دسته: تصفیه آب

کلید اصلی موفقیت در کاهش مصرف آب یک سازمان، نهاد، شرکت و … مشارکت کارکنان و ارزیابی مکرر راهکارهای حفاظت از منابع آبی می باشد.

در کشورهای صنعتی، بیش از 50 درصد از مصارف انسانی آب مربوط به کسب و کارها می باشد. از آنجا که تجهیزات و تاسیسات تولیدی و صنعتی یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان آب می‌باشند، یکی از جدی ترین چالش های صنایع و شرکت ها به کارگیری شیوه های صحیح مدیریت آب برای بهره وری بهتر، کاهش پساب و پایین آوردن میزان مصرف می باشد. این امر علاوه بر تاثیر مثبت بر روی محیط زیست موجب افزایش درآمد شرکت ها و صنایع نیز می شود.

بسیاری از کمپانی های بزرگ جهان مانند Coca-Cola، Johnson & Johnson و MillerCoors برنامه های آبی متعددی را برای بهینه سازی مصرف آب و کاهش نیاز به منابع آبی در دستور کار خود قرار داده اند. این اقدامات از حمایت کامل کارکنان برخوردار بوده و علاوه بر صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی، باعث پایداری منابع آبی و محیط زیست نیز شده است.

به عنوان مثال در سال 2015 کمپانی Coca-Cola با همکاری شرکت Xylem موفق به جایگزینی میزان آب استفاده شده برای تولید نوشیدنی های شرکت، از منابع شهری و طبیعی گشت. طبق برآوردهای صورت گرفته این ابتکار Coca-Cola منجر به بازگشت 115 درصدی آب مصرف شده (9/191 میلیارد لیتر) در حجم فروش جهانی این شرکت شده است. مازاد آب مورد استفاده در تجهیزات و فرآیندهای شرکت نیز پس از تصفیه به سیستم های شهری یا طبیعت برگردانده می شود.

برای کاهش موثر حجم آب مصرفی در شرکت ها و صنایع نیاز به تعهد و مشارکت کارکنان و روش شناسی دقیق برای اندازه گیری صحیح میزان آب مصرفی می باشد.

5 راهکار موثر برای کاهش هدر رفت آب در شرکت ها و صنایع 

1. تعریف مشکلات آبی و نتایج قابل انتظار و مطلوب: اولین گام در مدیریت بهتر و کاهش مصرف آب در کمپانی شما، شناسایی مشکلات موجود و تعیین اهداف مورد نظر است. به عنوان مثال این موارد می توانند شامل کاهش خطرات مرتبط با کمبود آب، رشد و بهبود مزایای رقابتی در شرکت شما یا کاهش هزینه های جاری باشد. نکته ی بسیار مهم و مشترک در تمامی این موارد، فرهنگ سازی موثر و نظارت بیشتر و بهتر بر روی مسائل زیست محیطی می باشد.
2. اندازه مقدار آب مصرفی : مرحله ی بعدی ایجاد یک برنامه ی مدیریت آب می باشد و این کار را می توان با بررسی نحوه ی مصرف آب در کمپانی خود آغاز نمایید. به یاد داشته باشید اگر قادر به اندازه گیری چیزی نباشید، نمی توانید آن را بهبود ببخشید. اگر تاکنون موفق به انجام این کار نشده اید، از همین امروز اندازه گیری مقدار آب مصرفی و تعیین اهداف ملموس در این رابطه را به طور جدی آغاز نمایید. برای یافتن پرمصرف ترین مناطق، از نصب صحیح تجهیزات اندازه گیری و همچنین قرائت و بررسی مدون آن ها اطمینان حاصل نمایید. اطلاع دقیق از هزینه های آبی یکی دیگر از نکات کلیدی برای اندازه گیری و هدف گذاری در این رابطه می‌باشد. استفاده از طرح های مدیریتی آب که مبتنی بر هزینه های بالقوه و حفظ محیط زیست است، منجر به برآورده شدن اهداف مالی و زیست محیطی تعیین شده از سوی کمپانی و سایر مراجع مربوطه خواهد شد. در صورت امکان از نیرو یا مشاوران متخصص استفاده نمایید، این امر نه تنها موجب درک بهتر شما از میزان آب مصرفی تجهیزات و فرآیندها می گردد بلکه کمک شایانی به تشخیص پرمصرف ترین نقاط، تعیین پایه ی متوسط برای مصرف آب و فراهم نمودن اطلاعات جزئی در رابطه با فرصت های کاهش مصرف، می نماید. در صورت هزینه بر بودن استفاده از نیروی متخصص، می توانید با آموزش صحیح بخشی از کارکنان خود از برون سپاری این امر خودداری نمایید.
3. تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده از مصرف: پس از اندازه گیری مقدار کلی آب مصرف شده توسط کمپانی، نوبت به ارزیابی پرمصرف ترین نقاط و مقایسه آن ها با معیارهای شرکت می‌باشد. این کار موجب کمک به تشخیص فرصت های موجود در راستای بهینه سازی سیستم می گردد. پیشنهاد می شود در طول مرحله ی آنالیز، اقدام به طرح و پاسخ به سوالات زیر نمایید:

• مسئولیت نظارت و مدیریت سیستم آبی مجموعه ی شما بر عهده ی چه کسی می باشد؟
• آیا تاکنون اقدام به ارزیابی سن و بهره وری تجهیزات آبی خود از قبیل شیرها، سرویس‌های بهداشتی و سیستم های آبیاری نموده اید؟
• در صورت استفاده از سیستم های آبیاری آیا در طول روز از آن ها استفاده بهینه می‌گردد؟ تنظیمات مناسبی بسته به نیازها، شرایط فصلی و موقعیت جغرافیایی در آن ها انجام شده است؟
• در صورتی که از تجهیزات برج خنک کن استفاده می نمایید آیا بازدهی سیستم مناسب می باشد و چه اقداماتی را می توان در راستای ارتقا سیستم و نحوه ی استفاده آن از آب انجام داد؟
• آیا میزان آب مصرفی تجهیزات صنعتی و تولیدی را اندازه گیری می کنید؟ در این صورت آیا اقدام به رعایت معیارهای مورد نیاز برای بهینه سازی فرآیندهایی مانند خنک کاری، شستشو و روانکاری نموده اید؟

فراهم نمودن ابزار و آموزش های مناسب برای تیم مدیریت و حفاظت از منابع آبی کمک شایانی به انتخاب رویکردهای مناسب در راستای کاهش آب مورد نیاز در مجموعه خواهد نمود.

4. بهبود مصرف فعلی آب: با اطلاعات جمع آوری شده در طی مراحل اندازه گیری و تجزیه و تحلیل، تیم شما آمادگی لازم برای تهیه و پیاده سازی طرح مدیریت آب را دارا خواهد بود. با اهدافی واقع بینانه و به نسبت راحتر، کار خود را آغاز نمایید. برخی روش های نسبتا ساده تر و کم هزینه تر برای صرفه جویی در استفاده از آب عبارتند از:

• تشخیص و رفع نشتی های موجود در لوله ها، لوازم و تجهیزات
• استفاده از محدود کننده های جریان برای شیرهای سرویس های بهداشتی
• نوسازی سرویس های بهداشتی (کاهش مقدار آب مورد استفاده در فلاش تانک ها)
• کاهش مقدار آب مورد استفاده برای مصارف خارجی مانند گیاهان و فضای سبز (با استفاده از تجهیزات کاهنده مصرف آب و گیاهان مقاوم تر)
• استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده برای مصارفی مانند آبیاری، برج های خنک کن و سایر مصارف غیر شرب

پس از به کارگیری این روش های زود بازده، می توان از استراژی ها و برنامه های بلند مدت مناسب برای مدیریت بهتر منابع استفاده نمود.

5. کنترل مداوم تجهیزات و برنامه های تدوین شده و گسترش آن ها: انجام اقدامات اولیه ی مرتبط با صرفه جویی در مصرف آب به معنای شروع راهی طولانی و زمان بر می باشد. برای اطمینان از تدوام این موفقیت، انجام اندازه گیری های مورد نیاز و مقایسه ی عملکرد سیستم با نتایج مورد انتظار بسیار مهم می باشد. برای تحقق این امر باید اقدام به ایجاد سیستمی نظارتی و کنترلی برای تهیه گزارش از روند پیشرفت کار ایجاد نمود، و از همه مهمتر کارمندان خود را تشویق به اجرای هر چه بهتر این طرح نمایید.

همچنین می توانید با انجام اموری مانند به اشتراک گذاری نتایج کارهای صورت گرفته و دستیابی به اهداف تعیین شده با کارکنان خود موجب ترویج تعهد شرکت نسبت به برنامه های آتی و مشارکت بیشتر کارکنان در اجرای آن شوید. همچنین استفاده از نظرات و پیشنهادات کارکنان در رابطه با راهکارهای کاهش هزینه آب و صرفه جویی در مصرف آن، می تواند بسیار کمک کننده و اثر بخش باشد. این اقدامات موجب ایجاد حس غرور و مالکیت کارکنان در این فرآیند شده و سرعت رشد آن را افزایش خواهد داد.

در نهایت برای اطمینان از مدیریت صحیح آب توسط مجموعه خود، برنامه های در حال اجرای خود را به طور مداوم بازرسی نموده و موفقیت های به دست آمده را ارزیابی نمایید. فراموش نکنید یکی از مهم ترین نکات برای کاهش مصرف آب و هزینه های مربوط به آن، توسعه مداوم برنامه های در حال اجرا و استفاده از روش های جدید و به روز است.  

سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست و چگونه کار می کند؟

در مراکز صنعتی که از برج های خنک کن برای تجهیزات خود استفاده می کنند، برای اطمینان از بازدهی مناسب فرآیند و افزایش عمر مفید تجهیزات، به کارگیری سیستم های تصفیه آب برج‌های خنک کن معمولا لازم و ضروری می باشد. تصفیه نکردن آب برج های خنک کن موجب رشد مواد آلی، گرفتگی، رسوب، خوردگی و پوسته پوسته شدن تجهیزات می شود که در دراز مدت منجر به کاهش بازدهی مجموعه، از مدار خارج شدن سیستم و تحمیل هزینه های سنگین برای تعویض قطعات آسیب دیده و فرسوده می گردد.

سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست ؟

یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن شامل طبقه بندی و قرار دادن تجهیزات و تکنولوژی هایی برای حذف ناخالصی های مضر از آب تغذیه برج خنک کن، آب جاری (در گردش) و/یا blowdown سیستم می باشد. جزئیات مربوط به پیکره بندی و طراحی سیستم مطلوب برای شما به عوامل گوناگونی وابسته می باشد. برخی از این عوامل عبارتند از:

• نوع برج خنک کن مورد استفاده (سیکل بسته، سیکل باز یا یک طرفه)
• کیفیت آب تغذیه
• توصیه های کیفی مورد نیاز برای برج خنک کن و تجهیزات (توسط سازنده)
• خصوصیات شیمیایی/ترکیبات آب جاری (در گردش) سیستم
• استانداردهای موجود برای تخلیه
• استفاده یا عدم استفاده مجدد از blowdown سیستم
• نوع مبدل حرارتی
• چرخه غلظت

تجهیزات و بخش های اصلی یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست؟

همانطور که در بالا اشاره شد، انتخاب دقیق اجزای سیستم تصفیه آب برج های خنک کن وابسته به کیفیت آب تغذیه و خصوصیات شیمیایی آب درون (در گردش) آن در مقایسه با کیفیت آب مورد نیاز برای سیستم و تجهیزات وابسته به آن (توسط سازنده مشخص می شود) می باشد. اما در حالت کلی هر سیستم تصفیه آب برج خنک کن معمولا شامل نوع مناسبی از موارد زیر می باشد:

• زلال ساز
• فیلتراسیون و/یا الترافیلتراسیون
• مبدل/کاهنده یونی
• تغذیه شیمیایی
• پایش خودکار

بسته به ناخالصی های موجود در آب، هر ترکیبی از این موارد ممکن است بهترین گزینه برای انتخاب تجهیزات و ساخت سیستم تصفیه مورد نیاز برای شما باشد، لذا مشاوره با افراد متخصص در این زمینه برای اطمینان از انتخاب صحیح با توجه به خصوصیات برج خنک کن مورد استفاده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به نیازهای مرتبط با برج خنک کن و فرآیند، معمولا این اجزای استاندارد کافی می باشند. با این حال اگر برج خنک کن موجود، نیاز به سیستمی خاص تر داشته باشد، می توان تجهیزات و فرآیندهای دیگری را نیز به سیستم اضافه نمود.

سیستم تصفیه آب برج خنک کن معمولا چه چیزهایی را کنترل می کند؟

از یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن ممکن است برای کنترل و تنظیم موارد زیر استفاده شود:

• قلیاییت: نشان دهنده ی پتانسیل موجود برای تشکیل کلسیم کربنات خواهد بود.
• کلرید: می تواند موجب خوردگی فلزات شود؛ بسته به نوع مواد به کار رفته در برج و تجهیزات موجود، بازه ی مجاز متنوعی دارد.
• سختی: اندازه گیری سختی موجود در برج خنک کن و مبدل حرارتی
• آهن: زمانی که با فسفات مخلوط شود، می تواند موجب خرابی تجهیزات شود.
• مواد آلی: افزایش رشد ارگانیسم ها که می تواند منجر به خرابی، خوردگی و سایر مشکلات در سیستم گردد.
• سیلیس: موجب رسوب گذاری شدید در سیستم می شود.
• سولفات ها: همانند کلرید می تواند به شدت برای فلزات خورنده باشد.
• کل جامدات محلول (TDS): برای اندازه گیری تشکیل کف و/یا خوردگی
• کل جامدات معلق (TSS): آلاینده های نامحلول که می توانند موجب تشکیل بیوفیلم، خوردگی و پوسته پوسته شدن تجهیزات شوند.

یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن چگونه کار می کند؟

فرآیندهای تصفیه با توجه به نیازهای برج خنک کن و کیفیت/خصوصیات شیمیایی آب تغذیه و جاری در سیستم می تواند متفاوت و خاص باشد، اما یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن در حالت معمول شامل مراحل ریز می باشد:

جایگزین نمودن آب خروجی از برج خنک کن

آب کمکی، یا آبی که از برج خنک کن توسط تبخیر، نشتی یا مشکلات فنی خارج می شود را می‌توان از طریق منابع مانندی آب خام، آب شهر، پساب تصفیه شده شهری، فاضلاب بازیافتی در محل، آب چاه یا سایر منابع آب سطحی تامین نمود.

بسته به کیفیت این منابع آبی، ممکن است نیازمند و یا بی نیاز از تصفیه در این مرحله باشید. در صورت نیاز به استفاده از سیستم تصفیه در این مرحله از برج خنک کننده، غالبا تکنولوژی و تجهیزاتی به کار گرفته می شود که باعث حذف سختی و سیلیس یا ثابت و تنظیم نمودن pH شود.

در این مرحله از فرآیند، تصفیه صحیح موجب بهینه سازی سیکل های تبخیر برج و به حداقل رساندن نرخ ورود آب به سیستم تخلیه می شود.

فیلتراسیون و الترافیلتراسیون

گام بعدی معمولا گذراندن آب برج خنک کن از نوعی فیلتر برای حذف ذرات معلقی مانند رسوب‌ها (لای)، کدورت و برخی از مواد آلی خاص می باشد. در اکثر مواقع کاربرد اصلی این روش در فرآیندهای ابتدایی (ابتدای سیستم) می باشد، چرا که حذف جامدات معلق در بالا دست به حفاظت از ممبران ها و رزین های تبادل یونی در مقابل آسیب ها و بروز مشکلات احتمالی در فرآیندهای پیش تصفیه کمک شایانی می کند. بسته به نوع فیلتراسیون استفاده شده، می توان جامدات معلق کمتر از 1 میکرون را نیز حذف نمود.

مبدل یونی/نرم نمودن آب

در صورت بالا بودن سختی در آب تغدیه یا آب جایگزین، ممکن است نیاز به تصفیه برای حذف این سختی باشد. به جای آهک می توان رزین های سختی گیر استفاده نمود؛ یک فرآیند مبادله کاتیون اسیدی قوی، که بوسیله آن رزین توسط یون سدیم شارژ شده و با ورود سختی، نسبت کلسیم، منیزیم و آهن بالاتر رفته که این امر موجب گرفتن این مولکول ها و آزاد نمودن مولکول سدیم در آب می شود. در غیر این صورت و وجود این آلاینده ها، رسوب و زنگ زدگی ایجاد خواهد شد.

افزودن مواد شیمیایی

در این نقطه از فرآیند، معمولا از مواد شیمیایی ای به شرح زیر استفاده می شود:

• مهار کننده های خوردگی (مانند بی کربنات ها) برای خنثی نمودن اسیدها و حفاظت از قطعات فلزی
• حشره کش ها و از بین برندگان جلبک (مانند برم) برای کاهش رشد میکروب ها و بیوفیلم ها
• ضد رسوب ها (مانند فسفریک اسید) برای جلوگیری از تشکیل رسوب توسط آلاینده ها

تصفیه کامل و مناسب تا قبل از رسیدن به این مرحله می تواند منجر به کاهش نیاز به مواد شیمیایی در این نقطه شود، چرا که در اکثر موارد تصفیه شیمیایی بسیار پرهزینه می باشد.

فیلتراسیون جریان جانبی

 

اگر قصد استفاده ی مجدد از (گردش دوباره ی) آب در سیستم داریم، استفاده از فیلتر جریان جانبی می تواند در حذف آلاینده های مشکل ساز موجود در آب، کمک فراوانی به ما کند. یک قاعده خوب این است که اگر سیستم تصفیه آب برج خنک کن نیازمند فیلتراسیون جانبی می‌باشد، چیزی در حدود 10 درصد از آب در گردش را می توان بوسیله آن تصفیه نمود. این بخش غالباً دارای واحدی با کیفیتاز فیلتراسیون مولتی مدیا نیز می باشد.

