مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پس از پيشرفت تكنيك شبكه هاي آبرساني، ساختن شبكه هاي دفع فاضلاب نيز مورد توجه قرار گرفت.تا نزديك 100سال پيش بيشتر گنداب روها و به ويژه كانالهاي فرعي فاضلاب به صورت رو باز ساخته ميشوند.پس از آشكار شدن اثر اين قبيل كانالها در پخش بيماريهاي واگيرداركوشش به عمل آمد كه تمام گنداب روها و فاضلاب روها در زير زمين ساخته شوند.شهر لندن پس از كشتاري كه بيماري وبا درآن انجام داد و طي آن 25000نفر تلف شدند،در سالهاي 1832تا 1848داراي داراي شبكه زير زميني جمع آوري فاضلاب شد

اهميت جمع آوري فاضلاب در جهان امروز

با بزرگ شدن شهرها و افزايش جمعيت آنها از يك سو و گسترش صنايع و كارخانه ها از سوي ديگر مسأله آلودگي محيط زيست روز به روز اهميت بيشتري پيدا ميكند.با گسترش زندگي ماشيني و به علت توجه نكردن افراد به منافع همگان ،هر روز انواع زيادي از آلودگي ،محيط زيست آدميان و حيوانات را نا سالم تر و زندگي آنها در معرض خطري جدي قرار ميدهد.هواي آلوده به گازهاي سمي و سموم كشاورزي و جمع آوري ناصحيح فاضلاب شهري همگي زندگي موجودات زنده را در كره زمين با مشكل مواجه كرده اند .وجود فاضلاب ها يكي از عوامل آلودگي محيط زيست ميباشد بنابراين بايستي آنها را جمع آوري و از شهرها بيرون آورد و در مرحله اول آنها را پالايش و تصفيه نمود و سپس به گردش آن در طبيعت برگرداند.فاضلابها هميشه داراي مقدار بسيار زيادي مواد خارجي هستند كه به صورت هاي گوناگون براي زندگي موجودات زنده زيان آورميباشند.وجود باكتريها و ميكروبهاي بيماري زا در فاضلاب عاملي است كه از 100 سال گذشته زيان آن براي مردم آشكار گشته است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استاندارد كردن اسيد كلريدريك 2/0 مولار ابتدا در يك ارلن حدود 2/0 گرم كربنات سديم بريزيد و در حدود 20 يا 30 ميلي ليتر آب مقطر حل كنيد. سپس چند قطره از شناساگر سبز برموكرزول در ارلن بريزيد. بورت را از اسيد كلريدريكي كه بايد استاندارد شود و غلظت حدودي آن 2/0 است پر كرده و تيتراسيون را شروع كنيد تا وقتي رنگ محلول از آبي به سبز تغيير يابد. سپس 2 الي 3 دقيقه ارلن را بجوشانيد. مشاهده ميكنيد كه رنگ محلول دوباره آبي خواهد شد. تيتر را ادامه دهيد تا دوباره رنگ محلول سبز شود كه اين نقطه پاياني تيتراسيون است.
سوال: علت جوشاندن محلول چيست؟ براي پاسخ به اين سوال بايد معادله واكنشي كه انجام ميشود را نوشت. وقتي اسيد با كربنات واكنش نشان ميدهد محصولاتي كه توليد ميكند اسيد كربنيك و نمك است. ميدانيم كه شناساگر سبز برموكرزول در محيط اسيدي سبز ميشود. رنگ سبز اوليه كه ديده ميشود ناشي از تشكيل اسيد كربنيك است و به نقطه پاياني تيتراسيون مربوط نميشود. پس محلول را مي جوشانيم تا اين اسيد به آب و دي اكسيد كربن تجزيه شود.
استاندارد كردن نيترات نقره 1/0 نرمال 100 ميلي گرم سديم كلرايد خالص كه قبلا در دماي 110 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت خشك شده است را به يك بشر 150 ميلي ريخته و 5 ميلي ليتر آب مقطر به آن اضافه كنيد.سپس 5 ميلي ليتر استيك اسيد غليظ اضافه كنيد. در ادامه 50 ميلي ليتر متانل و به مقدار 5/0 ميلي ليتر شناساگر Eosin Y به محلول اضافه كنيد. محلول را هم بزنيد(ترجيحا با مگنت استيرر) و با نيترات نقره تيتر كرده و نرماليته آنرا محاسبه كنيد. توضيح: براي ساختن شناساگر ائوسین ميتوانيد 50 ميلي گرم از آنرا در 10 ميلي ليتر آب حل كنيد.
استاندارد كردن پتاسيم هيدروكسايد 1 نرمال: 5 گرم پتاسيم بي فتالات را كه قبلا در دماي 120 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت حرارت ديده است را در 75 ميلي ليتر آب مقطر تازه حل كنيد. سپس 2 قطره فنل فتالئين اضافه كنيد و تا ظهور رنگ صورتي تيتر كنيد. هر 2/204 ميلي گرم پتاسيم بي فتالات با 1 ميلي ليتر از پتاسيم هيدروكسايد 1 نرمال هم ارز است. توضيح: روش استاندارد كردن سديم هيدروكسايد 1 نرمال هم مشابه روش فوق است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه ای پیرامون آلودگی:

امروزه آلودگی های محیطی به اشکال مختلفی نظیرآفت کش ها وذرات معلق و ... هستند . اخیرا دانشمندان دریافته اند  که  فلزات سمی از جمله  سرب  بعنوان  یک آلودگی جدید وشاید خطرناک تراز سایر آلوده کننده های محیطی هستند  اصولا ما آلودگی رازمانی تعریف می کنیم که مقادیریکی ازاجزا موجود درمحیط تغیر نماید  بنابراین آلودگی سربی که درنتیجه پیشرفت تکنولوژی و بالا رفتن  استاندارد های  زندگی به طورفزاینده ای درحال افزایش است نیزنوعی آلودگی  محسوب می شود  این آلاینده ها درارتباط  با مسائل زیست محیطی مشکلاتی  را موجب  می گردد و شرایط مطلوب را برای زندگی انسان وموجودات زنده نا مطلوب می گرداند . میزان این آلودگی ها درجوامع  پیشرفته  بشری  در نتیجه  فعالیت های انسانی  که  تکنولوژی مدرن را درخدمت دارند روندی فزاینده یافته.انسان معمولا می تواند به مدت 5 هفته بدون غذا ومدت 5 روزبدون آب زنده بماند درحالی که بدون هواحتی  5 دقیقه   نمی تواند زنده بماند.

خطرات ناشی از آلودگی سرب:

سرب معدنی عاملی است که می تواند اثرات زیادی در سلامت انسان – از جمله ضایعات کبدی وکلیوی دستگاه گوارش اثرات مغزی دربچه ها وتغیرات غیر عادی درباروری وآبستنی داشته باشد

یک انسان بالغ ازطریق آب وغذا روزانه حدود 300 کیلوگرم سرب می خورد که شاید با جذب 10% آن مجموعا 30 میکروگرم درروزوارد بدن خود می نماید .

مصرف هرنخ سیگار مقدار 10 میکروگرم سرب تولید می کند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

طبقه بندي كيفيت آب در نظام ساپروبيوسيستم

ساپروبي را مي توان بيانگر سازگاري و مقاومت ارگانسيم هاي آبي در مقابل مواد آلاينده تعريف نمود كلاسه بندي كيفي آبها در نظام ساپروبي به شرح زير مي باشد(Liebman,1947)

آبهاي پلي ساپروب (بسيار شديد آلوده):

داراي محيط مقادير بسيار زياد از مواد قابل تجزيه شامل پروتئين ها ، هيدراتهاي كربن و پپتيدها وجود دارد تجزيه در يان مقدار بسيار ناچيز داراي محيطي موجود است بودي گاز  در اين محيط ها متصاعد مي شود Fes سياه رنگ در اين محيط تشكيل مي شود باكتريهاي گوگرد دار ( تيوباكتريها) به مقدار زياد در اين محيط وجود دارند كدورت آب بالا و رنگ آب خاكستري است جلبكهاي سبز- آبي در اين محيط فراوان ديده مي شوند در اين آبها ماهي وجود ندارد اين محيط با شدت و سرعت بالايي صورت مي گيرد مصرف اكسيژن در اين آبها بسيار زياد است در نتيچه گاز اكسيژن به آبها در نقشه كلاسه هاي كيفي آب با رنگ قرمز مشخص شده اند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چرخه طبیعی آب

آب در زندگی بشر اهمیت بنیادی دارد. از اینرو آب را مایه حیات گویند. در روز گرم تابستان وقتی شیر آب قطع می شود ، ضرورت وجود آب در زندگی انسان نمایان می گردد. انسان می تواند بدون غذا چند روزی را بگذراند ، اما بدون آب به زودی از پا در می آید.

 موقعیت جهانی آب

مقدار آب موجود در کره زمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارف آشامیدن ، کشاورزی ، صنعت و ... می رسد و زندگی بشر را بهبود می بخشد. اگر کره زمین از فضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آن آبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است. یعنی بخش اعظم سطح زمین را اقیانوس‌ها و دریاها فرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم و اندازه ، در حدود 97.2%از آبهای موجود در جو زمین و آب موجود در خاکها و آبهای زیرزمینی می باشند.

آب شیرین

انسان برای انجام فعالیت هایش به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که این امر به احداث مرکز تصفیه خانه آب با مکانیزم های پیشرفته تصویه نیاز دارد. هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود در خشکیها و اتمسفر زمین قانع باشد. حجم آب شیرین در جهان بسیار کم و در حدود 2.8% از حجم کل آب جهان است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب زیرزمینی

وضعیت آب در کره زمین

مردم ما هر روز 1700 میلیارد لیتر آب مصرف می کنند. 97% آبهای کره زمین درون اقیانوسها است و 2% آن یخ زده است. ما آب مورد نیاز خود را از 1% باقیمانده تهیه می‌کنیم که از یکی از دو منبع زیر بدست می آید: سطح زمین )رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و نهرها( و یا از آبهای زیرزمینی. امروز حدود 117 میلیون نفر ، یعنی بیش از نیمی از جمعیت آمریکا متکی به آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی هستند. جای تعجب نیست که کشف آلودگی آبهای زیرزمینی در تمام دنیا موجب بروز نگرانیهای شدیدی شده است.

 

سفره آب زیرزمینی

سفره آب به لایه یامنطقه قابل نفوذی درزیرسطح زمین گفته می‌شود که آب درآن میتواند جریان یابد.سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌باشد.سطح فوقانی سفره آب،یا سطح ایستایی همواره افقی نیست وبه‌طورطبیعی ازمنطقه تغذیه آن ،یعنی محل ومنطقه‌ای که آب زیر زمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استخرهای شنا: در استخرهای شنا امکان انتقال مستقیم و یا غیرمستقیم عفونت‌های چشم، گوش، دستگاه تنفسی، پوست و سایر بیماری‌‌ها از فرد شناگر به دیگر افراد وجود دارد به‌ویژه اگر آب، فاید یک گندزدای فعال نظیر کلر آزاد قابل استفاده باشد. داده‌ها و اطلاعات اندکی در خصوص بیماری‌ اکتسابی از استخرهای شنا وجود دارد. عفونت‌های پوستی ناشی از Mycobacterum marinum منجر به پیدایش گرانولوما granuloma به‌دنبال شنا در استخرهای عمومی گزارش شده است. دیگر عفونت‌های باکتریائی، ویروسی مشتمل بر کونژنکتیویت و تب نیز به شنا در استخرهای عمومی که معیار و ضوابط بهداشتی در آنها به خوبی اعمال نمی‌شود، نسبت داده شده است. بیماری Giardia Iambia در اثر بلعیدن احتمالی آب استخری که به‌وسیله دفع مدفوع از کودک ناقل، آلوده شده بود، گزارش شده است (استخر، دارای صافی شنی تند بود که هر ۶ ساعت یکبار تجدید می‌شده ولی فاقد کلر باقیمانده است) شیوع و همه‌گیری ژیاردیازیس در یک استخر شنای عمومی در سال ۱۹۸۵ در آتلانتا گزارش شده است. حادثه دیگر، آلوده شدن آب استخر شنا به مدفوع و شیوع cryptosporidiosis و ابتلا ۴۴ نفر در ۵ گروه مجزا می‌باشد. در آن نمونه، گرچه میزان کلر باقیمانده در آب حدود ۲ میلی‌گرم در لیتر بوده، ولی یکی از صافی‌های دیاتومه‌ای از کار افتاده بوده است. تعمیر و بازسازی دستگاه صافی موجب گردید که شیوع بیماری مهار شده و تحت کنترل درآید. از آنجا که ائوسیست‌‌های کریپتوسپوریدیوم (cryptosporidium oocysts) در مقابل گندزدائی معمول که با کلر انجام می‌گیرد، از خود مقاومت نشان می‌دهند، لذا دستگاه صافی بایستی قادر به حذف ائوسیست، یعنی اندازه مؤثر آن ۴ تا ۶ میکرومتر باشد. آب استخرهای شنا نه تنها دریافت کننده مواد دفعی بدن نظیر موکوس بینی، بزاق، دهان، عرق می‌باشد، بلکه چنانچه رفتن به دستشوئی و عمل دوش گرفتن با آب گرم و صابون زدن در جایگاه ویژه در محوطه استخر و قبل از ورود به آب صورت نگیرد، آثار مواد دفعی مدفوعی، ادرار و پوست مرده و آلودگی‌های محل کار یا خیابان که بر روی پوست بدن نشسته‌اند، همچنین مایع‌های دستشوی بدن، روغن‌ها، کرم‌ها، و دیگر آلاینده‌ها نیز به آب وارد می‌شوند و بهداشت آب و سلامت شناگران را به مخاطره خواهند انداخت. به‌علاوه، استخرهای غیر سرپوشیده از گرد و خاک ناشی از وزش طوفان‌ها، گرده‌های گل گیاهان و دیگر آلودگی‌های هوا در امان نیستند و همه این موارد، بر ضرورت توجه ویژه به عملیات صافی، گندزدائی و راهبر مناسب و استفاده از توالت و بهره‌گیری از دوش آب گرم و صابون قبل از ورود به آب استخر، تأکید دارند و از لزوم حفظ سلامت افراد و رعایت وضع ظاهر بهداشتی و مطبوع حکایت دارند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيستم هاي تصفيه آب براساس نوع عملكردشان به دو گروه عمده تقسيم مي شوند،هركدام از اين گروهها مشتمل برچندين نوع ازسيستمهايي مي باشند كه هريك مرتبط با موضوع خاصي از كيفيت آب مي باشند. سيستم هاي تصفيه آبي كه در خصوص گند زدائي آب كاربرد دارند در اين مبحث مطرح مي شوند.سيستمهايي که طعم ،بووظاهرآب رابهبود مي بخشندويامواد شيميايي نامطلوب راحذف مي نمايند درمجموعه مطالبي از همين دست توسط سازمان بهداشت كانادا معرفي گرديده است. (جهت مطالعه مبحث مذكور به ترجمه مقاله اي تحت عنوان سيستم هاي تصفيه آب براي حذف طعم ،بو ومواد شيميائي در بخش متون علمی همين وبلاگ مراجعه شود.)

سيستم هاي گندزدائي درنقطه مصرف (point of use) قابل اجرا برروي شبكه هاي لوله كشي شده ويا شيرهاي نصب شده مي باشند ومعمولاً براي تصفيه آب برداشت شده از يك شيرتكي يا چندتايي صرفاً براي آشاميدن وطبخ غذا مورد استفاده قرارمي گيرند. سيستم هاي گند زدائي در محل ورود آب ( point of entry) برروي منبع يا خط اصلي آب نصب شده وكل آب ورودي به خانه را ضد عفوني مي نمايند.

سيستم هاي تزريق كلر،يُد وتابش پرتو فرا بنفش (UV) بيشتردرموارديكه گند زدائي تمام آب براي مصرف كنندگان ضرورت داشته باشد كاربرد دارند( گند زدائي آب شبكه شهر). كلرويُد عمده ارگانيزمهاي بيماريزا را نابود مي كنند ضمن اينكه نياز به زمان تماس كوتاه تا متوسط براي تاثير عملكرد آنها مي باشد.

در حقيقت استفاده ازكلردرسيستم هاي تصفيه آب شهري عملاً بيماريهاي واگير منتقله توسط آب از قبيل تيفوئيد ووبا را حذف نموده است. به هر حال تصفيه با كلرويُد به تنهايي ممكن است ايمني کافي در مقابل تک سلوليهايي ازقبيل ژيارديا لامبليا وكريپتوسپوريديوم ايجادننمايد.

اگردرآب موردمصرف وجود تك سلوليهاي مذكور فطعي ويا موردترديدمي باشد توصيه مي شود كه براي حذف اين ارگانيزمها، ابتدا آب از يك فيلتر با منافذ 0/1ميكرون ياريزتر عبورداده شودوسپس تصفيه شيميائي برروي آن براي نابود كردن باكتريها وويروسها توسط كلريا يُد صورت پذيرد.

گندزدائي آب شرب با استفاده از يُد صرفاً بعنوان يك روش خاص براي كاربردهاي اضطراري ومقطعي پيشنهاد مي گردد( بعنوان نمونه در يك كلبه روستائي در تعطيلات آخر هفته ويا تفريحات خارج از خانه). از يُد براي گند زدائي مداوم ودرازمدت نبايداستفاده گردد زيرا اين ماده ازلحاظ فيزيولوژيكي بسيارفعال بوده وممكن است مصرف مقاديرزياده ازحدآن ايجاد ضرروزيان نمايد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب