مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب دریاها و اقیانوس‌ها، به‌طور فزاینده‌ای آلوده می‌شوند، زیرا انسان‌ها آنها را سطل‌های زباله به‌شمار می‌آورند. کودکان به حال دلفین‌هائی که با خوردن کیسه‌های پلاستیکی به حالت خفگی می‌افتند و آن دسته از پرندگان دریائی که با نفت سیاه می‌شوند، تأسف می‌خورند. دانشمندان آلودگی را مشاهده و اندازه‌گیری می‌کنند و می‌گویند که نمی‌دانند تا کی اقیانوس‌ها چنین فشاری را تحمل خواهند کرد. مدافعان محیط زیست باید با خشونت اعلام کنند ”دریا سطل زباله نیست“ آسیب رساندن به آن را متوقف کنید.
هر سال، ۱ تا ۴ میلیون تن نفت به دریا ریخته می‌شود. مسلماً این آمار چشم‌گیر است. اما خطر بزرگ‌تر مربوط به هزاران تن موادی است که کشتی‌ها در مسیر حرکت به دریاها می‌ریزند.
ری گریفیتس، مسئول سابق برنامه آلودگی دریائی کمیسیون بین‌المللی اقیانوس‌شناسی یونسکو (IOC) در این باره چنین یادآوری می‌کند، (حوادثی مثل توری کنیون (۱۹۶۷) یا آموکوکادیز (۱۹۷۸) عظیم بودند، اما محیط دریاها قربانی سوء استفاده بی‌سروصدا، با عواقب بدتر در دراز مدت هستند، مثل تخلیه مواد سوختی نفتکش‌ها و نشت نفت زیاد ناشی از شستن مخازن در دریا.
به هر حال، بی‌احتیاطی صاحبان کشتی‌ها به تنهائی ۲۵ درصد از آلودگی دریا به هدروکربن‌ها را به‌دنبال دارد. به گفته تونی تاپ از ایستگاه زیست‌شناسی برمودا، این میزان رو به کاهش است. هم‌اکنون با بهتر شدن روش‌های حمل و نقل و جابه‌جائی محصولات نفتی، تجمع قیر در اقیانوس‌های آزاد رو به کاهش است از طرف دیگر، ۶۰۰ درصد چنین آلودگی‌هائی، از خشکی سرچشمه می‌گیرند که عمدتاً از طریق تخلیه روغن موتورهای مصرف شده از راه فاضلاب‌های شهری به آبها راه می‌یابند. ۱۵ درصد باقیمانده نیز از سکوهای ساحلی استخراج گاز طبیعی و نفت به‌وجود می‌آید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کریپتوسپوریدیوم یک پرتوزوئر کوکسیدی است که در سرتاسر محیط زیست یافت می‌شود و معمولاً در ارتباط با زائدات حیوانی می‌باشد. عفونت انسان از طریق بلعیدن اووسیست‌ەای این تک یاخته در آب یا دیگر مواد آلوده شده رخ می‌دهد. دوره کمون بیماری ۴ تا ۱۴ روز و علائم بیماری ۱۰ تا ۱۵ روز طول می‌کشد. (Roefer, ۱۹۹۶).
در یک جمعیت سالم نشانه‌های کریپتوسپوریدیوسیس معمولاً محدود است و شامل اسهال آبکی همراه بادل درد و حالت تهوع با اثراتی است که در حدود پنج روز طول می‌کشد. این نشانه‌ها البته برای جمعیت دارای سطح مصونیت کم غالباً بسیار شدید می‌باشد.
دز مورد نیازجهت ایجاد عفونت بسیار کم است. مطالعه انجام گرفته بر روی یک جمعیت سالم نشان داد که ۷۸ درصد از افراد با دز عفونت‌زائی را برای بزرگسالان سالم در حدود ۱۳۲ اووسیست نشان می‌دهد.
بیماران مبتلا به ایدز، افراد سالمند و افراد بسیار جوان مهمترین جمعیت در معرض خطر ابتلا می‌باشند. Hass و rose و (۱۹۵۵) بر پایه اطلاعات جمع‌آوری شده از شیوع بیماری‌های منتقله از آب شرب در ایالات متحده آمریکا و انگلستان اعلام نمودند که غلظت ۱۰ تا۳۰ اووسیست در هر ۱۰۰ لیتر آب (یعنی کمتر از نصف دز قابل پیش‌بینی برای یک جمعیت کاملاً سالم) می‌تواند منجر به شیوع بیماری کریپتوسپوریدیوزیس شود. با در نظر گرفتن مصرف ۲ لیتر به ازاء هر نفر در روز، وجود ۱۰ تا ۳۰ اووسیست در هر ۱۰۰ لیتر آب خطر بروز عفونت روزانه ۵/۲ ـ ۸/۰ به ازاء هر هزار نفر را به‌وجود می‌آورد.
● حضور در آب خام و تصفیه شده:
کریپتوسپوریدیوم در آب‌های سطحی گسترده است. در مطالعه‌ای که بر روی دو رودخانه در ایالت واشنگتن انجام گرفت، در ۳۴ نمونه از ۳۵ نمونه بررسی شده یعنی در ۹۷ درصد از نمونه‌ها کریپتوسپوریدیوم به غلظت ۲/۰ تا ۶۵ اووسیست در هر ۱۰۰ لیتر آب گزارش شد (۱۹۹۱ و Hansenand ongerth).
بررسی ۶۶ تصفیه خانه آب سطحی در ۱۴ ایالت و یک ایالت در کانادا نیز کریپتو را در ۸۷ درصد از منابع آب خام نشان داد (۱۹۹۱ و Lehevallier, etal).
غلظت‌های بالاتر در ارتباط با منابعی بود که به آنها فاضلاب‌های شهری یا صنعتی تخلیه شده است.در تحقیق انجام گرفته بر روی رودخانه‌های ۱۴ ایالت کشور ایالات متحده آمریکا و یک منطقه از کانادا، اووسیست‌ەای کریپتو در ۹۷ درصد از ۶۶ نمونه از آب‌های سطحی ملاحظه شده است. (chauret etat ۱۹۹۵) تحقیق تکمیلی بر روی ۴۰ تصفیه خانه آب نیز انجام گرفت و در منبع آب ۸۵ درصد از این تصفیه خانه‌ها اووسیست‌های توپر در ۵۰ درصد اووسیست‌های دارای ساختار داخلی مشخص گردید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بیش از ۶۰ درصد جمعیت جهان در محدوده ۱۰۰ كیلومتری سواحل زندگی می كنند و پیش بینی می شود رشد آینده جمعیت در مناطق ساحلی بیش از هر جای دیگر در زمین باشد. ما تنها از سواحل به عنوان محل زندگی استفاده نمی كنیم، بلكه برای فعالیتهای تجارتی نظیر استخراج موادمعدنی، دفع زباله های تولیدی مثل فاضلاب و زباله های صنعتی، ماهیگیری و توریسم نیز استفاده می كنیم. جمعیت زیاد و سطوح بالای فعالیت های صنعتی در برخی مناطق ساحلی فعالیتهای بشر به اكوسیستم های طبیعی صدمه می زند.
یكی از مشكلات مهم و تأثیرگذار بر آبهای ساحلی سطح بالای نیتروژن و فسفر است كه همراه با مواد آلوده كننده وارد آب می شوند. این مواد آلوده كننده به طور عمده از حاصل فعالیتهای بشر است كه شامل ورودی هایی از كشاورزی، صنعت و وسایل نقلیه هستند. بسیاری از این مواد آلوده كننده توسط فیتوپلانكتونها به عنوان مواد مغذی استفاده می شوند. بار بالای موادمغذی در آبهای ساحلی منجر به رشد بیش از حد فیتوپلانكتونها می شود كه به «شكوفه ها» معروف هستند و این شكوفه های بزرگ می توانند اثرات نامطلوب داشته باشند.
●یوتریفیكاسیون چیست؟
یوتریفیكاسیون مشكل مداوم و شایعی است كه از جدی ترین تهدیدهای زیست محیطی محسوب می شود و بار اضافه موادمغذی در سیستم های آبی است كه منجر به افزایش تولیدشده و هر چند وقت یك بار باعث ایجاد شكوفه های سمی بسیار زیاد آلگ و سبب كمبود اكسیژن در مناطق وسیع می گردد كه این مسأله می تواند اشكال دیگر حیات دریایی كه به اكسیژن محلول در آب وابسته هستند را از بین ببرد.
▪تعریف دیگری از یوتریفیكاسیون: غنی سازی آب توسط موادمغذی مخصوصاً تركیبات نیتروژن و فسفر، كه رشد سریع آلگ و بسیاری از گیاهان آبزی را تقویت كرده و متعاقباً یك اختلال نامطلوب در تعادل ارگانیزم ها و كیفیت آب به وجود می آورند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

