آب از منابع مختلف مانند دریاچه ها و چاه ها می تواند آلوده به میکروب های بیماری زا باشد. این میکروب ها ممکن است در مسیر انتقال آب از طریق لوله کشی نیز به آن اضافه شوند. برای جلوگیری از آلودگی میکروبی آب، شرکت ها به مواد ضد عفونی کننده مانند کلر یا کلرامین نیاز دارند تا میکروب های بیماری زا، مثل سالمونلا و نوروویروس را از بین ببرند. در این مقاله، به بررسی انواع روش های گندزدایی آب و مواد ضد عفونی کننده مورد استفاده در تصفیه آب خواهیم پرداخت.
گندزدایی آب چیست؟
گندزدایی آب به فرآیند حذف یا غیر فعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا در آب گفته می شود. در این فرآیند، میکروارگانیسم ها از بین می روند یا فعالیت شان متوقف می شود و همچنین آلاینده های آلی که برای این میکروارگانیسم ها خوراک محسوب می شوند، نیز حذف می شوند.
تصفیه آب شامل چند مرحله است که به طور کلی شامل اکسیداسیون، انعقاد، ته نشینی، ضد عفونی و فیلتراسیون می باشد. گندزدایی معمولاً آخرین مرحله برای کاهش میکروارگانیسم های بیماری زا در آب آشامیدنی است. در برخی کشور ها یک مرحله اضافی به عنوان ضد عفونی ثانویه به این فرآیند اضافه می شود تا از آلودگی میکروبیولوژیکی در شبکه توزیع آب جلوگیری شود.
در این مرحله دوم، معمولاً از نوع متفاوتی از ضد عفونی کننده ها استفاده می شود تا باکتری ها در طول توزیع آب تکثیر نشوند. این کار به این دلیل اهمیت دارد که باکتری ها ممکن است پس از اولین ضد عفونی باقی بمانند یا در حین انتقال آب وارد آن شده و مشکلات جدی ایجاد کنند.
مهم ترین فاکتور های انتخاب روش گندزدایی آب
مهم ترین فاکتور های انتخاب روش ضد عفونی و گندزدایی آب عبارتند از:
حضور میکروارگانیسم ها
نوع و تعداد میکروارگانیسم های موجود در آب تأثیر زیادی بر انتخاب روش دارد.
زمان تماس
مدت زمانی که ضد عفونی‌کننده با آب در تماس است، در ایجاد محصولات ثانویه مهم است.
کیفیت آب
ویژگی های آب مورد ضد عفونی، مانند کدورت و مواد معلق، نیز در انتخاب روش مؤثر هستند.
انواع روش های گند زدایی آب
- نحوه گندزدایی آب با اشعه فرابنفش
یکی از بهترین روش ها برای از بین بردن باکتری ها و عوامل بیماری زا در آب، استفاده از اشعه ماورابنفش(UV) است. این اشعه می تواند دیواره سلولی این عوامل را تخریب کند و به این ترتیب آن ها را از بین ببرد. تولید این اشعه توسط لامپ های مخصوص انجام می شود و معمولاً در محیط های آزمایشگاهی استفاده می شود.
استفاده از تجهیزات جانبی برای تولید این اشعه هزینه بر است و برای تصفیه حوضچه های بزرگ اقتصادی نیست. اما در بسیاری از آب های سطحی، اشعه ماورابنفش به وسیله تابش نور خورشید تأمین می شود که می تواند بهبود قابل توجهی در کیفیت آب به همراه داشته باشد و هزینه زا نخواهد بود.
- گندزدایی آب با اشعه گاما
گندزدایی آب با اشعه گاما یکی از روش های نوین برای کاهش عوامل بیماری زا محسوب می شود. این اشعه می تواند جداره سلولی میکروب ها را تخریب کرده و رشد و تکثیر آن ها را متوقف کند. تحقیقات نشان می دهد که این روش نسبت به اشعه ماورابنفش کارایی بالاتری دارد. هرچند استفاده از این اشعه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، اما قدرت بالایی در ضد عفونی کردن آب ها دارد. همچنین، این روش همچون اشعه UV، هیچ ماده جانبی خطرناکی تولید نمی کند که این موضوع یک مزیت بزرگ نسبت به روش های مشابه مانند استفاده از کلر است.
- گندزدایی آب با ازن
ازن O3 گازی ناپایدار است که از سه ملکول اکسیژن تشکیل شده و به عنوان یک اکسید کننده قوی شناخته می شود. در سال های اخیر، این گاز در سیستم های تصفیه آب و فاضلاب کاربرد فراوانی پیدا کرده است. یکی از دلایل اصلی استقبال از روش گند زدایی آب با ازن، عدم تولید مواد خطرناک جانبی هنگام از بین بردن عوامل بیماری زا و پاتوژن هاست. همچنین، ازن هیچ بویی ندارد و موجب تغییر طعم، رنگ و pH آب نمی شود. این روش به طور گسترده در تصفیه خانه های آب شهری و آشامیدنی و همچنین در آب استخر ها استفاده می شود.
- گندزدایی آب با هیپوکلریت سدیم
گندزدایی آب با هیپوکلریت سدیم یکی از روش های رایج برای ضد عفونی آب استخر و آب های آشامیدنی است. اما استفاده از ترکیبات کلر ممکن است مواد جانبی خطرناکی در آب باقی بگذارد که باعث می شود روش های جدید تر در حال جایگزینی آن باشند. این ترکیبات خاصیت خورندگی دارند و می توانند به تجهیزات و لوله های آب آسیب بزنند. به همین دلیل، بسیاری از کشور های پیشرفته استفاده از این مواد را در گندزدایی آب آشامیدنی ممنوع کرده اند.
- گند زدایی آب با پرکلرین (هیپوکلریت کلسیم)
گند زدایی آب با پرکلرین (هیپوکلریت کلسیم) یکی از روش های متداول برای ضد عفونی آب است. در این روش، کلر و ترکیبات آن به طور گسترده ای استفاده می شوند. پرکلرین یا هیپوکلریت کلسیم یکی از این ترکیبات می باشد که در واقع شکل جامد کلر است و برای حذف آلاینده ها و پاتوژن ها به کار می رود.
- گند زدایی آب استخر با برم
استفاده مداوم از آب استخر باعث رشد و تکثیر پاتوژن ها و ارگانیسم های خطرناک می شود. اگر این باکتری ها و عوامل بیماری زا حذف نشوند، ممکن است منجر به بیماری های تنفسی و پوستی شود. برای جلوگیری از رشد قارچ و کپک در استخر ها از برم استفاده می شود. برم برخلاف کلر، کاملاً بی خطر است و ماده جانبی خطرناکی از خود باقی نمی گذارد. اما توجه داشته باشید که این روش در ضد عفونی آب های شهری و آشامیدنی کاربرد ندارد، زیرا قدرت حذف آمونیاک و ازت را ندارد و همچنین می تواند به لوله ها و تاسیسات آسیب بزند.
- گندزدایی آب با ید
روش های گندزدایی آب با ید در گذشته مورد استفاده قرار می گرفت، اما امروزه به عنوان یک روش منسوخ شناخته می شود. استفاده از ید می تواند اثرات نا مطلوبی بر سلامت بدن داشته باشد و همچنین از نظر اقتصادی به صرفه نیست.
- گند زدایی آب آشامیدنی با حرارت
گند زدایی آب آشامیدنی با حرارت، یکی از ساده ترین روش های ضد عفونی است. در این روش، باکتری ها و عوامل بیماری زا در دما های بالا از بین می روند و ساختار آن ها تخریب می شود. این روش خطرات جانبی ندارد، اما زمان بر و پر مصرف انرژی است، زیرا هر چه حجم و ارتفاع آب بیشتر باشد، نیاز به انرژی بیشتری برای گندزدایی وجود دارد.
- گندزدایی آب با الکترولیز نمک طعام
گندزدایی آب با الکترولیز نمک طعام یکی از بهترین روش ها برای تصفیه آب آشامیدنی است که به عنوان جایگزینی مطمئن برای کلر محسوب می شود. در این روش، ابتدا در یک رآکتور، جریان الکتریسیته از نمک طعام عبور داده می شود و فرایند الکترولیز انجام می شود. سپس خروجی این رآکتور به مخازن آب آشامیدنی منتقل شده و فرایند گندزدایی صورت می‌گیرد.
- گندزدایی آب با پلاسما
گندزدایی آب با پلاسما یک روش نوین و موثر در ضد عفونی آب است که به ویژه برای تخریب باکتری ها قدرت بالایی دارد. با این حال، این روش هنوز در تصفیه خانه های بزرگ به کار گرفته نشده و مورد بررسی قرار نگرفته است. روش های دیگر گند زدایی مانند هیپوکلریت سدیم هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند و بسته به شرایط می توانند انتخاب شوند.
بهترین روش ها باید کمترین اثر جانبی را داشته و مواد خطرناک تولید نکنند و همچنین از نظر اقتصادی توجیه پذیر باشند. در سال های اخیر، برای بهبود گند زدایی آب آشامیدنی، قرص های جوشان تولید شده که در مواقع اضطراری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
