معرفی سه روش گندزدایی آب:کُلرزنى(Chlorination),اوزون‌زنى(Ozonation),پرتوهاى فرابنفش(Ultraviolet ray)

درحال مشاهده: معرفی سه روش گندزدایی آب:کُلرزنى(Chlorination),اوزون‌زنى(Ozonation),پرتوهاى فرابنفش(Ultraviolet ray)

ادعونی اهدای خون

معرفی سه روش گندزدایی آب:کُلرزنى(Chlorination),اوزون‌زنى(Ozonation),پرتوهاى فرابنفش(Ultraviolet ray)

۱۳۹۰/۰۴/۲۰

17:15

امیرحسین ستوده بیدختی

کُلرزنى (Chlorination)

کُلرزنى مهم‌ترين پيشرفتى است که در عمل تصفيهٔ آب به‌دست آمده است. کلرزنى مکمل پالايش است و نه جانشين آن. کلر عوامل ميکروبى بيمارى‌زا را مى‌کشد ولى بر هاگ ميکروب‌ها و بعضى ويروس‌ها (مانند ويروس فلج‌اطفال و ويروس هپاتيت‌هاى ويروسي) تأثيرى ندارد مگر آنکه مقدار آن بسيار باشد. کلر، علاوه بر اثر ميکروب‌کش چند ويژگى‌ مهم ديگر از نظر تصفيهٔ آب دارد؛ از اين قرار: آهن، منيزيوم و هيدروژن سولفيد را اکسيده مى‌کند، بعضى اجزاء مولد بو و طعم بد را از بين مى‌برد، از رشد جلبک‌ها و زيست‌مندهاى مولد لجن لزج جلوگيرى مى‌کند و بالاخره به انعقاد آب هم کمک مى‌کند.
طرز عمل کار - پس از افزودن کلر به آب اسيدهاى هيدروکلريک و هيپوکلرو تشکيل مى‌شود. اسيد هيدروکلريک به‌وسيلهٔ قليائى ‌بودن آب خنثى مى‌شود و اسيد هيپوکلرو يون‌ساز، تبديل به يون‌هاى هيدروژن و هيپوکلريت مى‌شود؛ به شرح فرمول زير:

H₂o + Cl₂ → HCl + HOCl

HOCl → H⁺ + OCl^-

اثر گندزدائى کلر عمدتاً به‌علت اسيد هيپوکلرو و به مقدار کمتر مربوط به يون‌هاى هيپوکلريت است. اسيد هيپوکلرو کارآمدترين شکل کلر براى گندزدائى آب، و از يون‌هاى هيپوکلريت بسيار (هفتاد تا هشتاد برابر) مؤثرتر است. اگر pH آب در حدود هفت باشد بيشترين اثر گندزدائى کلر آشکار مى‌شود زيرا اسيد هيپوکلرو بيشتر توليد مى‌شود و اگر مقدار pH از ۵/۸ بيشتر باشد اثر گندزدائى کلر نامطمئن است زيرا نزديک به نود درصد اسيد هيپوکلرو به يون‌هاى هيپوکلريت تبديل مى‌شود. خوش‌بختانه بيشتر آب‌ها pH بين ۵/۷ - ۶ دارند.
اصول کلرزنى
افزودن کلر به آب به تنهائى کلرزنى نيست بلکه بايد براى اطمينان از درستى کلرزنى چند قاعده رعايت شود؛ از اين قرار:
۱. پيش از هر چيز آبى که قرار است کلرزنى شود بايد صاف و بدون کدورت باشد، زيرا کدورت از کارسازى کلرزنى جلوگيرى مى‌کند.
۲. ديگر آنکه بايد کلر مورد نياز براى آب برآورد شود. زيرا کلر مورد نياز آب با مقدار کلرى که به آب زده مى‌شود متفاوت است، مقدار کلر باقى مانده در پايان يک مدت معين (به‌طور معين شصت دقيقه) در يک حرارت معين و pH معين آب هم تفاوت مى‌کند. به‌عبارت ديگر آن مقدار کلر نياز است که براى از بين ‌بردن ميکروب‌ها، اکسيده کردن همهٔ مواد آلى و مواد آمونياکى موجود در آب، به‌کار مى‌رود. نقطه‌اى که کلر مورد لزوم براى آب برآورد مى‌شود نقطهٔ شکست نامند و اگر بيش از اين نقطه به آب کلر افزوده شود کلر باقى ماندهٔ آزاد (Hocl و Ocl) در آب پيدا مى‌شود.
۳. سوم آنکه زمان تماس با کلر رعايت شود. لازم است لااقل به مدت يک ساعت کلر باقى‌ مانده با ميکروب‌ها و ويروس‌ها در تماس باشد تا آنها کشته شوند. ولى بايد توجه داشت که کلر با هاگ‌ها، کيست تک‌ياخت‌هاى انگلى و تخم کرم‌ها - جز به مقادير بسيار - اثرى ندارد.
۴. حداقل غلظت توصيه‌ شدهٔ کلر باقى مانده نيم ميلى‌گرم در ليتر پس از يک ساعت است. کلر باقى‌ ماندهٔ آزاد مرز اطمينان در برابر آلودگى بعدى آب هم به‌وجود مى‌آورد، اين‌گونه آلودگى‌ها ضمن توزيع و نگهدارى آب ممکن است پيش آيد.
۵. مجموع کلر لازم براى يک نوع آب به اضافهٔ کلر باقى مانده آزاد به مقدار ۵/۰ ميلى‌گرم در ليتر مقدارِ درستِ کلرى را که بايد به‌‌کار رود تشکيل مى‌دهد.
روش کلرزنى
براى گندزدائى زياد آب کلر به يکى از شکل‌هاى زير به‌کار گرفته مى‌شود:
- گاز کلر
گاز کلر نخستين مادهٔ انتخابى است، زيرا ماده‌اى است ارزان و زوداثر، و کارآمد و به‌کار بردن آن آسان است. چون گاز کلر سمى و براى چشم تحريک‌کننده است دستگاه ويژه‌اى به نام دستگاه کلرزني براى کلرزنى آب به‌وسيلهٔ گاز لازم مى‌شود. دستگاه کلرزنى پاترسون چنين اسبابى است، که کلر لازم براى آب مصرفى را اندازه‌گيري، تنظيم و اضافه مى‌کند.
- کلرامين
در بعضی کارگاه های تصفیه آب به جای گاز کلر از کلرآمین استفاده می شود. کلرآمین یک ترکیب سست آمونیاک و کلر است. این ماده تمایل به ایجاد طعم کلر دارد و یکی از پایدارترین اشکال کلر باقی مانده را ایجاد می کند. نقطه ضعف عمده کلرآمین آن است که اثر آن از کلر کندتر است و از این رو برای تصفیه مقادیر بسیار زیاد آب به کار گرفته نمی شود.
- پرکلرون
پرکلرون يا (HTH (High test Hypochlorit يا هيپوکلريت پرقدرت يکى از ترکيبات کلسيم است که ۶۰ تا ۷۰ درصد کلر دارد. محلول‌هاى فراهم آمده از HTH هم براى گندزدائى آب به‌کار مى‌روند. همان‌طور که پيش از اين گفته شد گاز کلر به‌جاى همهٔ مشتقات ديگر کلر در گندزدائى آب مشروب مناطق شهرى به‌کار مى‌رود.
کلرزنى تا نقطهٔ شکست
اصطلاح کلرزنى تا نقطهٔ شکست روشى است که آنقدر کلر به آب افزوده مى‌شود تا همهٔ مواد آلى آب به‌طور کامل اکسيده شوند و مقدار ناچيزى کلر آزاد در آب باقى بماند. نقطهٔ شروع به پيدا شدن کلر آزاد نقطهٔ شکست ناميده مى‌شود و اگر باز هم کلر به آب افزوده شود تنها کلر باقى ماندهٔ آزاد در آب زياد مى‌شود. مقدار کلر آزاد باقى مانده را مى‌توان به‌وسيلهٔ آزمون اورتوتولوئيدين آرسنيت (OTA) برآورد کرد. کلرزنى تا نقطهٔ شکست يا کلرزنى تا باقى‌ماندهٔ آزاد تنها روش مطمئن کلرزنى است.

کلرزنى اضافى (Superchlorination)
کلرزنى اضافى و به‌دنبال آن کلرزدائى عبارت است از افزودنِ مقاديرِ بسيارِ کلر به آب و بازگيرى کلر اضافى پس از گندزدائي. اين روش براى آب‌هاى به شدت آلوده‌اى که کيفيت آنها نوسان‌هاى زياد دارد به‌کار مى‌رود.
آزمون اورتولوئيدين (OT)
با اين آزمون مى‌توان هم کلر آزاد و هم کلر ترکيب‌شدهٔ آب را با سرعت و دقت تعيين کرد. اين آزمون در سال ۱۹۱۸ به‌وجود آمد و معرّف آن درجهٔ تجزيهٔ OT محلول در اسيد هيدروکلريک ده درصد است. هنگامى که اين معرّف به آب کلردار افزوده شود به رنگ زرد در مى‌آيد که شدت آن برحسب غلظت گاز کلر متفاوت است. رنگ زرد هم به‌وسيلهٔ کلر آزاد و هم به‌وسيلهٔ کلر ترکيبى باقى مانده ايجاد مى‌شود. اورتوتولوئيدين با کلر آزاد فورى واکنش نشان مى‌دهد اما واکنش آن با کلر ترکيب‌شده بسيار کندتر است.
روش انجام آزمون چنين است: يک‌دهم ميلى‌ليتر معرّف OT به يک ميلى‌ليتر آب اضافه، و رنگ زرد ايجاد شده با استاندارد مناسب يا صفحات رنگى سنجيده مى‌شود. براى اين منظور لوازم تجارتى در دسترس است. لازم است که قرائت نتيجه در مدت ده ثانيه پس از افزودن معرف به آب براى برآورد کلر آزاد انجام شود. رنگى که پس از مدتى تأخير - مثلاً ۲۰ - ۱۵ دقيقه - به‌وجود آيد به‌علت اثر کلر ترکيب‌شده و آزاد (هر دو) است.
آزمون اورتوتولوئيدين - آرسنيت (OTA)
اين آزمون همان آزمون پيشين است و به‌صورتى تغيير يافته که براى شناسائى کلر آزاد باقى مانده و کلر ترکيبى به شکل جداگانه به‌کار مى‌رود. گذشته از اين خطاهاى ناشى از وجود عوامل مزاحم مانند نيتريت‌ها، آهن و منيزيوم که همگى با آزمون قبلى رنگ زرد پديد مى‌آورند، در اين روش (OTA) ديده نمى‌شود.
عوامل ضدعفونى‌کنندهٔ ديگر
هرچند که کلر رايج‌ترين وسيلهٔ سترون کردن عوامل بيمارى در آب و داراى ويژگى‌هاى ميکروب‌کش و ارزانى قيمت و آسانى کاربرد هم مى‌باشد ولى به‌علت کشف اين موضوع که کلرزنى آب منجر به تشکيل بسيارى ترکيبات هالوژنه‌اي مى‌شود که برخى از آنها سرطان‌زا مى‌باشند، برترى کلر در گندزدائى آب دگرگونى‌ اساسى يافته و اخيراً تعدادى مواد جانشين کلر دوباره جلب توجه کرده‌اند. اين مواد عبارتند از: بُرم، کلرايد بُرم، يد و دى‌اکسيد کلر. ولى به‌نظر نمى‌آيد که در حال حاضر اين مواد جانشين ماندنى براى کلر باشند. در بين اين مواد اوزون آينده‌اى بهتر دارد و پرتوهاى فرابنفش هم به‌عنوان جانشين کلر براى گندزدائى آب قابليت استفادهٔ محدود دارد.
اوزون‌زنى آب (Ozonation)
اوزون گازى نسبتاً ناپايدار و اکسيد‌کننده‌اى نيرومند است. اوزون بو، طعم و رنگ نامطبوع آب را از بين برده و همهٔ آنچه را که نياز کلرزنى به آب را ايجاب مى‌کنند، برطرف مى‌کند و از همه مهم‌تر آنکه اوزون اثر ويروس‌کشى نيرومندى دارد و ويروس‌ها را در چند ثانيه غيرفعال مى‌کند، در حالى‌که براى غيرفعال شدن ويروس‌ها به‌وسيلهٔ کلر يا يُد چندين دقيقه وقت لازم است و از اين‌رو بسيارى از شهردارى‌ها اوزون را به‌عنوان يک مادهٔ مناسب براى تصفيهٔ آب آشاميدنى در نظر گرفته‌اند و در سراسر جهان بيش از يک هزار تصفيه‌خانهٔ مربوط به شهردارى‌ها اوزون را به‌کار مى‌برند که قديمى‌ترين آنها در فرانسه است که از سال ۱۹۰۶ تاکنون به اوزون‌زنى ادامه مى‌دهد.
نقطهٔ ضعف اوزون آن است که پس از پايان کار خود تجزيه و ناپديد مى‌شود و ديگر اثر ميکرو‌ب‌کشى آن باقى نمى‌ماند. باور کنونى آن است که بايد اوزون به‌عنوان يک مادهٔ پيش تصفيهٔ آب به‌کار مى‌رود که نه تنها ويروس‌ها و ميکروب‌ها بلکه ترکيب‌هاى آلى را هم که در صورت افزودن کلر تشکيل مى‌شوند، از بين ببرد، و بعد پيش از تلمبه‌زنى آب به درون دستگاه توزيع مقدار بسيار کمى کلر به آب افزوده شود. با اين ترتيب اوزون‌زنى به‌طور معمول با کلرزنى همراه است و با اين نوع تصفيهٔ مرکب دو روش نامبرده که يکديگر را تکميل مى‌کنند و از هر يک بيشترين مزايا به‌دست مى‌آيد. مقدار اوزون لازم براى تصفيهٔ آب آشاميدنى بين ۵/۱ - ۲/۰ ميلى‌گرم در ليتر است.
پرتوهاى فرابنفش (Ultraviolet ray)
از سال‌ها پيش ويژگى ميکروب‌کش پرتوهاى فرابنفش را شناخته بودند. اين پرتوها عليه بسيارى از خرده زيست‌مندهاى شناخته‌‌شدهٔ آلوده‌کنندهٔ آب آشاميدنى از جمله ويروس‌ها، مؤثر هستند. معايب به‌‌کارگيرى آنها عبارت است از:
۱. فرآيند به‌کارگيرى به‌طور کلى گران‌تر از تصفيهٔ شيميائى است.
۲. اثر ميکروب‌کش باقى مانده ندارند. عيب ديگر کم شدن کدورت و رنگ آب است که موجب کاهش توان گندزدائى پرتوهاى فرابنفش مى‌شود. اکنون اين پرتوها براى گندزدائى آب با مقياس گسترده به‌کار نمى‌روند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: کیفیت,خطوط آبرسانی,شبکه توزیع و تصفیه آب ، شیمی,تصفیه شیمیایی,خوردگی,رسوبگذاری درآب وفاضلاب ، فیزیک,تصفیه فیزیکی,نانو,الکتریکی,تابشی آب و فاضلاب

برچسب‌ها: گندزدایی , آب , آب آشامیدنی

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: معرفی سه روش گندزدایی آب:کُلرزنى(Chlorination),اوزون‌زنى(Ozonation),پرتوهاى فرابنفش(Ultraviolet ray)

معرفی سه روش گندزدایی آب:کُلرزنى(Chlorination),اوزون‌زنى(Ozonation),پرتوهاى فرابنفش(Ultraviolet ray)

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو