گندزدایی آب

فرایند گندزدایی آب و فاضلاب به منظور حذف عوامل بیماری زا و جلوگیری از بیماری های ناشی از مصرف آب صورت می گیرد. عموما آب های حاوی میکروارگانیسم ها می توانند سبب ایجاد بیماری هایی مانند وبا، حصبه، شیگولز،  پاراتیفوئید و… شوند. ابتلا به این بیماری ها تا حدود زیادی می تواند با ضد عفونی نمودن و از بین بردن میکروارگانیسم ها تا حدود زیادی تحت کنترل و پیشگیری قرار بگیرد. در ادامه با روش های گندزدایی آب آشامیدنی (با اشعه ی فرابنفش UV و مواد شیمیایی به کار برده در این فرایند ) بیشتر آشنا می شویم پس با ما همراه باشید:

استفاده از کلر یکی از رایج ترین راه های موجود برای گندزدایی آب به روش شیمیایی می باشد. آکادمی ملی علوم در رابطه با سلامتی آب ها در سال 1977 بیان نمود که استفاده از کلر یکی از استانداردترین فرایند ها برای گندزدایی می باشد.

گندزدایی آب با کمک روش های شیمیایی

این روش که از قدیمی ترین روش ها برای از بین بردن میکروارگانیسم های بیماری زا در آب و فاضلاب است از یک ماده شیمایی استفاده می شود. این ترکیبات توانایی از بین میکروارگانیسم ها را دارند و در اکثر موارد برای انسان ضرری ندارند. ترکیبات کلردار معروف ترین ترکیبات شیمیایی مورد استفاده برای این کار هستند. 

  • گندزادایی آب با کلر (Cl2):

با استفاده از 0.5 mg/L کلر آزاد و ماندگاری 30 دقیقه ( T = 15C°15) و pH  کمتر از 8، باکتری ها و ویروس های بیماری زا از بین می روند. با این وجود کلر ممکن است با مواد آلی موجود در آب وارد واکنش شود و محصولات جانبی متعددی را به وجود آورد.

از جمله محصولات جانبی که باید تحت کنترل قرار بگیرند تری هالومتان هایی (THMS) شامل کلروفرم، برومودی کلرومتان، کلرو دی برومو متان و بروموفرم می باشد. هالو استیک اسید ها (HAAs) نیز از جمله مونو کلرواستات، دی کلرواستات و تری کلرو استات می توانند محصولات جانبی دیگری حاصل از واکنش کلر با مواد آلی باشند.

روش های مختلفی را می توان برای اعمال ترکیبات کلردار به آب استفاده نمود ، یکی از آنها استفاده از قرص است که در شکل زیر می توان مشاهده نمود: 

استفاده از قرص در ضدعفونی آب

چرا اندازه گیری و کنترل کلر اهمیت دارد؟

در صورتی که غلظت باقی مانده ی کلر در حدود 6 .0 میلی گرم در لیتر  و یا بیشتر باشد ، ممکن است برخی مصرف کنندگان به دلیل تغییر طعم آب با مشکل مواجه شوند. در نتیجه اندازه گیری و کنترل کلر موجود از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا کمبود آن می تواند موجب ورود میکروارگانیسم ها به آب های آشامیدنی و افزایش آن سبب تغییر طعم آب گردد. استفاده از فلوکولانت های مناسب و فرایند های فیلتراسیون نیز می تواند احتمال تشکیل این محصولات جانبی را تا حدود زیادی به حداقل برساند. 

علاوه بر Cl2 ترکیبات کلردار دیگری مانند:

  • ترکیبات کلر دار: (کلرید فریک و…)
  • دی اکسید کلر (ClO2)
  • هیپوکلریت (OCl-)

برای گندزدایی مورد استفاده قرار می گیرند. 

گنزدایی با هیپوکلریت سدیم

یون هیپوکلریت که می تواند به صورت هیپوکلریت سدیم  و کلسیم هیپوکلریت  به آب اعمال گردد و سبب گند زدایی آب شود. تحقیقات نشان می دهد سمیت این ترکیب بسیار کمتر از کلر آزاد می باشد. این یون بیشتر به شکل هیپوکلریت سدیم برای این کار مورد استفاده قرار می گیرد. 

اوزون (O3):

 برای از بین بردن باکتری ها و ویروس های بیماری زا با کمک اوزون مقدار باقی مانده ی 0.4mg/l به مدت 4 دقیقه (C·T = 1.6) پیشنهاد می شود. با این حال در دمای 5 درجه ی سانتی گراد لازم است تا C.T را به 2 تغییر دهید تا آلاینده هایی مانند ژیاردیا از بین برود. برای از بین بردن آلودگی کریپتوسپوریدیوم این مقدار باید بالاتر از 15 باشد. باید توجه نمود که در این شرایط محصولات جانبی ای مانند برومات ها که می توانند در غلظت های خاصی برای سلامتی بسیار خطرناک باشند تشکیل نشود

  • هالوژن ها (برم و ید)
  • کلرید برم (BrCl)
  • فلز ها (مس و نقره)
  • پتاسیم پرمنگنات
  • فنول ها
  • اسید و باز
  • صابون ها و مواد شوینده
  • الکل
  • آب اکسیژنه
  • نمک های آمونیوم 

اما این ضدعفونی کننده ها چگونه عمل می نمایند؟

ضدعفونی کردن شیمیایی آب معمولا در یکی از فرایند های پایانی تصفیه ی آب صورت می گیرد. قابل مصرف نمودن آب و ایمن نمودن آن معمولا در طی چند مرحله اکسیداسیون، منعقد سازی (استفاده از پلی الکترولیت ها و…) ، ته نشینی، ضدعفونی سازی و تصفیه انجام می شود.

این مواد اغلب می توانند دیواره ی سلول های میکروارگانیسم ها را دچار خوردگی نمایند، نفوذ پذیری سلول ها را کم کنند و فعالیت پتروپلاسم و آنزیم ها را تحت تاثیر قرار دهند( به دلیل تغییر ساختار در آنزیم ها).

این تغییرات موجب می شود تا در فعالیت میکروارگانیسم ها اختلال به وجود آید و قادر به تکثیر نباشند و نهایتا از بین بروند. با این حال انواع اکسید کننده های این مواد می توانند مواد آلی موجود در آب را تخریب کنند و باعث کمبود مواد مغذی شوند.

اثر کلر بر روی میکروارگانیسم ها

روش های نوین برای گندزدایی آب و فاضلاب

همانگونه که در بخش قبل دیدیم استفاده از مواد شیمیایی مختلف برای ضدعفونی کردن آب و فاضلاب از دیرباز مورد استفاده بوده اند و امروز علاوه بر روش های قدیمی روش هایی نوین برای گندزدایی آب مانند استفاده از اشعه فرابنفش و الکترولیز نمک طعام نیز مورد استفاده قرار می گیرند. 

  • گندزدایی با اشعه فرابنفش (UV)

هنگامی که باکتری ها ، ویروس ها و تک یاخته ها در معرض طول موج مناسب UV قرار دارند ، قادر به تولید مثل و فعالیت نخواهند بود. تحقیقات نشان می دهد  نور اشعه ماوراء بنفش (با طول موج 253.7 نانومتر)  می تواند تاثیر ویژه ای بر میکرو ارگانیسم های بیماری زا با اثر گذاری بر DNA آن ها داشته باشد، از جمله ی این موارد می توان به عوامل بیماری زای وبا ، فلج اطفال ، حصبه ، هپاتیت و سایر بیماری های باکتریایی ، ویروسی و انگلی اشاره نمود.

اشعه ی UV خود به تنهایی و یا همراه با هیدروژن پراکسید می تواند آلودگی های شیمیایی مانند سموم دفع آفات ، حلال های صنعتی و داروها را در طی فرآیندی به نام اکسیداسیون UV از بین ببرد. علاوه بر این تکنیک فوق می تواند در از بین بردن TOC و ازون نیز موثر باشد

گندزدایی آب با اشعه فرابنفش

برای تصفیه سازی آب های آشامیدنی با کمک اشعه ی UV مقدار  tr > 90 % m–1 در آب < 1 NTU و دوز 20  الی40   mW·s·cm–2 پیشنهاد می شود. در جدول زیر مقادیر پیشنهادی برای عوامل بیماری زا را می توانید مشاهده نمایید:

جدول ضدعفونی آب با فرابنفش

از مزایای این روش می توان به دوستدار محیط زیست بودن (هیچ گونه آلاینده ای در هنگام کار با این ترکیب تولید نمی شود)، اثر بخشی (کلیه میکروارگانیسم های شناخته شده تحت تاثیر نور UV قرار می گیرند)، کم هزینه بودن، ایمن بودن ( به دلیل استفاده نکردن از مواد شیمیایی هیچ خطری مصرف کننده و  همچنین محیط زیست را تحت تاثیر قرار نمی دهد) اشاره نمود.

روش های فیزیکی دیگری که برای گندزدایی آب و فاضلاب استفاده می شوند عبارتند از :

  • اشعه الکترونیکی
  • اشعه گاما
  • صدا
  • حرارت

راه های زیادی برای گندزدایی وجود دارد اما برای انتخاب بهترین روش نیازمند بررسی فاکتور های زیر می باشد:

  • اثر بخشی آن در برابر پاتوژن های موجود در آب ( باکتری ها، ویروس ها ، تک یاخت ها و…)
  • در دسترس بودن و قیمت
  • کنترل فرایند راحت تر
  • کیفیت آب تصفیه شده 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *