مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب و فاضلابها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. روشهای مختلفی برای تصفیه آبها و فاضلابها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روشها استفاده می‌شود.

 

 
آب ماده ای فراوان در کره زمین میباشد. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.
با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا گشته است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
 
فرمول شیمیایی آب
آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.
معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر می باشد:
 
 
 
 
هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی می باشد که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چاه ها : استفاده از آب های زیر زمینی شامل موارد زیراست:
1- چاه های معمولی و عمیق
2- قنات ها
3- چاه های افقی
1- چاه های معمولی وعمیق :
چاه هایی که با دست حفر می شوئد عمق آن کم است و از 20 تا 30 سانتی متر تجاوز نمی کند از این چاه ها آب به وسیله دلو آن را به سطح می آورند و برای شرب انسان و دام و حیوانات وحشی استفاده می کنند، اشکال این چاه ها این است که بیماری های میکروبی آلوده اند و جان مردم بومی را به خطر می اندازند لذا چاه های نیمه عمیق و عمیق که آب توسط موتورهای دیزلی به سطح آورده می شود و در کشاورزی و مصارف شهری کاربرد دارد، برای استفاده بهتر از چاه ها و مدیریت آن دولت قوانین خاصی برای فاصله و عوق چاه ها وضع کرده است، هزینه حفر این چاه ها و تصفیه موتور از این استفاده می شود به این علت هزینه محصولات کشاورزی که به وسیله این آب آبیاری می شود بیشتر است .
عیوب چاه های معمولی :
1- نمی توان از اعماق بیش از 20تا 30 متر استفاده کرد
2- تولید آب آن کم است
3- آستر کردن دیواره ها برای جلوگیری از ریزش و ورود آب های آلوده پر هزینه است
2-قنات ها:
عبارتند از یک تونل افقی در مخروط افکنه Alluvial Fans آب های زیرزمینی را می کشند و بدون پمپ و وسیلة دیگری آن را به سطح می آورد.
یک سیستم قنات از سه قسمت زیر تشکیل شده است :
الف- یک یا تعداد بیشتری مادر چاه که در لایه های آبدار مخروط افکنه یافت می شود و آب های زیر زمینی را جمع آوری می کند .
ب- یک تونل افقی زیرزمینی که با شیب ملایم به طرف پایین ادامه دارد و آب مادر چاه ها را به نقاط پایین تر و بالاخره به سطح زمین می رساند این تونل مانند یک زهکش زیر زمینی برای جمع آوری آب عمل می کند
ج- بین سطح زمین و تونل افقی زیرزمینی یکسری چاه های میله یا عمودی به منظور تهویه و خارج کردن مواد حفاری شده تعبیه شده است چون قنات ها بدون پمپ و مخارج مربوط به پمپاژ می توانند آب تولید کنند در مواردی که استفاده از چاه های پمپ دار گران تمام می شود می تواند مورد استفاده قرار بگیرد طول قنات ها بسیار متفاوت است و به عمق لایه آب ده و شیب زمین بستگی دارد مجرای که مادر چاه ها را به مظهر قنات وصل می کند ( ابتدای قنات) ممکن است از یک تا چهار کیلومتر طول داشته باشد یک قنات در جنوب ایران 38 کیلومتر طول دارد طول قنات ها بین 10تا 16کیلومتر است و آب حاصل از قنات ها نیز متفاوت است در مطالعه ای که روی 200 قنات در دشت ورامین انجام شده بزرگترین قنات 270 لیتر و کوچک ترین 1لیتر در ثانیه آبدهی دارد در حدود 3000 سال پیش ایرانی ها حفر قنات را به منظور هدایت آب های زیر زمینی مناطق کوهستانی به مناطق خشک ابداع کردند از آن زمان در پاکستان و شمال آفریقا نیز مورد استفاده قرار گرفته است قنات در پاکستان و افغانستان (کاریز) کازرس و در شمال آفریقا به نام فاگراس (foggeras) و در اتحادیه عربی (falaj) نامیده می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آشنایی کوتاه با نقش آب در شوشتر