دید کلی

آبهای زیرزمینی بطور طبیعی ، و بطور کلی تحت اثر وزن خود از نقاط مرتفع به سوی نقاط پست حرکت می‌کنند. حرکت افقی آب در زیر زمین اغلب بسیار آهسته‌تر از رودخانه‌هاست، به نحوی که سرعت آب در رودخانه‌ها را با متر در ثانیه می‌سنجند در حالی که سرعت آبهای زیرزمینی با سانتیمتر در روز و حتی متر در سال سنجیده می‌شود.
جابجایی آب در زیر زمین

در تجزیه و تحلیل حرکت آب زیرزمینی ، مسیر واقعی پرپیچ و خم مولکولهای آب از خلال منافذ رسوبات و درز و شکاف سنگها را به صورت مسیرها صافی در نظر می‌گیرند، بطوری که گویی مولکولهای آب مستقیما از درون ذرات جامد عبور می‌کند. خطوط صاف مسیر حرکت مولکولهای آب را اصطلاحا «خط جریان» می‌گویند. جریان آب زیرزمینی معمولا به‌صورت یکنواخت و ماندگار است. با استفاده از ارتفاع سطح آب در چاههایی که در یک سفره حفر شده‌اند می‌توان «نقشه خطوط تراز ایستایی» را تهیه کرد.

این گونه نقشه‌ها از نظر مطالعه حرکت آب در زیر زمین و کسب اطلاعات در مورد سفره آب زیرزمینی بسیار مفید است. خطوط تراز ابهای زیرزمینی را خطوط هم پتانسیل نیز می‌گویند. جهت جریان آب زیرزمینی و نحوه ارتباط آب زیرزمینی با رودخانه‌ها و دریاچه ها را مشخص کرد، جهت و سرعت حرکت آب زیرزمینی را همچنین می‌توان بوسیله «رویابها» نیز مشخص کرد. به این منظور مقداری مواد رنگی ، مواد نمکی یا مواد رادیواکتیو را به آب چاه افزوده و زمان دریافتشان را در چند چاه مجاور مشخص می‌کنند. به ‌این وسیله ، با در دست داشتن فاصله چاهها از یکدیگر جهت و سرعت حرکت آب زیرزمینی معلوم می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پيش‌بيني های سازمان ملل نشان دهنده آن است كه تا سال 2050 ميلادي مسئله منابع آبي، اصلي‌ترين موضوع مورد بحث جهاني خواهد بود. زيرا تا آن زمان جمعيت جهان به مرز 4/9 ميليارد نفر رسيده است و در نتيجه تامين آب، مواد‌غذايي و حفظ محيط زيست، مهم‌ترين دغدغه رهبران كشورها خواهد بود. به طور كلي، سه چالش مهم جامعه جهانی در قرن 21 را مي‌توان به ترتيب تغيير اقليم، كمبود منابع آب شيرين و بيابان‌زايي دانست.
شرايطی كه گفته شد به ويژه براي كشورهاي خاورميانه با پنج درصد جمعيت جهان و دسترسي به تنها يك درصد از آبهاي شيرين هشدار دهنده‌تر است. كشور ما بر اساس پيش‌بيني‌هاي انجام شده از سوي سازمان ملل متحد (در صورت تداوم وضعيت موجود) تا سال 2025 به ليست كشورهاي با وضعيت كمبود آب خواهد پيوست.
چرا كه به علت رشد نسبتاً بالاي جمعيت كشور، توسعه كشاورزي، صنعت و شهرنشيني در سال‌هاي اخير، متوسط سرانه آب قابل تجديد كشور تقليل يافته است. این رقم از حدود 5500 متر مکعب در سال 1340 به حدود 3400 متر مکعب در سال 1357, حدود 2500 متر مکعب در سال 1367، 2100 متر مکعب در سال 1376 و حدود 1750 متر مکعب در سال 1385 کاهش یافته است.

به استناد گزارش‌هايي كه از طريق وزارت نيرو منتشر مي شود، سفره‌هاي آب زيرزميني در اغلب دشت‌هاي كشور وضعيت مطلوبي ندارند. بر اساس آمار سال آبي82-1381 حدود 6/74 ميليارد مترمكعب آب از طريق چاه‌ها، چشمه‌ها و قنوات از منابع آب زيرزميني كشور استحصال مي‌شود كه حدود60 درصد آب استحصالي از طريق بيش از چهارصد و پنجاه هزار حلقه چاه است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

صاف کردن یا فیلتراسیون یک روش فیزیکی برای حذف ذرات معلق از آب است. این ذرات معلق می‌توانند مواد معدنی، مواد آلی، میکروارگانیسم و غیره باشند. در صورتی که مواد معلق آب خیلی زیاد باشد، به منظور جلوگیری از انسداد فیلترها و افزایش راندمان آنها، لازم است قبل از فیلتراسیون از حوضچه‌های ته‌نشینی استفاده شود.
فیلترها را از نظر ضخامت سطح جداسازی به دو دسته تقسیم می‌کنند:
الف – فیلترهای سطحی که عمل جداشدن ذرات در عمق بسیار کم که همان سطح فیلتر می‌باشد انجام می‌شود مانند فیلتر کردن آب بوسیله کاغذ صافی
ب- فیلترهای عمقی که عمل جداشدن ذرات در اعماق بستر انجام می‌شود، مانند فیلترهای ثقلی (عامل فیلتراسیون شتاب ثقل می‌باشد) و فیلترهای فشاری (عامل فیلتراسیون فشارمی‌باشد)
فیلترهای ثقلی خود بر اساس میزان فیلتراسیون (بار سطحیSOR=Q/A/T ) و سرعت جریان آب از بستر فیلتر، اندازه ذرات شن، طول دوره کارکرد و نحوه شستشوی فیلتر به دو گروه تقسیم می‌شوند:
1- فیلترهای شنی کند Slow Sand Filter) SSF )
2- فیتر های شنی تند Rapid sand filter) RSF )
در این بخش به معرفی فیلترهای شنی کند و مشخصات آن پرداخته می‌شود:
صافی‌های کند Slow Sand Filter) SSF )
صافی کند جزء صافی‌های بستر عمیق می‌باشد و معمولاً حوضچه‌ای است به شکل مکعب مستطیل، که داخل آن و در کف حوضچه لوله‌های مشبک زهکش و در میانه آن ذرات شن و ماسه در بالای آن آب قرار دارد. آب از بستر صافی عبور کرده در حین عبور ذارات معلق و ناخالصی‌های آن در بین ذرات ماسه به دام افتاده و آب تصفیه‌شده از کف حوضچه به وسيله لوله‌های تعبیه‌شده از صافی خارج می‌گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

فرایندهای غشایی با دارا بودن مزایایی مانند كاهش مصرف انرژی ، انتقال جرم و راندمان بالا و سهولت كاربرد، از اهمیت بسزایی برخوردارند. در فرایندهای غشایی ، جداسازی اجزا مختلف از یکدیگر به دلیل مکانیسم غربالی ، انتقال ممانعتی از درون حفرات باریک غشا و سایر تقابل های بین اجزا و مواد غشا (از قبیل جذب سطحی و تقابل هابی الکتریکی) صورت می گیرد . برخی از موارد کاربرد این سیستم ها در صنایع غذایی ، تصفیه آب ، تغلیظ  و شفاف سازی اب میوه ها ، فراورده های شیر ، نوشابه های الکلی و پساب می باشد . در سیستم های جداسازی غشایی در مقایسه با یک تبخیر کننده ، آب بدون آن که تغییر فاز دهد از محلول جدا می شود . در یک سیستم جداسازی غشایی سیالی با دو جز یا بیشتر در تماس با غشا قرار گرفته که غشا اجازه می دهد ، اجزای خاصی از سیال (آب موجود در سیال) راحت تر از دیگر اجزا از آن عبور کنند . ماهیت فیزیکی و شیمیایی غشا (اندازه منافذ و توزیع اندازه منافذ در ان) روی جداسازی مایع تاثیر می گذارد .

غشا :

غشا به عنوان یك فاز كه اجزای خوراك به صورت انتخابی از آن عبور می كنند، تعریف می گردد به عبارت بهتر، غشا به صورت فازی كه اجزای جداشونده خوراك با سرعت های متفاوت از آن عبور می كنند عمل می كند در این روش، معمولاً تغییر فازی صورت نمی گیرد و محصولات نیز در همدیگر قابل امتزاج هستند


در فرایندهای غشایی، جزئی از خوراك كه از غشا عبور می كند به نام تراوش كرده((Permeate  و بخشی كه نتواند از غشا عبور كند، نگه داشته شده (Retentate)  نامیده می شود كه بر اساس هدف جداسازی ، هركدام از آنها می توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند.  در حالت كلی ، روشهای غشایی در مواقعی كه غلظت مواد كم باشد كارایی بسیار زیادی دارند .

نیروی محركه لازم در فرایندهای غشایی می تواند به صورت اختلاف غلظت ، فشار ، دما و پتانسیل الكتریكی باشد. ساده ترین نوع غشاها بر اساس اختلاف اندازه ذرات عمل می كنند كه از این نظر مشابه فیلترها هستند ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه آنها و نیز نحوه جریان با فیلترها تفاوت دارند كارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند كه شامل دبی عبور كرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است .

فرایندهای غشایی با داشتن مزایایی چون كاهش مصرف انرژی به دلیل عدم تغییر فاز، حجم كم و عدم نیاز به فضای زیاد، تنوع در شكل و اندازه، افت فشار كم و انتقال جرم زیاد، بالا بودن راندمان جداسازی برای محلول های رقیق ، نیاز كم به مواد افزودنی و حلا لها، ساده بودن طراحی غشاها و سهولت كاربرد آنها در مقیا سهای صنعتی و همچنین به دلیل اینكه دوست دار محیط زیست هستند، از سایر روشهای جداسازی متمایز شده اند . با این حال این روش معایبی از قبیل قطبش غلظتی (تفاوت در قابلیت تراوش پذیری ذرات با اندازه های مختلف سبب می شود که ذراتی که نسبتا کندتر عبور می کنند در مجاورت غشا تجمع یابند و بدین ترتیب توزیع غلظت در جریان خوراک تغییر یابد . این پدیده قطبش غلظتی نام دارد که در صورت تداوم ، یکی از مهم ترین دلایل گرفتن غشاهاست ) و گرفتگی غشاها ، طول عمر كوتاه غشا ، انتخاب پذیری و دبی كم عبوری ازغشاها و هزینه بالای ساخت را دارد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب