انواع روش های تصفیه آب

معرفی 9 نوع سیستم تصفیه آب

با توجه به اهمیت شناخت بهترین سیستم تصفیه آب برای هر خانواده‌ای ضروری است.

انواع دستگاه تصفیه آب خانگی با موجود هستند. به عنوان یک مصرف کننده، شناخت بهترین انتخاب‌ها برای ضروری است.

در این مقاله با هم به 9 روش تصفیه آب که در انواع دستگاه تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد، آشنا خواهیم شد.

1. روش اسمز معکوس Reverse Osmosis (RO)

قیمت  دستگاه اسمز معکوس ro: از با کیفیت‌ترین روش ها برای تصفیه کردن آب است. دستگاه های تصفیه آب موجود در ایران به خصوص از این سیستم تصفیه آب استفاه میکنند.

دستگاه‌هایی که با این سیستم به تصفیه کردن آب میپردازند معمولا با یک فیلتر به نام ممبران اسمز معکوس همراه هستند. این سیستم آلاینده‌های معدنی و آلی را از آب حذف میکند و آب را با بهترین کیفیت در اختیار مصرف کننده قرار میدهد.

توانایی حذف اکثر مواد شیمیایی و آلوده کننده درون آب را دارد. موادی که این سیستم در دفع آن‌ها قابلیت خوبی را از خود نشان نمیدهد، ترکیبات آلی فرار محلول در آب، برخی از آفت کش‌ها و حلال‌ها و کلر درون آب است.

فیلتر ممبران نسبت به کلر آسیب پذیر است. یعنی اگر کلر به آن برسد ممکن است که غشای نازک آن را دچار آسیب بکند. به همین دلیل است که دستگاه‌های تصفیه آب اسمز معکوس معمولا از چند فیلتر کربن اکتیو قبل از رسیدن آب به ممبران استفاده میکنند.

دستگاه تصفیه آب خانگی با سیستم اسمز معکوس RO معمولا با یک پمپ و یک مخزن ذخیره همراه است. اما به چه دلایلی این دو قطعه همراه با سیستم اسمز معکوس هستند ؟

سیستم تصفیه آب اسمز معکوس چگونه کار میکند ؟

در روش اسمز معکوس مولکول‌های آب از یک غشای نیمه تراوا که همان فیلتر ممبران است عبور داده میشوند. در این عبور از غشاء، مواد آلاینده‌ی محلول در آب از آن جدا شده و آب با درصد خلوص بسیار بالایی تصفیه میشود.

جهت جریان آب از غلظت کمتر به غلظت بیشتر است. در سیستم اسمز معکوس این جهت تغییر میکند. این تغییر جهت با اعمال یک نیروی خارجی اتفاق میفتد.

اندازه منافذ غشای اسمز معکوس می تواند تا اندازه 0.0001 میکرون کوچک باشد، که باعث می شود 99 درصد آلودگی‌های موجود در آب از جمله میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری و کیست را از بین ببرد.

 معایب استفاده از سیستم تصفیه آب اسمز معکوس

2. دستگاه تصفیه آب اولترافیلتراسیون Ultrafiltration (UF)

سیستم تصفیه آب اولترافیلتراسیون یکی از انواع دستگاه تصفیه آب است. مهم‌ترین مرحله‌ای که این سیستم برای تصفیه آب دارد، فیلتر UF میباشد. این فیلتر از روزنه‌های بسیار کوچکی تشکیل شده است. روزنه‌های اولترافیلتراسیون از 0.01 تا 0.02 میکرون است.

این روزنه‌های کوچک موجود روی غشای فیلتر UF اجازه میدهد تا آلاینده‌های موجود در آب حذف شود. همچنین به مواد معدنی موجود در آب اجازه باقی ماندن در آب را میدهد. این غشای نیمه نفوذپذیر از فیبر توخالی با تخلخل‌های بین 0.01 تا 0.5 میکرون ساخته شده است.

از آنجایی که فیلتر UF اولترافیلتراسیون نمیتواند مقدار زیادی از مواد جامد محلول در آب را حذف کند، این سیستم تصفیه آب برای مناطقی که دارای آب سخت هستند و TDS بالایی دارند، مناسب نیست.

یکی از مزیت‌های سیستم تصفیه آب اولترافیلتراسیون نسبت به روش اسمز معکوس است که UF نیاز به پیش تصفیه شدن آب ندارد. همانطور که در قسمت اسمز معکوس اشاره شد، به دلیل اینکه فیلتر ممبران اسمز معکوس نسبت به کلر دچار آسیب میشود، نیاز است که از فیلتر‌های کربن اکتیو قبل از ممبران استفاده شود. اما روش تصفیه آب اولترافیلتراسیون، توانایی حذف کلر را نیز دارد.

اما طبیعی است که برای هر چه بالاتر بردن کیفیت آب تصفیه شده، در کنار فیلتر UF از فیلتر‌های دیگری نیز استفاده میشود. فیلتر‌هایی مثل کربن اکتیو فیلتر‌های الیافی مرحله 1 و برخی اوقات از فیلتر ممبران اسمز معکوس.

کاربردهای صنعتی و فرآیند بازیافت فاضلاب نیز از دیگر موقعیت‌هایی است که از فناوری اولترافیلتراسیون استفاده میشود.

سیستم تصفیه آب اولترافیلتراسیون چگونه کار میکند؟

طریقه کارکرد روش تصفیه آب UF شباهت زیادی به سیستم اسمز معکوس دارد.

زمانی که آب از طریق شلنگ‌های اتصال به فیلتر UF میرسد، غشای فیلتر UF با اندازه تخلخل نزدیک به 0.01 میکرون، تمام جامدات بزرگتر از این مقدار را جذب میکند. بنابراین آب نسبتا خالص از فیلتر عبور کرده و جامدات به سطح غشای UF میچسبند.

مزایای سیستم تصفیه آب اولترافیلتراسیون

معایب روش تصفیه آب اولترافیلتراسیون

3. دستگاه تصفیه آب مکانیکی Mechanical

در یک جمله و به طور خلاصه میتوان گفت که روش مکانیکی برای حذف آلاینده‌های فیزیکی درون آب مناسب است.

روش مکانیکی در اکثر اوقات به صورت یکی فیلتر پایه ای برای سیستم‌های تصفیه آب دیگر مورد استفاده قرار میگیرد. روش تصفیه آب مکانیکی به طور کلی در انواع دستگاه تصفیه آب خانگی، و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.

روش تصفیه آب مکانیکی در حذف آلاینده‌های درشت، مثل گل و لای، شن، ماسه و زنگ لوله‌ها که در آب جاری شده اند بسیار مناسب است.

معمولا از روش مکانیکی با استفاده از فیلتر الیافی بهره میبرند. فیلتر الیافی از الیاف ذوب شده پلی پروپیلن ساخته میشود. اندازه روزنه‌های فیلتر الیافی pp معمولا بین 1 تا 100 میکرون است. با توجه به شرایط میتوان فیلتر پلی پروپیلن را با اندازه تخلخل مورد نیاز انتخاب کرد.

معمولا در انواع دستگاه تصفیه آب خانگی این فیلتر با اندازه 5 میکرون و یا 1 میکرون انتخاب میشود. فیلتر الیافی که از روش مکانیکی برای تصفیه آب استفاده میکند، معمولا در مرحله 1 دستگاه تصفیه آب خانگی یا نیمه صنعتی نصب میشود.

دلیل استفاده از روش مکانیکی در ابتدای سیستم تصفیه آب اسمز معکوس یا اولترافیلتراسیون این است که فیلتر الیافی از نفوذ مواد درشت به فیلتر‌های کربن و ممبران جلوگیری کند. این مورد باعث میشود تا از کیپ شدگی فیلتر‌های دیگر جلوگیری شود. همچنین باقی فیلتر‌ها از طول عمر بالاتری برخوردار شوند.

یکی دیگر از کاربرد‌های روش تصفیه آب مکانیکی، استفاده از آن در آکواریوم است. این فیلتر در آکواریوم باقی مانده غذاها و زباله‌های گیاهی را به دام میندازد. البته به دلیل روزنه‌های بزرگ‌تر، باکتری‌هایی که برای ماهی‌ها مفید است را حذف نخواهد کرد.

روش مکانیکی تصفیه آب چگونه کار میکند؟

روش تصفیه کردن فیلتر‌های مکانیکی بسیار ساده است. فرض کنید ما یک فیلتر الیافی pp با اندازه تخلخل 5 میکرون داریم. زمانی که آب از این فیلتر عبور میکند، دارای آلاینده‌هایی با ابعاد مختلف است. این فیلتر آلودگی‌هایی که اندازه آن‌ها از 5 میکرون بزرگتر باشد را جذب خود میکند و آب را با آلاینده‌های کوچکتر است 5 میکرون عبور میدهد.

در این روش به صورت کاملا فیزیکی گل و لای موجود در آب و ذراتی که از حد مشخص شده‌ی فیلتر پروپیلن بزرگ‌تر باشند از آب گرفته می‌شوند و بعد از مدتی که به فیلتر نگاه می‌کنید تغییر رنگ کاملا محسوسی را مشاهده می‌کنید و این تغییر رنگ تا مرز تیره و سیاه شدن، نشان دهنده‌ی آلوده شدن فیلتر دستگاه تصفیه آب شماست که باید در همان زمان اقدام به تعویض آن کنید تا کارایی عملکرد خود را داشته باشد.

پس از اینکه سطح فیلتر مکانیکی دچار آلودگی شد، کارتریج فیلتر الیافی را با یک کارتریج دیگر تعویض میکنیم.

مزایای روش مکانیکی تصفیه آب

معایب سیستم تصفیه آب مکانیکی

4. دستگاه تصفیه آب با اشعه فرابنفش Ultraviolet (UV)

به طور کلی در فرآیند تصفیه آب از تکنولوژی ماوراء بنفش برای از بین بردن میکرو ارگانیسم‌ها استفاده میشود. این مواد شامل تک یاخته‌ها، ویروس، باکتری و کیست‌ها میباشد که ممکن است از آب باران، دریاچه‌ها و چاه‌های خصوصی وارد آب آشامیدنی شود.

اشعه ماوراء بنفش با استفاده از لامپ ماوراء بنفش به 99.99 درصد از آلودگی‌های میکروبیولوژیکی موجود در آب آسیب می رساند. باعث از بین بردن تمام میکروارگانیسم‌های نام برده شده و بیماری‌زا می شود.

سیستم تصفیه آب UV که از اشعه فرابنفش برای پاکسازی آب استفاده میکند، به تنهایی نمیتواند کیفیت آب لازم برای آشامیدن را در اختیار شما بگذارد. معمولا از این سیستم به صورت یک فیلتر مکمل در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس استفاده میکنند.

تصفیه آب با سیستم UV یا فرابنفش چگونه کار میکند؟

زمانی که آب از قسمت فیلتر UV میگذرد، اشعه‌های فرابنفش لامپ UV میکروب‌ها، ویروس‌ها و باکتری‌های موجود در آب را حذف یا غیر فعال میکنند. برای عملکرد هر چه بهتر فیلتر UV بهتر است قبل از این فیلتر یک فیلتر مکانیکی یا فیلتر الیافی نصب شود.

 

در انواع دستگاه تصفیه آب خانگی معمولا بهترین مکان برای نصب فیلتر UV در آخرین مرحله تصفیه آب است.

مزایای استفاده از فیلتر UV

معایب استفاده از اشعه فرابنفش برای تصفیه آب

5. روش تصفیه آب با کربن اکتیو Activated Carbon

روش یکی از پرکاربرد‌ترین روش‌های تصفیه آب است. کربن در انواع دستگاه تصفیه آب خانگی و نیمه صنعتی استفاده میشود. کربن اکتیو میتواند سموم و مواد شیمیایی درون آب، به خصوص کلر را از آب پاکسازی کند و آب بسیار با کیفیتی را در اختیار مصرف کننده بگذارد.

کربن فعال یا کربن اکتیو زمانی ایجاد میشود که مواد آلی با محتوای کربن بالا مانند زغال سنگ و چوب یا پوسته نارگیل به گونه‌ای حرارت داده شوند که تبدیل به زغال شوند. سپس ماده زغال مانند حاصل شده، به گونه‌ای تغییر شکل میابد که به ماده‌ای تبدیل شود که دارای تخلخل باشد و استفاده از آن بتواند سموم موجود در آب را از بین ببرد.

برای مثال در ، سه فیلتر از جنس کربن به کار رفته است. فیلتر مرحله 2 به نام کربن پودری و برای جذب کلر موجود در آب به کار میرود. فیلتر مرحله 3 با عنوان کربن بلاک که به طور مستقیم از کربن اکتیو در آن استفاده شده است. همچنین فیلتر مرحله 5 دستگاه تصفیه آب هیوندای H700 که پست کربن نام دارد و وظیفه حذف بو و طعم بد آب را دارد.

کربن اکتیو چگونه آب را تصفیه میکند ؟

روش تصفیه آب کربن اکتیو فقط و فقط با خاصیت جذب مواد است. وقتی که آب از فیلتر کربن اکتیو عبور میکند، تمام آلاینده‌هایی که از روزنه‌های این فیلتر کوچکتر باشند، در آن جذب میشوند و مولکول‌های آب از آن نفوذ میکند.

در همان زمان برای جذب مواد شیمیایی موجود در آب هم فیلتر کربن اکتیو برنامه دارد. کربن اکتیو با بار مثبت، یون‌های با بار منفی و آلاینده درون آب مانند کلر را به خود جذب میکند. به این صورت آب هم از شر آلاینده‌های فیزیکی خلاص میشود و از نظر آلاینده‌های شیمیایی پاکسازی میشود.

مزایای استفاده از کربن اکتیو

معایب استفاده از فیلتر کربن اکتیو

6. تصفیه آب با تبادل یونی Ion Exchange (IX)

تبادل یونی فرایندی است که برای حذف یون‌های ناخواسته محلول در  آب و جایگزینی آنها با یون‌های دیگر با بار الکتریکی یکسان، استفاده میشود.

دو نوع روش تبادل یونی وجود دارد. اول تبادل یونی کاتیون که برای یون‌های با بار مثبت استفاده میشود. دوم تبادل یونی آنیونی که برای بار‌های الکتریکی منفی استفاده میشود.

در انواع دسگاه تصفیه آب‌، دو فرآیند تبادل یونی معمولاً برای اهداف تصفیه کردن و دیونیزاسیون آب مانند حذف مواد معدنی، جذب اسید و حذف فلزات سنگین استفاده می شود.

روش تبادل یونی برای حذف مواد رادیواکتیوی موجود در آب و همچنین برای کاهش سختی آب مورد استفاده قرار میگیرد.

تبادل یونی چگونه کار میکند؟

همانطور که از نامش مشخص است، روش تبادل یونی از جا به جا کردن برخی از یون‌های درون آب استفاده میکند. برای مثال یون‌های کلسیم و منیزیم که عامل سختی آب هستند با یون سدیم تعویض میشوند.

تبادل یونی دو نوع دارد. تبادل کاتیونی و تبادل آنیونی. تبادل کاتیونی عبارت است از جابه جایی یک یون مثبت با یون مثبت دیگر. مثال آن همان تبادل یون‌های کلسیم و منیزیم با سدیم است.

تبادل آنیونی نیز به تبادل و تعویض یون‌های بار منفی با یک یون بار منفی دیگر است. مثلا یون‌های دارای بار منفی در آب مانند فلوراید‌، آرسنیک‌، ، اورانیوم و سولفات با دیگر یون‌های بار منفی نسبتا مفید‌تر مانند کلرید مبادله می شوند.

منبع : freshwatersystems.com