آب همواره در شکل گیری تمدنها نقش بسزایی داشته، تا بدانجا که کهن ترین تمدن های بشری در کنار رودخانه ها شکل گرفته اند. رود خروشان کارون نیز در جنوب کشور پهناور ایران، مبدأ پیدایش تمدن هایی در کنار خود بوده است. رود کارون، بزرگترین رودخانه ایران پس از خروج از تنگه های کوهستانی زاگرس به جلگه خوزستان وارد شده و در دشت شوشتر آرام می گیرد. خاک مستعد و زمین هموار، بهمراه آب فراوان رودهای جاری در جلگه خوزستان، این منطقه را به یکی از مهمترین قطبهای کشاورزی کشور در طول تاریخ تبدیل نموده بگونه ای که همواره توجه حکومت ها را به این سرزمین جلب کرده است. در دوره حکومت هخامنشیان، اقتصاد وابسته به درآمد حاصل از کشاورزی باعث می گردیده تا حکومت با توسعه این بخش، سطح درآمد کشاورزان و متعاقب آن درآمدهای کشور را افزایش دهد. حفر نهرهای دستکند "گرگر" و "داریون" در شوشتر از فعالیتهای احتمالی دوره هخامنشیان به منظور توسعه کشاورزی است. پس از هخامنشیان، ساسانیان نیز برای ساخت و توسعه تأسیسات آبی در شوشتر کوشیده، و موفق به ساخت بی نظیرترین شبکه آبیاری در اعصار کهن شده اند.
گرچه در ساخت تأسیسات آبی شوشتر مهمترین هدف، آبیاری بوده؛ اما سازندگان آن توانسته اند به اهداف بزرگ دیگری چون اهداف صنعتی، بازرگانی، دفاعی، معماری، راه و... دست یابند.
-مجموعه آسیابهای شوشتر شامل دهها آسیاب است که بزرگترین مجموعه صنعتی تا پیش از انقلاب صنعتی به شمار می رود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

از آنجائی که نیترات در آب به‌صورت محلول وجود دارد. روش‌های معمول تصفیه آب قادر به حذف آن نیستند از این رو نیاز به آن دسته از روش‌های تصفیه پیشرفته می‌باشد که قادر به کاهش آلاینده‌های محلول هستند .

نیترات (NO۳ منفی) یکی از آنزیم‌های معدنی است که در نتیجه اکسیداسیون نیتروژن عنصری حاصل می‌شود. این ماده یکی از عناصر بسیار ضروری برای سنتز پروتئین در گیاهان است و نقش مهمی را در چرخه نیتروژن دارد. نیترات از طریق اکسیداسیون طبیعی تولید و بنابراین در تمام محیط زیست یافت می‌شود.
فاضلاب‌های شهری، صنعتی، مواد دفعی حیوانی و گیاهی در شهرهای بزرگ که دارای نیتروژن آلی هستند به خاک دفع می‌شوند. در اثر فعالیت میکروارگانیزم‌های خاک، نیتروژن آلی به یون آمونیوم (NH۴ مثبت) تبدیل شده که به این پدیده Amonification گفته می‌شود. خاک توانائی نگهداری این ترکیب را در خود دارد اما به مرور طی پدیده دیگری به‌نام Nitrification، بخشی از یون آمونیوم ابتدا به نیتریت (NO۲ منفی) و سپس به نیترات تبدیل می‌شود.
لایه سطحی خاک قادر به حفظ و نگهداری این دو ترکیب نبوده و در نتیجه نیتریت و نیترات به آب‌های زیرزمینی راه می‌یابند.
از آنجائی که نیترات در آب به‌صورت محلول وجود دارد. روش‌های معلول تصفیه آب قادر به حذف آن نیستند از این رو نیاز به آن دسته از روش‌های تصفیه پیشرفته می‌باشد که قادر به کاهش آلاینده‌های محلول هستند از سوی دیگر چرخه نیترات‌سازی در شهرهائی که دفع نادرست فاضلاب از طریق چاه‌های جذبی انجام می‌شود همچنان ادامه دارد و مشکل تولید پیوسته نیترات و انتشار آن به آب‌های زیرزمینی را سبب می‌گردد.

● اثرات غیرسرطان‌زائی
نیتریت حاصل از احیاء نیترات معدنی و آلی پس از ورود به سیستم گردش خون، آهن هموگلوبین را اکسید نموده و از ظرفیت II به ظرفیت III تبدیل می‌نماید که در نتیجه هموگلوبین به متهموگلوبین تبدیل می‌شود. متهموگلوبین ظرفیت اکسیژن‌رسانی بسیار کمتری از هموگلوبین دارد و در نتیجه به بافت‌ها اکسیژن کافی نمی‌رسد. بعد از مدتی رنگ پوست (در ناحیه دور چشم و دهان) به تیرگی می‌گراید و از این‌رو به آن سندرم Blue Baby می‌گویند.
این عارضه اولین نشانه مسمومیت با نیترات است و نوزادان زیر شش ماه، آسیب‌پذیرترین گروه سنی در این مورد هستند. زیرا نوزادان برخلاف بزرگسالان، علاوه بر PH بالای معده و زیادی باکتری‌های طبیعی احیاء کننده نیترات، فاقد آنزیم برگشت‌دهنده متهموگلوبین به هموگلوبین هستند. از دیگر علائم افزایش متهموگلوبین می‌توان به سردرد، خواب‌آلودگی و اشکال در تنفس اشاره نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در سال های اخیر خرید آب آشامیدنی در بطری گسترش یافته است. اینکه چرا آب آشامیدنی در بطری خریداری می شود، دلایل گوناگون دارد. از سویی خوب نبودن کیفیت آب لوله کشی در برخی از کشورها و مناطق دلیل این کار است و از سوی دیگر نا آگاهی در مورد آب و خواص آن در کنار رفع عطش و دلیل آخر سوء استفاده تولیدکنندگان آب در بطری از نا آگاهی عموم. به علاوه بعضی ها خواصی را برای آب آشامیدنی (معدنی) برمی شمارند که یا اساسا ناصحیح است و یا صحت علمی آنها هیچگاه به اثبات نرسیده...
چنانچه در صورت فقدان مواد مضر در آب میزان مواد سالم معدنی موجود در آن را به عنوان معیار مفید بودنش در نظر بگیریم، به سهولت می توان بر اساس مقایسه میزان موادی که روی بطری ها نوشته شده با میزان املاح سالم در آب لوله کشی به این نتیجه رسید که میزان املاح در آب لوله کشی همان اندازه و یا در غالب موارد بیشتر است.

● تحمیل هزینه های بالا

آنچه مسلم است اینکه چنانچه بخواهیم نیاز املاح بدن خود را از طریق نوشیدن آب (معدنی) برطرف کنیم این روشی غیرممکن است زیرا که در این صورت انسان باید روزانه تا حدود ۲۰ لیترآب بنوشد، ضمن اینکه برخی از متخصصان امور تغذیه بر این باورند که چون املاح موجود در آب منشاء معدنی دارند، بیش از ۵ درصدشان جذب بدن نمی شوند. ضمنا بهای آب در بطری ها ۵۰ تا ۷۰ برابر آب تصفیه شده لوله کشی است. طبیعی است که حداقل قشر ضعیف قادر به تامین چنین هزینه ای نبوده در حالی که نوشیدن فراوان آب ضروری است. از آنجا که آب مهمترین ماده غذایی است، توجه جدی به آن از طرف دولت امری است انکارناپذیر زیرا از یک سو بروز تنها یک اپیدمی هزینه گزافی برای دولت دربر دارد و از سوی دیگر سلامتی آب هزینه های درمانی را کاهش می دهد.

● آبهای بطری شده مشکوک

آب های لوله کشی باید بر اساس قوانین سازمان بهداشت جهانی و کشوری همه روزه مورد آزمایش قرار گیرند و در صورت سالم نبودن، به ویژه هنگامی که مقدار باکتری ها بیش از حد مجاز در آن وجود داشته باشند، موارد از طریق رسانه ها به اطلاع عموم برسند. البته این امر در ایران هم رعایت شده و روزانه علاوه بر آزمایش های متعدد در تصفیه خانه چند نمونه از نقاط مختلف شهر نیز مورد آزمایش قرار میگیرند. در مورد آب معدنی آب در بطری قوانین جدی کنترل مواد آن وجود ندارد و به استناد نشریه سازمان یونسکو (the new Courier No.۳، ۲۰۰۲)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قرار بود برای بازدید از یک واحد بازیافت آب از نیویورک به کالیفرنیا سفر کنم. قبل از مسافرت مطابق معمول کف آشپزخانه را دستمال کشیدم. سپس در حالی که سطل حاوی آب کثیف را درون کاسه توالت خالی کرده و به آب کف آلودی که از سیفون خارج می شد نگریستم، برای یک لحظه در ذهن خود به تاسیساتی فکر کردم که مسیر این آب کثیف را تشکیل داده و با گذشتن از لوله های طویل، این آب را به تصفیه خانه فاضلاب می رسانند تا در آنجا مواد جامد موجود در آن جدا شده و آب پس از ضدعفونی شدن وارد اقیانوس شود.

یک روز بعد زمانی که در شهر سانتاآنا در کالیفرنیا بودم، توجهم به توالت هتل جلب شد و در این لحظه بود که به یک چرخه کاملاً جدید آب فکر کردم. در این شهر آب پس از خروج از سیفون و شبکه فاضلاب وارد تصفیه خانه فاضلاب در ناحیه فانتین ولی می شود. سپس آب خروجی به جای اقیانوس وارد یک تصفیه خانه دارای سوپرفیلترهایی می شود که آب را از آب باران نیز تمیزتر می کنند. در ادامه آب خروجی از این واحد از طریق یک خط لوله 13مایلی به شمال این منطقه پمپاژ و وارد یک دریاچه مصنوعی می شود تا از این طریق به درون زمین نفوذ کند. در پایین دست این دریاچه نیز تصفیه خانه هایی قرار دارد که آب را از این آبخوان برداشت کرده و آب مورد نیاز 3/2 میلیون مشترک را تامین می کند که البته این آب قابل شرب نیز هست. اگر شما با این کار موافقید می توانید نام این عملیات را «استفاده مجدد غیرمستقیم برای شرب» بنامید. اگر با این نام درگیری ذهنی دارید، شاید بتوانید نام این عملیات را «از توالت به شیر آب» نامگذاری کنید!

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

1. سلامت پوست: رطوبت پوست مانع پیری می شود و پوست سالم تر می ماند.

2. سردرد: 75 درصد مغز انسان از آب تشکیل شده و کمبود آب بدن، باعث سردرد می شود.

3. کمر درد: این ناراحتی بر اثر کمبود مایعات در بدن بوجود می آید. دیسک های موجود در قسمت کمر هر انسان پر از مایعات است و مانند کمک فنر عمل می کند، فعالیت بدنی منظم و میزان کافی مایعات، دیسک ها را آب رسانی کرده و به آن ها اجازه می دهد تا قسمت فوقانی بدن را حمایت کنند. معمولا مایع درون دیسک در تحمل 75 درصد وزن بدن نقش دارد در حالی که خود اسکلت دیسک تنها در تحمل 25 درصد وزن بدن نقش دارد. افت مایعات، اسکلت را مجبور می کند وزن بیشتری را تحمل کند و در نتیجه درد و ناراحتی به وجود می آید.

4. کاهش عفونت: سیستم لنفاوی موجود در بدن وظیفه دفع ضایعات را دارد. این سیستم قبل از ورود سموم به جریان خون، آن ها را می شکند. آب ناکافی در سیستم لنفاوی در بدن اختلال ایجاد می کند و در نتیجه مقاومت بدن را در مقابل عفونت های خطرناک کاهش می دهد.

5. تمرکز: آب می تواند سموم موجود در بعضی از فرآورده های غذایی مانند افزودنی ها و مواد نگه دارنده را از کبد دفع کند و باعث فعال تر شدن فرد و افزایش تمرکز می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چاه آب و انواع آن:

 
چاه آب حفره‌ای قائم و یک ساختمان هیدرولیکی می‌باشد که از سطح زمین شروع شده و تا داخل سفره آبدار ادامه می‌یابد و آب سفره در اثر نیروی ثقل و حرکت جانبی به درون آن نفوذ نموده و توسط سطل و یا پمپ استخراج می‌گردد.
چاهها را بر حسب روش حفاری، عمق، نحوه بهره برداری ، وضعیت زمین شناسی و لیتولوژی، عمق سطح آب سفره و اهداف حفاری به انواع ذیل تقسیم بندی می‌کنند.
1-   چاههای اکتشافی و مطالعاتی که به منظور بررسی و مطالعه مشخصات هیدرولیکی و هیدرودینامیکی و ضخامت سفره آبدار ، لیتولوژی و عمق سنگ کف، وضعیت لایه‌های نفوذ ناپذیر در مناطق بکر و یا نا شناخته حفر میگردند. از این گروه چاههای پیزومتری به قطر 6 اینچ جهت مطالعه سطح دینامیک آبها حفاری می‌گردند.
2- چاه‌های بهره برداری عمیق، که عمق چاه حفر شده بیش از 50 متر بوده و توسط دستگاه‌های حفاری و یا بعضاً با دست حفاری می‌گردند. بهره برداری از آنها توسط پمپ توربینی و یا شناور صورت می‌گیرد.
3- چاه‌های نیمه عمیق: به دلیل بالا بودن سطح ایستابی دارای عمق نسبتاً کمی‌می‌باشند حفر آنها بدلیل ارزانی نیروی کار معمولاً با دست صورت می‌گیرد و بهره برداری از آنها توسط پمپ‌های کمر چاهی سانتریفوژ که در نزدیکی سطح آب و در داخل دیواه چاه نصب می‌گردد، انجام می‌شود.
قطر چاه‌های دستی حدود یک تا دو متر و عمق آنها گاهی تا 100 متر هم می‌رسد. بعد از برخورد به آب، معمولاً برای آنکه آب ورودی به چاه مانع ادامه حفاری نشود از پمپ‌های سانتریفوژ برای تخلیه آب بهنگام کارکردن استفاده می‌نمایند. چنانچه جنس زمین از آبرفت درشت دانه غیر ریزشی تشکیل شده باشد، مقنی می‌تواند تا حدود 5 متر زیر سطح برخورد به آب، حفاری را ادامه دهد. ولیکن در زمینهای شولاتی، عملیات حفاری به سختی و باکول گذاری انجام می‌شود و چون نمی‌توان بیش از چند متر در سفره آبی به حفاری ادامه داد بناچار مبادرت به حفر گالریهای افقی در جهات مختلف برای استحصال آب بیشتر می‌نمایند.
به علت محدودیت حفاری در زیر سطح ایستابی و ضخامت کم ستون آب در داخل چاه در فصول کم باران و ایام پر مصرف سال  ، سطح آب این چاهها پایین رفته و لذا برای تامین آب مورد نیاز مرتباً می‌باید کف شکنی و لایروبی گردند
 
چاه‌های آرتزین
نام آرتزین از محلی بنام آرتز واقع در کشور فرانسه که برای اولین بار چنین چاهی در آن محل حفاری گردیده گرفته شده است.
هرگاه یک لایه نفوذ پذیر آبدار در بین دو لایه غیر قابل نفوذ قرار گرفته باشد، بهنگام حفاری و برخورد به لایه آبدار، سطح آب در داخل چاه بالا آمده و چنانچه فشار به اندازه کافی باشد آب از دهانه چاه خارج می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب