بطری بر طرف کنيم اين روش غير ممکن و بسيار پرهزينه ای است. ضمن اينکه برخی از پزشکان بر اين باورند که با آب کم نمک مواد اضافی در بدن بهتر شسته می شود و خواه ناخواه چون املاح موجود در آب منشاء معدنی دارند، بيش از 5% آنها جذب بدن نمی شوند. به اين دلايل تبليغ مصرف آب معدنی دليل اقتصادی دارد و به ويژه استفاده از آب (نوشابه های) گازدار جز در موارد خاصی سالم نيست.
آب لوله کشی می بايست بر اساس قوانين سازمان بهداشت جهانی و کشوری همه روزه مورد آزمايش قرار گرفته و در صورت سالم نبودن، بويژه هنگامی که باکتری ها بيش از حد مجاز در آن وجود داشته باشند، موارد از طريق رسانه ها به اطلاع عموم برسد.
در مورد آب های معدنی و غيره در بطری بر خلاف قوانين آب لوله کشی قوانين جدی کنترل مواد آن وجود ندارد و به استناد نشريه سازمان يونسکو(the new Courier No.3, 2002) نه تنها قوانين جدی در مورد اين آب ها وجود ندارد بلکه توليد کنندگان قادر به آناليز همه پارامترها روزانه نبوده و حتی در کشورهای صنعتی دولت آنها را کنترل جدی نمی کند. غالبا هر از چندی آزمايشات، آن هم بطور جزئی و پس از ساليانی چند انجام گرفته و برخی هم صرفا يکبار اينکار را انجام می دهند، در حالی که کيفيت آب هر زمان می تواند تغيير کند.
هفته نامه معروف آلمان «اشترن» سه سال پيش چندين آب معدنی معروف و گران قيمت را مورد آزمايش قرار داده و به اين نتيجه رسيد که در برخی از آنها باکتری و مواد مضر وجود دارد، از جانب ديگر حلال های شيميائی موجود و مضر ظروف پلاستيک می تواند در آب حل شود.

بر اساس همان نوشتار سازمان يونسکو، حدود يک چهارم آب ها ی به اصطلاح معدنی در بطری ها در آمريکا مستقيما توسط توليد کننده از شير آب لوله کشی گرفته شده و حتی يک شرکت آبی را بسته بندی می کرده که چاه آن در يک منطقه صنعتی و در نزديکی انبار ذباله های سمی قرار گرفته بود.
مشکلات آب لوله کشی
در کنار اين مسائل نگرانی مصرف کننده پيرامون مواد نا سالم در آب امری جدی و واقعی است. علاوه بر اينکه در برخی از کشورها آب لوله کشی وجود ندارد، در ديگر کشورهائی هم که آب لوله کشی دارند و حتی در کشورهای صنعتی به وفور می توان به مواردی برخورد که به دلايل گوناگون در آب مواد مضر وجود دارند. در غالب کشورها جهت پيشگيری از رشد باکتری در لوله ها به مقدار زيادی کلر وارد آب می کنند، اما کلر در کنار ضدعفونی کردن با مواد آلی موجود در آب نيز ترکيب شده و ترکيباتی بوجود می آورد که سالم نسيتند.
از جمله ديگرمواد آلاينده آب آشاميدنی می توان باکتری ها و فلزات آهن و منگان و فلزات سنگين چون سرب، روی، مس، کادميوم، کرم، نيکل و جيوه ، نيريت و نيترات و فسفات و مواد معلق در آب و حتی مواد راديو اکتيو و گازهای آمونياک و هيدروژن سولفيد و دفع آفات و مواد هورمونی را نام برد.
از جانب ديگر در بسياری از مناطق ميزان سختی آب بالا است. هرچند سختی آب (در اصطلاح رايج آهک) برای سلامتی مضر نيست، ليکن هنگام مصرف آب در منازل و در صنعت مشکلاتی ايجاد می کند که مصرف کننده را ناچار از آهک زدائی آن می کند. سختی آب به ويژه هنگام گرم کردن آب مشکل ايجا د می کند. به عنوان نمونه مصرف آب سخت مزه چای و قهوه را تغيير داده و آنها را تلخ مزه و کدر می کند. از سوی ديگر اين آب می تواند تا 60% ميزان مورد نياز پاک کننده ها را افزایش داده و باعث گرفتگی لوله های آب شده و طول عمر آب گرم کن ها، ماشين های لباس شوئی و ظرف شوئی بستگی مستقيم به سختی آب دارد.
به دلايل فوق دستگاه های فراوانی جهت تصفيه آب و يا صرفا آهک زدائی وجود دارد.
دستگاه نوظهور تصفيه آب
اين دستگاه جديد که طی سال ها تحقيق در آلمان اختراع و به ثبت رسيده تنها بر اساس روش حرارتی و بدون استفاده از مواد شيميائی و فيلتر و غيره عمل کرده و برای اولين بار به بازار عرضه می شود.ابتدا آب در اين دستگاه در اثر حرارت خواه ناخواه ضدعفونی شده و امکان بوجود آمدن باکتری در آب و دستگاه وجود ندارد. از آنجا که فيلتر در اين دستگاه بکار نرفته هرگز قدرت تصفيه آن اشباع نمی شود و نيازی هم به خريد دائم فيلتر و غيره نيست. صرفا پس از مصرف می بايست رسوبات را با کمی آب شست. قدرت تصفيه دستگاه هيچگاه حتی نوسان نداشته و بر اساس آزمايشات متعدد تمام موادی که در پائين بر شمرده شده با اطمينان از آب جدا می شوند: در جريان تصفيه آب در اين دستگاه بدون اضافه کردن مواد شيميائی بر اساس آخرين تحقيقات علمی به علت تنظيم و تشديد جريان هيدروديناميک و فعل و افعالات شيميائی در آب همراه آلياژ ويژه ای که در ساخت دستگاه بکار رفته و به عنوان کاتاليزور عمل می کند، امکان فعل و انفعالات شيميائی سريع و بيشتری را در آب برای اولين بار عملی ساخته و همزمان ميزان قليائی آب را افزايش می دهد. در کنار ضد عفونی شدن آب از سوئی تا ميزان 80% سختی آب کاهش پيدا می کند. همزمان برخی از آلاينده به صورت رسوب ته نشين می شوند و يا به صورت گاز از آب جدا می شوند. نمونه های آلاينده از اين قرارند:
- فلزات آهن، منگان، سرب، جيوه، کادميوم، کرم، مس، روی و نيکل و همچنین فلزات راديو اکتيو
- کلر، آمونياک ، بو، تمام ترکيبات فرار و نيمه فرار( از جمله حلال ها و برخی از مواد دفع آفات)
- علاوه بر مواد مذکور از ميزان کدر بودن آب که ناشی از شناوری ذرات معلق ترکيبات آلی و معدنی در آب است تا حدود 75% کاسته می شود. از اين رو مورد استفاده اين دستگاه تنها به تصفيه آب لوله کشی منحصر نشده بلکه می تواند آب های زيرزمينی و سطحی با ميزان کدر بودن زياد را نيز تصفيه کند.
از آنجا که در جريان تصفيه با اين دستگاه بر خلاف ديگر روش ها آب تا حدودی قليائی می شود، بسياری از پزشکان مصرف مواد غذائی و نوشابه های قليائی را توصيه می کنند و بر اين باورند که اغذيه و نوشابه های اسيدی (از جمله نوشابه های گازدار) عامل مهمی در بروز بيماری های چندی هستند.
در تمامی آب گرم کن های رايج جهت کاهش سختی آب می بايست مدت مديدی آب را جوشاند اما از آنجا که ميزان قليائی آن به اندازه کافی بالا نمی رود، آلاينده ها و مواد معلق از آب جدا نمی شوند، ضمن اينکه مقدار زيادی از آب بخار شده، غلظت مواد در آن افزايش يافته و هزينه اين کار نيز زياد است. در مقابل، در اين دستگاه بدون صرف انرژی و زمان بيشتر از انرژی و زمان مورد نياز جهت گرم کردن آب، همزمان تصفيه نيز در آب صورت می پذيرد؛ ضمن اينکه در جريان اين نوع تصفيه تمام املاح سالم آب گرفته نشده و امتياز آن در مقابل روش اسموز معکوس علاوه بر ارزان بودن در اين نکته است.
گرم کردن دستگاه می تواند با برق، گاز ، نفت و يا هيزم انجام گيرد. به اين خاطر جهت تهيه آب سالم، به ويژه در سفر و مناطق فاقد آب لوله کشی اين دستگاه وسيله قابل اعتمادی جهت تهيه آب آشاميدنی سالم تر و به مراتب ارزانتر از آب های آشاميدنی در بطری است.

آلودگی آب
ديد کلی
• آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتايج پژوهش پيرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند.
• بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟
• چه کسانی بهای تميز کردن آب را خواهند پرداخت؟

تعريف آلودگی آب
در سال 1969 برای آلودگی آب تعريفی ارائه شذ:
آلودگی آب عبارت است از افزايش مقدار هر معرف اعم از شيميايي ، فيزيکی يا بيولوژيکی که موجب تغيير خواص و نقش اساسی آن در مصارف ويژه‌اش شود.
عوامل آلوده کننده آب
آب يکی از مهمترين و بنيادی‌ترين عامل حيات موجودات زنده است از اين نظر جلوگيری از آلودگی آب نيز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسيار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زيرزمينی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.
• عوامل آلوده کننده آبهای زيرزمينی :
 کانيهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغيير و تبديل به عامل آلوده کننده مبدل می‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دي‌سولفيد آهن « II پريت همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسيد سولفوريک تبديل می‌کند. اسيد حاصل ضمن عبور از لايه‌های مختلف مخازن زيرزمينی ، موجب آلوده شده آن می‌شود.
o جمع شدن فاضلابهای شهری بويژه اگر در يک حوزه آهکی و يا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتريها قرار گيرند و تجزيه شوند، مستقيما و براحتی به مخازن زيرزمينی نفوذ پيدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود.
o ضایعات راديواکتيوی : يکی از عوامل آلوده کننده مهم منابع آبی زيرزمينی است که امروزه يکی از راههای رفع آنها که در حقيقت مشکل بزرگی برای صاحبان تکنولوژی هسته‌ای نيز به شمار می‌رود دفن آنها در زير زمين است علاوه بر دفن ضايعات راديواکتيو در زير زمين ، همه انفجار های هسته‌ای زير زمينی نيز موجب آلوده شدن آبهای زير زمينی می‌شود.
• عوامل آلوده کننده آبهای سطحی:
آلوده کننده‌های صنعتی:بسياری از ضايعات صنعتی به آبزيان زيانهای جدی می‌رسانند. اين ضايعات برای خنثی شدن مقدار زيادی از اکسيژن محلول در آب را به مصرف رسانيده و موجب کاهش اکسيژن مورد نياز برای آبزيان می‌شود و تهديد به مرگ می‌کنند. از طرف ديگر بسياری از خود اين ضايعات سمی بوده و موجب مسموميت آبزيان می‌شوند مانند فلزات سنگين ، جيوه ، سرب ، مس و غيره.

وارد شدن ترکيبات فسفردار و نيتروژن‌دار در آب موجب رشد جلبک‌هائی می‌شود که ضمن ايجاد بو و مزه غير طبيعی آب ، اکسيژن آب را مصرف کرده و باعث کاهش ميزان آن و بروز صدمات و تلفات آبزيان می‌شود.
محققان:
(محمد هادی حسینی وغلام حسین دهقان)