تصفیه blowdown

آخرین مرحله مورد نیاز برای تصفیه ی آب برج خنک کن، blowdown برج می باشد. بسته به میزان آب مورد نیاز برج خنک کن برای گردش در سیستم و عملکرد (خنک سازی) مطلوب، واحد تصفیه اقدام به بازیابی و گردش مجدد آب از طریق برخی روش های تصفیه نهایی مانند اسمز معکوس یا تبادل یونی به خصوص در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، می کنند. این کار باعث جداسازی جامدات از مایع و برگشت آب به برج برای استفاده مجدد خواهد شد.

در صورتی که blowdown سیستم نیاز به تخلیه و دفع از سیستم داشته باشد نیز باید به استانداردهای وضع شده از طرف سازمان محیط زیست رسیده باشد. در مناطقی که با بحران جدی آب مواجه می باشند، اتصال به شبکه فاضلاب می تواند بسیار پرهزینه باشد، که استفاده از سیستم های شیرین سازی آب در این موارد مقرون به صرفه بوده و باعث کاهش هزینه های مربوط به اتصال به خطوط آب و فاضلاب نیز می شود.

به دلیل متنوع بودن منابع آبی، انواع مختلفی از آلودگی ها نیز در آب وجود دارد. در اینجا به بررسی برخی از این آلودگی ها خواهیم پرداخت:

آلودگی توسط مواد مغذی

برخی پساب ها، کودها و فاضلاب ها حاوی مقادیر بالایی از مواد مغذی می باشند. ورود این موارد به بدنه ی اصلی منابع آبی موجب افزایش میزان رشد جلبک ها و علف های هرز در آب می شود. این امر موجب غیرقابل آشامیدن شدن آب و گرفتگی فیلترها می شود. همچنین افزایش بیش از حد جلبک ها موجب مصرف شدن تمام اکسیژن موجود در آب و از بین رفتن سایر میکروارگانسیم ها به دلیل نبود اکسیژن می شود.

آلودگی آب های سطحی

آب های سطحی به آب هایی اطلاق می گردد که به صورت طبیعی در سطح زمین وجود دارند؛ مانند رودخانه ها، دریاچه ها، تالاب ها و اقیانوس ها. تماس مواد خطرناک با این آب های سطحی و حل شدن آن ها یا اختلاط فیزیکی آن ها با آب، آلودگی آب های سطحی نامیده می شود.

خالی شدن از اکسیژن

تقریباً تمام منابع آبی دارای میکروارگانسیم ها می باشند. این میکروارگانیسم ها به دو دسته‌ی هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند. با ورود بیش از حد مواد زیست تخریب پذیر (موادی که به سادگی تجزیه می شوند) به آب، رشد میکروارگانیسم ها افزایش یافته و به تبع آن اکسیژن بیشتری نیز مصرف خواهد شد. با اتمام اکسیژن موجود در آب، میکروارگانیسم های هوازی می‌میرند و میکروارگانیسم های بی هوازی شروع به تکثیر می کنند. این امر موجب تولید سموم مضر مانند آمونیاک و سولفیدها شده و آب را آلوده می نمایند.

آلودگی آب های زیرزمینی

مواد شیمیایی، سموم و حشره کش های وارد شده به خاک (از طریق فعالیت های انسانی) توسط باران شسته شده و به عمق خاک برده می شوند. این مواد به آب های زیرزمینی نفوذ نموده و باعث آلودگی آن ها می شوند. این بدان معناست که بعد از حفر چاه ها و گودال ها برای استفاده و دستیابی به منابع آب زیرزمینی و پیش از استفاده از آن ها، باید از سلامت منبع آب اطمینان حاصل نماییم.

آلودگی میکروبیولوژیکی

شاید غیرقابل باور باشد اما امروزه در بسیاری از نقاط جهان، مردم آب تصفیه نشده را به طور مستقیم (از رودخانه ها، چشمه ها و …) برای آشامیدن استفاده می کنند. در برخی موارد آلودگی آب به صورت طبیعی و به دلایلی مانند ویروس ها، باکتری ها و پروتوزوئید ها می باشد. این نوع آلودگی ها موجب مرگ ماهی ها و سایر آبزیان و ایجاد بیماری های جدی در انسان می گردد.

مواد معلق

برخی آلاینده ها (جامدات، ذرات و مواد شیمیایی) به راحتی در آب حل نمی شوند. به این نوع مواد ذرات معلق می گویند. برخی از آلاینده های معلق در پایین ترین بخش ته نشین شده و این امر موجب آسیب رسیدن و حتی از بین رفتن ارگانیسم های و جانداران آبزی که در کف آب زندگی می کنند، می شود.

آلودگی های شیمیایی آب

بسیاری از صنایع و حتی کشاورزان با مواد شیمیایی کار می کنند که در نهایت وارد آب می شوند. به این نوع آلودگی، “آلودگی در نقطه منبع” نیز می گویند. این موارد شامل مواد شیمیایی برای کنترل علف های هرز، حشرات و آفات می باشد. فلزات و حلال های صنعتی نیز موجب آلودگی آب ها می شوند. این نوع از آلودگی بسیار سمی بوده و می تواند موجب کاهش رشد، ناباروری و کشته شدن بسیاری از گونه های آبزی گردد.

نشت مواد نفتی

نشت مواد نفتی در اکثر موارد اثری منطقه ای دارد اما می تواند تا کیلومترها نیز گسترش یابد. مواد نفتی می توانند موجب مرگ بسیاری از ماهی ها و سایر آبزیان شده و با چسبیدن به بدن،بال و پر پرندگان دریایی موجب بیماری و ناتوانی آن ها در پرواز گردند.

در سال 2010 و در یکی از شدیدترین موارد نشت نفت (BP) در آب ها، بیش از 1000 پرنده دریایی، لاک پشت و پستاندار جان خود را از دست دادند و بسیاری از جانداران دیگر نیز در لیست گونه های در خطر انقراض قرار گرفتند. تنها 6 درصد از حیوانات تحت تاثیر این حادثه سلامت خود را مجدداً به دست آوردند، اما طبق گزارشات و مطالعات زیست شناسان و سایر دانشمندان این حیوانات نیز به دلیل فشار بالای استرس ناشی از آلودگی به زودی جان خود را از دست خواهند داد. 

بر طبق آمار و ارقام ارائه شده سالیانه 360000 نفر به خاطر بیماری های ناشی از مصرف آب آلوده جان خود را از دست می دهند. دلیل اصلی این امر عدم دسترسی این افراد به آب آشامیدنی سالم یا تجهیزات تصفیه آب می باشد.

طی پژوهشی که در سال 2013 توسط شرکت Freedonia (شرکتی تحقیقاتی در رابطه با بازار صنایع) انجام شد، پیش بینی شد که نیاز و درخواست استفاده از تکنولوژی های نوین تصفیه آب تا سال 2017 سالانه رشد 5/9 درصدی خواهد داشت و 13 میلیارد دلار ارزش این تجهیزات خواهد بود.

در طول سال های اخیر سیستم های تصفیه آب ساده تر شده اند و به راحتی در دسترس ساکنان منازل مسکونی قرار گرفته اند. سیستم های فیلتراسیون و تصفیه آب انواع مختلفی دارند که هر کدام دارای مزایا و معایب منحصر به فرد خود می باشند. پروسه ی انتخاب سیستم مناسب می‌تواند بسیار خسته کننده و فرساینده باشد. اولین گام تحقیق و سپس قیاس، سنجش و در آخر انتخاب می باشد. این امر بسیار مهم بوده و مستقیماً بر روی سلامت شما تاثیرگذار خواهد بود. ممکن است تکنیک های استفاده شده در این تجهیزات تصفیه آب متفاوت باشند اما هدف و محصول نهایی همه آن ها زلال سازی، تصفیه آب و قابل شرب نمودن آب مصرفی شما می باشد.

 

1- فیلتراسیون آب توسط تکنولوژی نانو

در سال 2014 دانشگاه صنعتی نانیانگ سنگاپور موفق به تولید یک غشا فیلتراسیون چندمنظوره آب گشت. در این فیلتر غشا تیتانیوم دی اکسید با فن آوری نانو جایگزین غشاهای معمول فیلتر آب که با پایه ی پلیمر هستند، شده است.

این روش ممکن است بسیار پیچیده و علمی به نظر برسد اما اساس کار آن از بین بردن باکتری‌ها و شکستن و تجزیه ترکیبات آلی موجود در آب با استفاده از اشعه فرابنفش می باشد. همچنین این روش سازگار با محیط زیست نیز می باشد چرا که موجب کاهش تجمع میکروارگانیسم هایی می گردد که معمولاً بر روی سطوح مرطوب رشد می کنند و در نتیجه گرفتگی های ناشی از این امر را نیز کاهش می دهد.

 

2- Lifestraw

تکنولوژی های مربوط به آب و فیلتراسیون تنها مختص به کشورهای توسعه یافته نمی باشد. همانطور که می دانید این تکنولوژی ها بسیار فراگیر می باشند زیرا در حال حاضر نیاز فراوانی به آن ها وجود دارد و این نیاز در کشورهای در حال توسعه روز به روز بیشتر احساس می شود. عامل بسیار مهم برای استفاده از این تجهیزات در کشورهای در حال توسعه قیمت می باشد و اکثر افراد در این مناطق به دنبال استفاده از ارزان ترین تجهیز برای تامین آب شرب  خود می‌باشند. یکی از نمونه های این تجهیزات Lifestraw می باشد که اولین بار در سال 2008 و برای مصارف خانگی معرفی گردید.

این ابتکار ساده برای مصرف شخصی طراحی شده است. استفاده از آن بسیار ساده بوده و شما می توانید آن را دور گردن خود آویزان کنید. شعار شرکت تولید کننده این دستگاه نشان دهنده‌ی نحوه استفاده از آن می باشد: از Lifestraw مانند یک نی معمولی استفاده کنید و آب را بوسیله آن بنوشید. درون این دستگاه 2 عدد فیلتر قرار دارد، یک فیلتر غشایی و یک ذغالی. این دو فیلتر زمانی که شما مشغول نوشیدن آب هستید آن را زلال و تصفیه می کند.

 

3- تکنولوژی نوین تصفیه آب توسط کاتالیزگر نوری (فتوکاتالیست)

این یکی از محصولات شگفت انگیز در حوزه تصفیه فاضلاب می باشد که در سال 2014 توسط شرکت Eco-Products در ژاپن تولید گردید. این فن آوری، فیلتراسیون آب با استفاده از کاتالیزگر نوری و اشعه های فرابنفش موجود در نور خورشید می باشد که موجب سم زدایی آب آلوده با سرعت بالا می شود. طرح بهبود یافته ی این روش که توسط شرکت پاناسونیک ارائه شده است، هنگام تصفیه آب قادر به حذف آرسنیک و باکتری ها نیز می باشد.

 

4- فناوری نانو تیوب های آکوستیک

زمانی که اسم NASA مطرح می شود، ذهن همگی ما ناخودآگاه به سمت کنترل وقایع خارج از سیاره کشیده می شود، این در حالیست که تحقیقات و پژوهش های این مرکز مرتبط با هر عاملی می باشد که بر روی پایداری اکوسیستم تاثیر گذار است. در همین رابطه یکی از مراکز تحقیقاتی NASA به نام Johmson Space Center تکنولوژی ای با عنوان نانوتیوب آکوستیک ارائه نموده است که آلودگی موجود در آب را حدف نموده و آن را به آب شرب سالم تبدیل می کند. این تکنولوژی یکی از قدم های NASA برای کمک به حل معضل آب می باشد.

این تکنولوژی که در سال 2009 معرفی گردید، از سیستم غربالگری استفاده می کند اما بر خلاف سایر روش های فیلتراسیون، یک غربالگری مولکولی با استفاده از امواج صوتی در نانوتیوب هایی با قطر بسیار کم می باشد. هم چنین برخلاف روند عادی سایر روش ها، این فرآیند آب را از آلاینده های موجود جدا می کند.

 

5- سیستم SunSpring

به نقل از سایت EaglefordTexas در سال 2015 کمپانی Colorado موفق به ساخت یک سیستم تصفیه آب شده است که تنها با استفاده از یک باطری که انرژی خود را از طریق منابع تجدید پذیر تامین می کند، قادر به تصفیه آب به مقدار 5000 گالن در روز می باشد. این سیستم که SunSpring نام دارد با استفاده از غشایی به قطر 0/02 میکرون قادر به حذف سموم میکروبیولوژیکی می‌باشد.

 

6- دستگاه تصفیه آب Tata Swach

این محصول یک دستگاه تصفیه آب می باشد که در سال 2009 توسط مرکز طراحی و تحقیق و توسعه شرکت Tata طراحی شده است و بازار هدف آن خانوارهای کم درآمد می باشند. این دستگاه با به کارگیری خاکستر پوسته برنج و ذرات نانو نقره اقدام به از بین بردن عوامل بیماریزا، میکروب ها و باکتری ها می نماید. این محصول که در سال 2014 به بازار عرضه شد، قادر به تصفیه آب به میزان 3 الی 4 لیتر در هر ساعت می باشد که برای مصارف یک آشپزخانه، عددی قابل قبولی است.

 

7- سیستم بیوفیلتراسیون با استفاده از تک یاخته های اوگلنا

اوگلنا یک میکروارگانیسم آبزی می باشد که آلودگی های موجود در آب را جذب می کند. با استفاده از این ویژگی شرکت Noble Purification اقدام به طراحی سیستم فیلتراسیونی برای تصفیه آب نموده است. این سیستم که در سال 2014 راه اندازی شده است با استفاده از جلبک هایی که به طور کنترل شده در فاضلاب پرورش داده می شود اقدام به جذب سموم موجود در آب می کند.

 

8- نور خورشید و موادی با تکنولوژی بالا

یکی از تکنیک های تصفیه آب استفاده از نور خورشید می باشد. در سال 2014 خانوم موریسی به همراه همکارانش در دانشگاه شهر دوبلین روشی جدیدی را برای تصفیه آب ارائه دادند. نور خورشید کارکرد اصلی را در این سیستم دارا می باشد که در کنار آن از گرافن و TiO₂ نیز استفاده می شود.

 

9- فرآیند تصفیه بیولوژیکی ارائه شده توسط Grundfos

همانطور که از عنوان مطلب نیز مشخص است این روش توسط شرکت دانمارکی تولید کننده پمپ Grundfos ارائه شده است و در بردارنده روش جدیدی برای تصفیه آب در بیمارستان ها می باشد. این روش برای اولین بار و به صورت آزمایشی در بیمارستان Herlev مورد بررسی قرار گرفت و با موفقیت به کار خود ادامه داد. تصفیه و پاکسازی در این روش تحت فرآیند بیولوژیکی قرار گرفته و سپس از غشاهای فیلتراسیون سرامیکی عبور نموده و مرحله پایانی پاکسازی نیز توسط کربن و ازن صورت می گیرد.

منبع : waterenvironmentalhub

استفاده مجدد از آب خاکستری یا همان آب ماشین های شستشو، دوش ها، وان ها و سینک ها و در حالت کلی هر آبی که در تماس با مدفوع قرار نگرفته باشد (تماس مستقیم یا برای شستشو ی پوشک)، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

آب خاکستری ممکن است دارای مقادیری کثیفی، غذا، چربی، روغن، مو و برخی شوینده های خانگی باشد. در حالی که آب خاکستری آلوده و کثیف به نظر می رسد اما منبع مناسب و مطمئنی برای آبیاری باغچه ها و فضای سبز منازل است. به یاد داشته باشید در صورت ورود مستقیم آب های خاکستری به رودخانه ها، چشمه ها و سایر مجاری آبی، مواد مغذی موجود در آن باعث آلودگی آب می گردند در حالی که همین مواد کودهای ارزشمندی برای گیاهان هستند. علاوه بر فواید جلوگیری از هدر رفت آب (کاهش قبوض آب) استفاده مجدد از آب خاکستری موجب جلوگیری از ورود آن ها به سیستم فاضلاب و کاهش هزینه های مربوط به تصفیه آب و احتمال آلودگی سایر منابع آبی می گردد. استفاده مجدد از آب خاکستری برای آبیاری موجب اتصال مجدد ساکنین شهرها و باغچه های منازل به چرخه طبیعی آب می گردد.

ساده ترین راه برای استفاده مجدد از آب خاکستری، خارج نمودن مستقیم آن توسط لوله کشی و استفاده از آن برای گیاهان زینتی و درختان میوه است. از آب خاکستری می توان برای آبیاری سبزیجات نیز استفاده نمود، به شرطی که با بخش های خوراکی هیچگونه تماسی نداشته باشد. یکی از الزامات مهم در استفاده مجدد از آب خاکستری، به کارگیری محصولات سازگار با گیاهان می باشد، موادی که عاری از نمک ها، بور یا سفید کننده های حاوی کلر باشند. تشکیل نمک و بور در خاک، آسیب جدی ای به گیاهان وارد می کند. علاوه بر آن، این مواد برای سلامت اشخاص نیز مضر است.

فلسفه و راهکار ما

اعتقاد ما بر این است که بهترین سیستم ها برای آب خاکستری منازل، ساده ترین سیستم ها می باشند. با استفاده از سیستم های بسیار ساده، ممکن است قادر به استفاده از مکانیزم های آبیاری قطره ای نباشید، در این صورت باید ساختار فضای سبز یا باغچه ی خود را به شکلی تغییر دهید که اجازه ی نفوذ برای استفاده مجدد از آب خاکستری را به بهترین شکل ممکن به درون خاک فراهم نماید. پیشنهاد ما به کارگیری سیستم های ساده و استفاده از نیروی ثقلی (در صورت مساعد بودن شرایط و امکان) به جای پمپ ها می باشد. الویت اصلی ما به جای آبیاری قطره ای استفاده از سیستم های آبیاری ای می باشد که برای جلوگیری گرفتگی طراحی شده اند.

هدف ما ترویج استفاده مجدد از آب خاکستری برای بهبود اکوسیستم گیاهان، تولید آب تمیز، جلوگیری از آلوده شده سایر منابع آبی، کاهش هزینه ها و محافظت از حیات وحش می باشد. چنین سیستم های موجب بازیابی مواد دفعی ارزشمند – آب خاکستری، کمپوست های انسانی و خانگی – و اتصال مجدد بشر به چرخه ی زیست محیطی می شود. به کمک مدل سازی فناوری‌های مناسب برای تولید مواد غذایی، آب و بهداشت که در کشورهای پیشرفته و صنعتی استفاده می‌گردد، امیدواریم قادر به جایگزینی تصور اشتباه فرهنگی در رابطه با فاضلاب، با فرهنگ صحیح استفاده از آب و فاضلاب باشیم.

سیستم های پیچیده تر برای مجتمع های بزرگ مسکونی، تجاری و صنعتی مناسب و مقرون به صرفه می باشند. این سیستم ها قادر به تصفیه و بازیابی حجم بالایی از آب بوده و می توانند نقش به سزایی در حفاظت از منابع آبی و کاهش مصرف آب در توسعه شهرها، تاسیسات تولید کننده مواد غذایی، تولیدی ها، مدارس، دانشگاه ها و ساختمان های عمومی ایفا کنند. از آنجا که سیستم های پیچیده متکی و نیازمند به استفاده از پمپ ها و فیلترها می باشند، می بایست حتما توسط مهندسین و نیروهای متخصص طراحی و تولید شوند که این امر موجب افزایش قیمت آن می گردد. علاوه بر این موارد، چنین سیستم هایی نیاز به نصب صحیح و تعمیر و نگهداری منظم نیز دارند.

دستورالعمل های اصلی در رابطه با استفاده مجدد از آب خاکستری

آب خاکستری در مقایسه با آب شیرین بسیار متفاوت بوده و از همین رو دستورالعمل های متفاوتی نیز برای استفاده مجدد از آب خاکستری نیاز می باشد.

1. عدم ذخیره آب خاکستری (بیش از 24 ساعت). ذخیره ی آب خاکستری موجب تجزیه مواد مغذی موجود و ایجاد بوی نامطبوع خواهد شد.
2. به حداقل رساندن میزان تماس با آب خاکستری. آب های خاکستری می توانند حاوی پاتوژن ها (عوامل بیماری زا) باشند. لذا تا جای ممکن سیستم شما باید به گونه ای طراحی شده باشد که آب خاکستری کاملا به درون خاک نفوذ کرده و دور از دسترس و غیرقابل آشامیدن برای انسان ها و حیوانات باشد.
3. نفوذ کامل آب خاکستری به زمین (جلوگیری از سرریز یا جاری شدن آن). دانستن میزان نفوذ پذیری خاک مورد استفاده یا میزان تخلیه آب به خاک، کمک شایانی به طراحی مناسب سیستم می کند. سرریز یا جاری شدن آب خاکستری بر روی زمین می تواند منجر به تجمع حشرات (پشه ها) و افزایش احتمال تماس آن با انسان ها گردد.
4. سیستم را تا جای ممکن ساده طراحی و استفاده نمایید (تا جای ممکن میزان استفاده از پمپ ها و فیلترها را کاهش دهید). سیستم های دارای عمر بیشتر، نیاز به تعمیر و نگهداری، انرژی و هزینه ی کمتری دارند.
5. استفاده از اتصالات مناسب. استفاده از شیرهای سه طرفه ای که به سادگی از سیستم آب خاکستری به سیستم فاضلاب تغییر حالت می دهند، بسیار کارآمد و مقرون به صرفه می باشد.
6. تنظیم میزان آب خاکستری ورودی به سیستم با میزان آب مورد نیاز.

نمونه هایی از سیستم های ساده

آب حاصل از ماشین های شستشو

 ماشین های شستشو معمولاً راحترین منبع برای استفاده مجدد از آب خاکستری می باشند چرا که آب خاکستری را بدون نیاز به لوله کشی می توان به سادگی هدایت نمود. هر ماشین شستشویی در درون خود دارای پمپی می باشد که به صورت اتوماتیک آب را بیرون پمپ می کند و شما می‌توانید از این ویژگی برای هدایت و استفاده مجدد از آب خاکستری در محل مورد نظر استفاده نمایید (آبیاری مستقیم گیاهان).

مخزن شستشو

در صورتی که تمایلی به هزینه  نمودن زیاد (مستاجر هستید) ندارید و یا موانع زیادی از منبع آب خاکستری (حاصل از شستشو) تا منطقه مورد نیاز برای آبیاری وجود دارد (مانند دیوارهای بتنی)، می توانید از مخزن شستشو استفاده نمایید.

آب حاصل از شستشو به یک مخزن یا بشکه ی ذخیره موقت پمپاژ می شود. در پایین مخزن شیری وجود دارد که از طریق آن آب خاکستری وارد شلنگ آبیاری شده و می توان آن به هر نقطه از حیاط که نیاز به آبیاری دارد، انتقال داد. این ساده ترین و ارزان ترین روش برای استفاده مجدد از آب خاکستری می باشد اما برای کارآیی مناسب نیاز به جابجایی مداوم و دستی شلنگ در نقاط مختلف محوطه مورد استفاده دارد.

ماشین لباسشویی به فضای سبز

اگر به دنبال سیستمی منعطف با حداقل میزان تعمیرات و نگهداری هستید، می توانید از این سیستم که اولین بار توسط Art Ludwig طراحی گردید، استفاده کنید.

برای استفاده از این سیستم نیازی به اعمال تغییرات در لوله کشی خانه نمی باشد: با اتصال مستقیم شلنگ تخلیه ماشین لباسشویی به شیر دو حالته، امکان تغییر جریان آب خاکستری بین سیستم آبیاری و شبکه فاضلاب به سادگی برای شما فراهم می شود. سیستم آبیاری توسط آب خاکستری با استفاده از لوله های 1 اینچ و خروجی های 1/2 اینچ، آب را به محل دلخواه شما هدایت خواهد نمود. از مزایای اصلی این سیستم می توان به هزینه پایین، راحتی نصب، سادگی بهره برداری و انعطاف پذیری فراوان اشاره نمود. در اکثر مواقع این سیستم اولین انتخاب افراد برای استفاده مجدد از آب خاکستری می باشد.

آب حاصل از دوش ها

دوش ها منبع بزرگی از آب خاکستری می باشند که معمولاً مقدار زیادی آب نسبتاً تمیز تولید می کنند. این سیستم نیز می تواند همانند مورد قبلی و با استفاده از نیروی جاذبه، بسیار ساده و موثر باشد اما در صورتی که فضای سبز مورد نظر شما بالاتر از محل سکونت باشد، نیاز به استفاده از سیستم پمپاژ می باشد.

تخلیه شاخه ای

سیستم تخلیه شاخه ای نیز برای اولین توسط Art Ludwig طراحی شد. آب خاکستری در این سیستم توسط نیروی جاذبه و درون لوله های استاندارد تخلیه (1/2 1 اینچ) جریان خواهد یافت. لوله ها در این سیستم معمولاً شیب پایین رونده ی 2 درصد داشته یا در پایه های افقی از لوله ی 1/4 اینچ استفاده شده و با استفاده از اتصالات جدا کننده جریان، آب را به بخش‌های کوچک و کوچک تر تقسیم می کنند. خروجی نهایی هر شاخه نیز معمولاً وارد یک حوضچه شده و از آن برای آبیاری ریشه های درختان و سایر گیاهان بزرگ استفاده می شود. نصب سیستم های تخلیه معمولاً زمان بر می باشد اما این سیستم ها پس از نصب به کمترین میزان ممکن تعمیر و نگهداری نیاز داشته و عمر بالایی نیز دارند.

آب حاصل از سینک ها

سینک های آشپزخانه منبع مناسبی از آب می باشند که اغلب مقادیر زیادی از مواد آلی را نیز درون خود دارند (غذا، چربی و …). این نوع آب ها موجب گرفتگی انواع مختلفی از سیستم ها می شوند. به دلیل آنکه سینک ها غالباً آب زیادی تولید نمی کنند، می توان آن ها را با آب دوش‌ها مخلوط نمود یا از آن برای آبیاری تعداد معدودی از گیاهان (دو یا سه) استفاده نمود.

تالاب های ساختمانی

یکی از کاربردهای تالاب های ساختمانی، دفع آب خاکستری به صورت سازگار با محیط می باشد. اگر میزان آب خاکستری تولید شده بیش از مقدار مورد نیاز برای مصارف آبیاری می باشد، تالاب‌های ساختمانی گزینه ی مناسبی برای استفاده ی مازاد این مقدار است. تالاب ها با جذب مواد مغذی و جدا نمودن ذرات دیگر از آب خاکستری، امکان ذخیره ی آب خاکستری را برای مدت زمان طولانی تر یا استفاده از آن را در سیستم های آبیاری قطره ای فراهم می کند (البته برای این کار نیاز به استفاده از فیلترهای بیشتر و پمپ می باشد). همچنین آب خاکستری منبع مناسبی برای آبیاری گیاهان زیبا و تزیینی تالاب ها می باشند.

اگر شما در نزدیکی آبراه های طبیعی (مانند رودها) زندگی می کنید و برای تخلیه آب خاکستری، بستر دیگری در اختیار ندارید، یک تالاب می تواند آب خاکستری شما را به طور مناسبی فیلتر و پاکسازی نموده و از آلودگی منابع آبی جلوگیری نماید. در صورتی که در مناطق گرم و خشک زندگی می کنید و یا نیاز به کاهش میزان آب مصرفی خود دارید، استفاده از این تالاب ها برای سیستم های آب خاکستری توصیه نمی شود، چرا که این حجم نسبتا بالا از آب مصرفی توسط تالاب ها را می توان به آبیاری اختصاص داد.

سیستم های پمپاژ

اگر برای جابجایی آب خاکستری قادر به استفاده از نیروی جاذبه نیستید (سطح فضای سبز بالاتر می باشد، مسیر بسیار ناهموار یا طولانی می باشد)، برای این منظور می بایست از پمپ ها استفاده کنید. معمولاً در این نوع سیستم ها آب خاکستری وارد مخزن پلاستیکی بزرگی (200 لیتری) که به صورت دفنی یا بر روی سطح می باشد، می شود. آب درون مخزن توسط پمپ (عمدتاً لجن کش) به خطوط آبیاری تزریق می شود. استفاده از پمپ ها موجب بالا رفتن هزینه ها، مصرف برق و نیاز به تعمیرات احتمالی می گردد، اما در بسیاری از موارد امری اجتناب ناپذیر می باشد.

استفاده از آب خاکستری در منازل

در بسیاری از مناطق و موقعیت های مسکونی استفاده از آب خاکستری برای مصارف خارج از خانه بسیار ساده تر و مقرون به صرفه تر می باشد چرا که ایجاد سیستم تصفیه آب خاکستری برای استفاده در داخل منازل می تواند هزینه بر و زمان گیر باشد. اما مواردی مانند ساختمان‌های بزرگ اداری، مسکونی (آپارتمان ها)، صنعتی یا مواردی که میزان مصرف آب در آن ها بالا بوده و فضای سبز کمی برای آبیاری دارند، از این قاعده مستثنا می باشند. روش های مختلفی برای تصفیه، بازیابی و استفاده مجدد از آب خاکستری برای مصارف داخلی ساختمان‌ها وجود دارد. برخی از این روش ها بسیار پیشرفته و پرهزینه بوده و برخی دیگر نیز ساده و ابتدایی تر می باشند که از جمله آن ها می توان به پکیج های زیر سینکی و سیستم ها استفاده از آب خاکستری برای فلاش تانک ها اشاره نمود.

گیاهان و آب خاکستری

سیستم های ساده و ابتدایی بازیابی آب خاکستری برای اکثر گیاهان مناسب می باشند. از این سیستم ها می توان برای آبیاری درختان، بوته ها و درختچه ها استفاده نمود. اما به کارگیری این نوع سیستم ها برای گیاهان کوچک که فضای گسترده ای را نیز می پوشانند (مانند چمن و مناطق گلکاری شده) ساده نبوده و بهتر از سیستم های پیشرفته تر و مناسب تری استفاده شود.

منبع : greywateraction