مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب و اهمیت آن :

آب فراوانترین ماده است که در طبیعت به حالت جامد و مایع و گاز موجود است و از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن که در دمای معمولی به صورت گاز هستند تشکیل یافته است ، آب گواراترین نوشیدنی است و سلولهای بدن انسان بدون وجود این ماده قادر به ارائه حیات نیستند.

عوامل فیزیکی :

1- کدورت: کدورت عاملی است که می تواند موجب پخش یا تفرق نور شده در میزان جذب یا عبور نور از نمونه تغییر ایجاد کنند. از همین ویژگی های نوری نمونه های کدر جهت اندازه گیری شدت کدورت آنها استفاده می شود. ( اندازه گیری کدورت به روش تفرق سنجی ) واحد آن NTU می باشد. حد مجاز آن در آب آشامیدنی (5-0 ) NTu می باشد.

2- PH : قدرت اسیدی آب (PH) آب به مقدار خیلی کم یونیزه می شود تجزیه آب به صورت :

 2H20                H3O+ + OH- یا H2O                H+ + OH-

اندازه گیری PH آب با دستگاه PH متر امکان پذیر است.

3- هدایت الکتریکی (EC) : قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان الکتریکی است.واحد آن سانتی متر / میکروزیمنس می باشد.

4- کل مواد جامد محلول (TDS) : منظور از TDS مواد جامد محلول در آب است که در برابر مجموع غلظت همه یون های آب می باشد. اگر غلظت یون ها بر حسب محلول کربناتی باشند غلظت یون های مختلف را می توان با هم جمع کرد و مجموع را با TDS بیان کرد. TDS مجاز آب آشامیدنی 1000 می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب شرب سالم

 فهرست                                                                           

1 )خلاصه

2 )مقدمه

3 )كيفيت آب شرب

                                        كيفيت فيزيكي وظاهر ي

                                       كيفيت شيميائي

                                       كيفيت باكتريولوژيك

4 )بيماريهاي قابل انتقال از طريق آب

                                                      كلرآ

                                                      تب تيفو ئيدوتب پاراتيفوئيد(حصبه وشبه حصبه )

                                                      ديسانتري ، اسهال و ناراحتيهاي معدي وروده اي

                                                       ژيارديازيس

                                                      آميبيازيس

                                                      گاستروآنتريت

                                                      كريپتوسپوريديوم

                                                      عفونتهاي ويروسي

5 )علل شيوع بيماريهاي مرتبط با آب

6 )روشهاي پيشگيري موثر از شيوع بيماريهاي مرتبط باآب

7)منابع آب و اولويت بندي آنها

8)روشهاي ضدعفوني آب شرب

                                                     كلرزني

                                                      استفاده از اشعه اولتراويوله

                                                      جوشاندن

                                                       يدزني

                                                        ازن زني

9)منا بع

 

 آب شرب سالم

 مقدمه:

 

آب جزئي از محيط زيست است كه كيفيت آن تحت تاثير سلامتي محيط زيست مي باشد واز طرفي ارتقاءبهداشت محيط هم رابطه مستقيم با كميت وكيفيت آب دارد.

يك منبع آب سالم بايد بتواند ،آب سالم وبه اندازه كافي براي جامعه مورد نظر تامين كندوبراي رسيدن به اين هدف بايد مرتب تحت نظارت وكنترل مسئولين بهداشت قرار داشته باشد تا بتوان با آگاهي از وجود هر گونه آلاينده هاي احتمالي در آب اقدامات كنترلي لازم را اعمال نمود.

تامين آب سالم ومديريت صحيصح امور فاضلاب نقش اصلي در كاهش موارد ابتلاءبه بسياري از بيماريهاي عفوني مرتبط با آب دارد ومجموعه اقدامات بهسازي محيطوآبرساني بهداشتي وسالم وكافي 100 -40 درصد از موارد ابتلاءبه بيماريهاي واگيردارمرتبط با آب مي كاهد.

يك آب به ظاهر سالم وزلال ممكن است محتوي انواع ميكروارگانيزمهاي زنده بيماريزا وآلوده باشد وبه همين دليل بايد قبل از مصرف آب جهت شرب از سالم بودن آن مطمئن شويم .

تامين آب سالم وكافي در مناطق جنگي و شرايط اظطراري نيز از اهميت خاصي برخوردار بوده ودر اين راستا انتخاب صحيح منابع آب وبرنامه ريزي لازم جهت حفاظت منبع آب وشبكه توزيع وهمچنين اعمال روشهاي تصفيه آب تا حد لازم وانجام ضدعفوني آب به عنوان فرايند لازم الاجراي تصفيه آب از جمله ضروريات براي پيشگيري موثر از انتقال بيماريهاي مرتبط با آب وفراهم كردن شرايط نابودي عوامل بيماريزاي احتمالي موجود در آب ميباشند ودر واقع تامين آب باكدورت كمتر از يك واحد نفلومتري (NTU)  وكلر باقي مانده آزاد حداقل 05 0

ميلي گرم در ليتر جهت مصارف شرب و بهداشتي در هر شرايطي عامل موثري در تامين سلامت پرسنل تحت امر مي باشد.

 

 

 

 

 

كيفيت آب :

در بررسي كيفيت آب ،كيفيت فيزيكي وظاهري ،كيفيت شيميائي وكيفيت باكتريولوژيك آب مد نظر مي باشد.

كيفيت فيزيكي وظاهري آب:

كيفيت فيزيكي آب مربوط به خصوصياتي از آب شامل رنگ ،كدورت ،طعم ،مزه ودرجه حرارت آب  ميشود كه باحواس بينائي ،چشائي ،لامسه وبويائي قابل تشخيص هستند. در هر شرايطي رقبت مصرف كننده براي مصرف آبي بااين خصوصيات ،به تناسب افزايش مقادير رنگ ،بو،كدورت ،طعم ومزه و....كاهش مي يابد،چون مصرف كننده با حواس خود براحتي آنها را تشخيص مي دهد.

كدورت آب شاخص خوبي دركمك به  بيان كيفيت آب مصرفي  است و ميزان  پيشرفت عمل تصفيه آب را نشان مي دهد وهر چه پائين تر باشدبهتر است .حتي كمتر از يك واحد نفلو متري ،واگر بتوانيم آبي با اين خصوصيات را براي جامعه مورد نظر فراهم كنيم كيفيت خوبي از آب را تامين كرده ايم.

آب شرب بايد بي بو، و مزه آن گوارا باشد.كه البته مزه آب بدليل وجود املاح مختلف كلريد ها،نمكهاي آهن والومينيوم ومنيزيم و...مي باشد.هدايت الكتريكي وPHآب نيز از جمله خصوصيات فيزيكوشيميائي آب هستندكه به  ترتيب  نشان دهنده كل جامدات محلول واسيديته آب مي باشند.

آب تصفيه شده ويا منبع آبي كه جهت مصرف آماده شده معمولا داراي آلاينده هاي فيزيكي نمي باشدولي ممكن است در طول مدتي كه آب فوق براي مصرف درمخازن  ذخيره ميگردد داراي آلودگيهاي فيزيكي بشود ،به اينصورت كه با باز بودن درب مخازن ذخيره آب وتابش نور خورشيد داخل مخزن وهمچنين ورود آلگها وجلبكهاوگياهان آبزي از محيط به داخل منبع ذخيره آب ،شرايط براي رشد وتكثير آلگها و...با انجام فتوسنتز مهيا مي شود وممكن است بعد از مدتي در جدار مخزن ذخيره آب لايه ائي از جلبكها وآلگهاي مختلف رشد نموده ومنشاءبو وطعم وحتي رنگ وكدورت در آب شوند.

با توجه به اينكه استفاده از اينگونه مخازن براي ذخيره آب در مناطق نظامي وجنگي وبويژه عملياتي در حد گسترده مي باشد بستن كا مل درب مخازن بسيار مفيد خواهد بود ،هم از ورود ذرات معلق هوا به داخل آب جلوگيري مي شود وهم از فراهم شدن شرايط رشد آلگها مما نعت مي شود در نتيجه كيفيت فيزيكي آب نيز حفظ شده است ومشكلات مربوط به شستشو وپاك كردن لجنهاي مخزن به كمك آب سالم وپاك وضدعفوني آن را هر چند مدت يكبار نداريم.

 كيفيت شيميائي :

كيفيت شيميائي آب مربوط به حضور يونهاي عامل سختي و بويژه مجموعه كاتيونهاوآنيونهاي قابل حل در آب وسموم وتركيبات آلي وعناصر سمي وكمياب مي شود.،كه براي هر كدام از آنها در آب شرب مقادير مشخص واستاندارد مطلوب و حداكثر مجاز تعيين شده است،يكي از مهمترين وفراوانترين آنها معمولا يونهاي عامل سختي آب است كه بدن انسان در برابر آنها حساسيت زيادي ندارد وآبهاي با سختي 350 ميلي گرم در ليتر را براحتي مصرف مي كند وبراي مدت كوتاه تا سختي 500 ميلي گرم در ليتر را هم مي تواند جهت شرب مصرف كند در حاليكه آبهاي خيلي سبك براي شرب خوشمزه وگوارا نيستند وتوصيه مي شود سختي آب براي مصارف شرب بالاي 50 ميلي گرم در ليتر باشد.از جمله كاتيونها وآنيونها ي مرتبط با سختي به ترتيب اهميت كاتيونهاي منيزيم ،كلسيم ،استرانسيم ،آهن ،الومينيوم ومنگنز ومس وآنيونهاي كربنات،بيكربنات ،كلرور،سولفات وسيليكات ونيترات است كه محلول در آب هستند.

از جمله تركيبات شيميائي كه وجود آنهادر آب سلامتي انسان را تهديد مي كند سموم وتركيبات آلي است كه ممكن است از طريق زه آبهاي زمينهاي سمپاشي شده ،ورود فاضلابهاي خانگي وصنعتي ويا طي يك عمليات خرابكاري به منابع آب وارد شوند. عناصر سمي وجزئي نيز از جمله تركيبات شيميائي موجود در آب هستند كه مقادير آنها در آب بسيار جزئي است ودر شرايطي كه مجبور به استفاده از ،بطريهاي آب آماده براي تامين آب شرب نيروهاي نظامي باشيم در اين شرايط كنترل تمام عناصر جزئي هم حائز اهميت وضروريست از جمله عناصري كه حضور آنها در اينگونه آبها بايد بررسي واندازه گيري شود،عبارتند از :

بريليوم ،كادميوم كروميوم ،مس ،آهن ،منگنز،منيزيم ،جيوه ،نيكل ،سلنيوم ،استرانسيوم ،واناديوم ،روي ،فلوئور،يدوبروم .

از جمله عناصر سمي كه احتمال حضور آنها در منابع آب بدليل تصفيه ناقص وياضعيف فاضلابهاي تخليه شده به آبهاي پذيرنده وجود دارد آرسنيك ،سيانور ،سرب،جيوه وكادميوم و...مي باشد.

نيروهاي نظامي بخصوص آنهائي كه در مناطق گرمسير مستقر هستند معمولا مصرف آب شرب بالائي دارند.حال اگر همين نيروها در منطقه گرمسير حين عمليات ويا فعاليتهاي آموزشي مقدار زيادي از اب بدن خود را از طريق عرق كردن ازدست بدهند مجبور هستند وضروري است مصرف آب شرب خود راتا حد زيادي اضافه نمايند تا با جايگزين كردن آب از دست رفته بدن ،از صدمات گرمائي پيشگيري نمايند.ولي  توجه به اين نكته هم لازم است كه مصرف بالاي اب شرب به تنهائي مي تواند منجر به مسموميت شديد ومرگ ناشي از كاهش سديم از دست رفته حين عرق كردن شود،چون آب مصرفي به تنهائي با توجه به كيفيت شيميائي آن قادر به تامين املاح از دست رفته نمي باشدوتا بحال چندين مورد مرگ  بدليل مسموميت شديد  ناشي از  مصرف زياد آب وكاهش سديم در خون ورزشكاران ونيروهاي نظامي  گزارش شده است .

عدم آگاهي وتفسير غلط علائم بيماري در شرايطي كه فرد با كاهش آب وصدمات گرمائي مواجه شده است مي تواند منجربه تامين وجايگزين كردن آب تا حد زياد ومصيبت بار بدون تامين نمك ويا سديم جايگزين  براي بيمار شده وسبب مرگ او گردد.در حاليكه با پيش بيني مصرف كافي قرصهاي نمك مي توان براحتي از اين مشكل پيشگيري كرد.

معمولا در بين منابع آبي كه براي تامين مصارف شرب وبهداشتي حتي در مراكز ومناطق نظامي انتخاب مي شود كمتر با مشكلاتي ناشي از كيفيت شيميائي آب مواجه مي شويم وغالبا املاح آب در حد قابل قبولي هستند ولي اعمال كنترلهاي لازم جهت اطمينان از سلامت كيفيت شيميائي آب هم در هر شرايطي ضرورت دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فناوری نانو در شیرین کردن آب
سيستم های متمركز، سرمايه بر و انرژی بر بوده و به مقدار زيادي، مواد شيميايی مصرف می كنند. پنج  از هر شش نفر روی كرۀ زمين، نمی توانند از سيستم هايی كه ما هم اكنون از آنها استفاده می كنيم، بهره مند شوند. پول يا وقت كافی برای ايجاد سيستم های مشابه اين سيستم در گوشه و كنار جهان وجود ندارد

در جهان در حال توسعه، فناوری نانو می تواند به سيستم های كوچكتر توزيع شده كه در بر گيرندۀ مواد و سيستم هايی هستند كه آلاينده ها و عوامل بيماری زا، از جمله ويروس هايی را كه با طولی معادل 5 تا 300 نانومتر، خود در مقياس نانو هستند، بدون كاربرد مواد شيميايي، از بين برد.  ویروس هایی هستند که از بین بردن آنها از آب آشامیدنی در کشورهای در حال توسعه، با روش های کنونی بسیار مشکل است. 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

متخصصان حوزه آب می گویند اگر نانوذرات آهن درون پلیمرهایی کپسوله شوند آنگاه می توان از آنها برای تمیز کردن آب های زیرزمینی آلوده به مواد شیمیایی سمی استفاده کرد. در اطراف شهر سیدنی استرالیا صدها سایت آلوده وجود دارد که خاک آنجا به وسیله پسماندهای صنعتی به جای مانده از گذشته آلوده شده است.

آلودگی خاک یک مشکل تاریخی است، تا دهه 1970 مردم فکر می کردند که با دفن کردن مواد سمی درون خاک، این مواد به سادگی از بین می روند. در واقع لایه زیرین خاک به صورت یک فیلتر طبیعی عمل می کند. بنابراین امکان آلوده شدن محیط زیست توسط این مواد سمی مدفون در زیر زمین تا چند دهه جدی گرفته نمی شد.

در عمل پدیده از بین رفتن مواد سمی اتفاق نمی افتد در عوض این آلاینده های شیمیایی که از حلال ها و گازها خارج می شود به درون زمین نفوذ می کند و دست آخر پس از گذشتن از حفره ها و ترک های میکروسکوپی خاک خود را به آب های زیرزمینی می رسانند و آنها را آلوده می کنند. در واقع آلودگی آب ها به صورت غیرمستقیم انجام می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هدایت ویژه آب ، شاخص قابلیت آب در هدایت یک جریان الکتریکی است و از این نظر که قابلیت هدایت الکتریکی ویژه ، نسبت معین و مستقیمی با TDS و مواد محلول موجود در آب دارد، لذا اندازه گیری آن به‌منظور کنترل کیفیت آب از اهمیت زیادی برخوردار است. در صنعت ، هدایت آب در کنترل تخلیه جوشاورها و آبهای برگشتی سیستمهای خنک کننده اهمیت زیادی دارد.

هدایت ویژه با عکس مقاومت الکتریکی نسبت مستقیمی دارد. آب خالص دارای مقاومت بالای الکتریکی و هدایت ویژه پایین می‌باشد. واحد هدایت الکتریکی در سیستم (یکای هدایت الکتریکی مواد در سیستم SI) ، زیمنس می‌باشد.

تاثیر یونهای هیدروکسید در هدایت الکتریکی آب

وجود یونهای هیدروکسید در نمونه‌های قلیایی ، باعث ایجاد خطا شده ، قابلیت هدایت را بطور غیر منتظره بالا می‌برد. از اینرو ، وقتی هدف ، تعیین کل مواد محلول در آب باشد، لازمست که نمونه ، قبل از اندازه گیری هدایت الکتریکی ، خنثی شده باشد. برای این منظور ، از اسید گالیک استفاده می‌شود. اسید گالیک به میزان بسیار کم تفکیک می‌شود، از اینرو در هدایت الکتریکی تاثیر کمی دارد. افزودن اسید گالیک در اندازه گیری آبهای صنعتی بویژه آب بویلرها انجام می‌شود و برای آبهای سطحی و آب چاه که قلیائیت کمی دارند، نیازی به افزودن اسید نمی‌باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نانوفوتوكاتاليست

فتوکاتالیست ها موادی هستند که باعث نابودی آلاینده ها در آب و فاضلاب و تبدیل آنها به مواد بی خطر نظیر آب و دی اکیسد کربن می شوند. در حقیقت این مواد در اثر تابش نور منجر به بروز يك واكنش شيميايي شوند، در حالي كه خود ماده، دست خوش هيچ تغييري نمی شود. فتوكاتاليست‌ها مستقيماً در واكنش‌هاي اكسايش و كاهش دخالت ندارند و فقط شرايط موردنياز براي انجام واكنش‌ها را فراهم مي‌كنندتعدادی از مواد که به عنوان فتوکاتالیست به کار میروند عبارتند از:

دی اکسیدتیتانیم(TIO₂ )،اکسیدروی(ZnO)،اکسید آهن(Fe₂O₃)،اکسیدتنگستن(W)

فوتوكاتاليست Tio₂

در سال1972 هنگاميكه پروفسور فوجي شيما و دانشجويش هوندا مشغول انجام آزمايش بودند به پديده عجيبي برخوردند. آنها مشاهده كردند كه به هنگام قرار دادن الكترودهايي از جنس TiO₂ و Pt در آب، مداري تشكيل مي شود كه بدون اعمال جريان الكتريسيته از بيرون، و تنها در معرض نور مي تواند آب را به اكسيژن و نيتروژن تجزيه كند. به دنبال اين پديده هوندا كشف كرد كه TiO₂ خاصيت اكسيدكنندگي قوي دارد. بنابراين مطالعات خود را بر روي اثر اين ماده ارزشمند در پديده هاي زيست محيطي مانند استريليزه كردن، گندزدايي و حذف آلودگي ها معطوف كرد. محصولات جديد اين فناوري داراي اثرت ضد باكتريايي است و بنابراين يكي از پيشرفته ترين ابزار براي ضد عفوني كردن فضاها و يكي از شاخه هاي اصلي مورد مطالعه در صنعت مواد است.

خاصيت فوتوكاتاليستي Tio₂

امروزه فتوكاتاليست هاي نانومتري از ذرات TiO₂ با اندازه دانه 20نانومتر ساخته مي شود. پس از جذب UV اشعه خورشيدي توسط اين ذرات، الكترونهاي آنها توسط انرژي UV به تحرك در آمده و از مدار خود خارج مي شوند، كه نتيجه آن بر جاي گذاشتن حفراتي است كه قابليت اكسيدكنندگي بسيار بالايي دارند. در عين حال الكترون ها كه خاصيت احيايي قوي دارند، پس از تماس با H₂O و O₂ هوا واكنش راديكالهاي آزاد اكسيژني و هيدروكسيدي ايجاد مي كنند. اين راديكالهاي آزاد خاصيت اكسيدكنندگي بالايي داشته و قادر خواهند بود كه مواد آلاينده، دود و باكتريهاي مضر را به مواد بي ضرري مانند H₂O و Co₂ تجزيه كنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کدورت و اندازه گیری آن

کدورت یک خاصیت فیزیکی است که باعث می شود قسمتی از نور تابیده شده متفرق و یا جذب شود ولی عبور نکند.ذراتت معلق وکلوییدی کوجود در آب ام ار معدنی،آلی یا میکروارگانیسم ها،نور را پراکنده یا جذب نموده و باعث ایجاد کدورت و کاهش شفافیت می گردند.کدورت را نباید با رنگ اشتباه گرفت.یکنمونه آب می تواند رنگی باشد ولی در عین حال شفاف باشد،کدورت با ذرات معلق نیز یکسان نیست زیرا ذرات معلق با صاف کردن(هنگام اندازه گیری کدورت) جدا می شوند.اندازه گیری مقدار کدورت که با فرض همگن بودن ذرات معلق،تخمینی از تعداد آنها خواهد بود،به کمک مقایسه چشمی و یا ابزار نوری برپایه قوانین جذب سنجی،کدورت سنجی و یا نفلومتری انجام پذیر 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