تجهیزات صنعت فاضلاب

تجهیزات ضدعفونی و تصفیه آب صنعتی

آلودگی آب

آلودگی آب ، آلودگی بدنهای آب است که معمولاً در نتیجه فعالیتهای انسانی صورت می گیرد. اجسام آب شامل دریاچه ها ، رودخانه ها ، اقیانوس ها ، سفره های آب و زیرزمینی هستند. آلودگی آب هنگام ورود آلاینده ها به محیط طبیعی حاصل می شود. به عنوان مثال ، انتشار فاضلاب تصفیه نشده به آب در آبهای طبیعی می تواند به تخریب اکوسیستم های آبی منجر شود. به نوبه خود ، این می تواند به مشکلات بهداشت عمومی برای افرادی که در پایین دست زندگی می کنند منجر شود. آنها ممکن است از همان آب آلوده رودخانه برای نوشیدن یا استحمام یا آبیاری استفاده کنند. آلودگی آب دلیل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است ، به عنوان مثال به دلیل بیماریهای ناشی از آب

آلودگی آب را می توان به آلودگی آبهای سطحی تقسیم کرد. آلودگی دریایی و آلودگی مواد مغذی زیر مجموعه های آلودگی آب است. منابع آلودگی آب یا منابع نقطه ای و همچنین منابع غیر نقطه ای هستند. منابع نقطه ای یک دلیل قابل شناسایی آلودگی دارند ، مانند تخلیه طوفان ، تصفیه خانه فاضلاب یا جریان. منابع غیر نقطه ای مانند رواناب کشاورزی پراکندگی بیشتری دارند. آلودگی نتیجه اثر تجمعی در طول زمان است. همه گیاهان و ارگانیسم هایی که در بدن آبهای آلوده زندگی می کنند یا در معرض آن قرار دارند می توانند تحت تأثیر قرار بگیرند. این اثرات می تواند به گونه های فردی آسیب برساند و جوامع بیولوژیکی طبیعی بخشی از آنها را تحت تاثیر قرار دهد.

دلایل آلودگی آب طیف گسترده ای از مواد شیمیایی و پاتوژن ها و همچنین پارامترهای فیزیکی را شامل می شود. آلاینده ها ممکن است شامل مواد آلی و معدنی باشند. درجه حرارت بالا نیز می تواند به آب آلوده منجر شود. یکی از دلایل عمده آلودگی های حرارتی استفاده از آب به عنوان خنک کننده توسط نیروگاه ها و تولید کنندگان صنعتی است. درجه حرارت افزایش یافته سطح آب باعث کاهش سطح اکسیژن می شود ، که می تواند ماهی را از بین ببرد و ترکیب زنجیره غذایی را تغییر دهد ، تنوع زیستی گونه ها را کاهش دهد و تهاجم گونه های جدید ترموفیلی را تقویت کند.

آلودگی آب با تجزیه و تحلیل نمونه های آب اندازه گیری می شود. آزمایشات جسمی ، شیمیایی و بیولوژیکی قابل انجام است. کنترل آلودگی آب نیاز به زیرساخت ها و برنامه های مدیریتی مناسب دارد. زیرساخت ها می توانند شامل تصفیه خانه های فاضلاب باشند. کارخانه های تصفیه فاضلاب و تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی معمولاً برای محافظت از بدن در برابر فاضلاب تصفیه نشده لازم است. تصفیه فاضلاب کشاورزی برای مزارع و کنترل فرسایش از اماکن ساختمانی نیز می تواند به جلوگیری از آلودگی آب کمک کند. راه حل های مبتنی بر طبیعت روش دیگری برای جلوگیری از آلودگی آب است. کنترل مؤثر رواناب شهری شامل کاهش سرعت و کمیت جریان است. در ایالات متحده ، بهترین روشهای مدیریتی در مورد آلودگی آب ، روشهایی برای کاهش کمیت آب و بهبود کیفیت آب است.

فاضلاب خام و زباله های صنعتی در رودخانه جدید با عبور از Mexicali (مکزیک) به Calexico ، کالیفرنیا

مقدمه
آب معمولاً هنگامی که توسط آلودگی های آلوده به انسان آلوده شود ، آلوده می شود. با توجه به این آلاینده ها ، آن را از استفاده انسانی مانند آب آشامیدنی پشتیبانی نمی کند ، یا توانایی قابل توجهی در حمایت از اجتماعات زیست محیطی خود مانند ماهی را تغییر می دهد. پدیده های طبیعی مانند آتشفشان ها ، شکوفه های جلبک ها ، طوفان ها و زمین لرزه ها همچنین باعث ایجاد تغییرات اساسی در کیفیت آب و وضعیت اکولوژیکی آب می شوند.

آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است. این امر نیاز به ارزیابی مداوم و تجدید نظر در سیاست منابع آب در همه سطوح (بین المللی تا سفره های آب و چاه های فردی) دارد. پیشنهاد شده است که آلودگی آب عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. آلودگی آب منجر به کشته شدن 1.8 میلیون نفر در سال 2015 شد.

سازمان جهانی بررسی محیط زیست اقیانوس (GOES) آلودگی آب را یکی از اصلی ترین مشکلات زیست محیطی می داند که می تواند خطری برای وجود حیات روی کره زمین در دهه های بعدی باشد. یکی از نگرانی های اصلی ، آلودگی آب ، فیتوپلانکتون قلب است که 70٪ اکسیژن تولید می کند و بخش بزرگی از دی اکسید کربن را بر روی زمین از بین می برد. این سازمان اقدامات متعددی را برای رفع اوضاع پیشنهاد می کند ، اما برای اثربخشی آنها باید در 10 سال آینده انجام شود.

هند و چین دو کشوری هستند که آلودگی آب زیادی دارند: حدود 580 نفر در هند روزانه در اثر بیماری ناشی از آلودگی آب (از جمله بیماریهای ناشی از آب) می میرند. حدود 90 درصد آب در شهرهای چین آلوده است. از سال 2007 ، نیم میلیارد چینی دسترسی به آب آشامیدنی سالم ندارند.

علاوه بر مشکلات حاد آلودگی آب در کشورهای در حال توسعه ، کشورهای توسعه یافته نیز با مشکلات آلودگی همچنان به مبارزه خود ادامه می دهند. به عنوان مثال ، در گزارشی از کیفیت آب در ایالات متحده در سال 2009 ، 44 درصد از مایع ارزیابی شده از مایل ، 64 درصد از جریبهای دریاچه ارزیابی شده و 30 درصد از خلیج های ارزیابی شده و مایل مربع به عنوان آلوده طبقه بندی شده اند.

آلودگی در کانال لاچین کانادا

انواع
آلودگی آبهای سطحی
آلودگی آبهای سطحی شامل آلودگی رودخانه ها ، دریاچه ها و اقیانوس ها است. زیر مجموعه آلودگی آبهای سطحی ، آلودگی دریایی است.
میانگین انتشار آلتروژن زدایی (آلودگی آب) غذاهای مختلف در 100 گرم پروتئین
انتشار مواد خوراکی انتشار گازهای گلخانه ای (گرم PO43-Eq در 100 گرم پروتئین)
گوشت گاو
365.3
ماهی مزرعه
235.1
سخت پوستان مزرعه
227.2
پنیر
98.4
بره و گوشت گوسفند
97.1
گوشت خوک
76.4
مرغ
48.7
تخم مرغ
21.8
آجیل
14.1
نخود فرنگی
7.5
توفو

آلودگی دریایی
یکی از مسیرهای مشترک ورود آلاینده ها به دریا ، رودخانه ها است. یک نمونه مستقیم تخلیه فاضلاب و زباله های صنعتی به اقیانوس است. آلودگی مانند این به ویژه در کشورهای در حال توسعه رخ می دهد. در حقیقت ، 10 بزرگترین انتشار دهنده آلودگی پلاستیک اقیانوسی در سراسر جهان ، از کمترین و کمترین آنها ، چین ، اندونزی ، فیلیپین ، ویتنام ، سریلانکا ، تایلند ، مصر ، مالزی ، نیجریه و بنگلادش است که عمدتا از طریق رودخانه های یانگ تسه ، ایندوس انجام می شود. ، زرد ، های ، نیل ، گنگ ، مروارید ، عمور ، نیجر و مکونگ و "90٪ از کل پلاستیکی که به اقیانوس های جهان می رسد" را تشکیل می دهد.

حفره های بزرگ (گردابها) در اقیانوس ها بقایای پلاستیک شناور را به دام می اندازند. زباله های پلاستیکی می توانند مواد شیمیایی سمی را از آلودگی اقیانوس ها جذب کنند و به طور بالقوه مسمومیت هر موجودی که آن را بخورد ، نیست. بسیاری از این قطعه های طولانی به شکم پرندگان دریایی و حیوانات ختم می شوند. این امر باعث انسداد مسیرهای گوارشی می شود و منجر به کاهش اشتها یا حتی گرسنگی می شود.

انواع اثرات ثانویه وجود دارد که ناشی از آلاینده اصلی نیست ، بلکه یک وضعیت مشتق است. نمونه ای از رواناب سطح روان ، که می تواند از نفوذ نور خورشید از طریق ستون آب جلوگیری کند و مانع از فتوسنتز در گیاهان آبزی شود.

رودخانه ای آلوده در حال تخلیه معدن مس رها شده در آنگلسی

آلودگی آبهای زیرزمینی
تعامل بین آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی پیچیده است. در نتیجه ، آلودگی آبهای زیرزمینی ، که به آن آلودگی آبهای زیرزمینی نیز گفته می شود ، به راحتی آلودگی آبهای سطحی نیست. به دلیل ماهیت آن ، سفره های آب زیرزمینی مستعد آلودگی از منابعی هستند که ممکن است به طور مستقیم بر روی آب های سطحی تأثیر نگذارند. تمایز نقطه در مقابل منبع غیر نقطه ممکن است بی ربط باشد.

تجزیه و تحلیل آلودگی آبهای زیرزمینی ممکن است بر خصوصیات خاک و زمین شناسی محل ، هیدروژئولوژی ، هیدرولوژی و ماهیت آلاینده ها تمرکز داشته باشد. علل آلودگی آبهای زیرزمینی شامل: موارد طبیعی (ژئوژنیک) ، سیستم های بهداشتی در محل ، فاضلاب ، کودها و سموم دفع آفات ، نشت تجاری و صنعتی ، شکستگی هیدرولیک ، آبشستگی زباله است.

دسته بندی منابع آلودگی
آبهای سطحی و زیرزمینی غالباً به عنوان منابع جداگانه مورد مطالعه و مدیریت قرار می گیرند. آبهای سطحی از درون خاک عبور می کند و به آب های زیرزمینی تبدیل می شود. در مقابل ، آبهای زیرزمینی همچنین می توانند از منابع آب سطحی تغذیه کنند. منابع آلودگی آبهای سطحی معمولاً بر اساس منشأ آنها به دو دسته تقسیم می شوند.

منابع نقطه
آلودگی آب منبع نقطه به آلودگی هایی گفته می شود که از یک منبع قابل شناسایی مانند لوله یا خاکریز وارد یک آبراه می شوند. نمونه هایی از منابع این گروه شامل تخلیه ها از تصفیه خانه فاضلاب ، یک کارخانه یا زهکشی طوفان شهری است.

قانون آب پاک ایالات متحده (CWA) منبع نقطه را برای اهداف اجرای نظارتی تعریف می کند. تعریف CWA از منبع نقطه در سال 1987 اصلاح شد تا شامل سیستم فاضلاب شهری طوفان شهری و همچنین آب طوفان صنعتی مانند سایتهای ساختمانی شود.

آلودگی منبع نقطه در یک کارخانه کشتی سازی در ریودوژانیرو ، برزیل.

منابع غیر نقطه ای
آلودگی منبع غیر نقطه اشاره به آلودگی پراکنده دارد که از یک منبع جداگانه منشأ گرفته نمی شود. این نوع آلودگی اغلب اثر تجمعی مقادیر اندک از آلاینده های جمع آوری شده از یک منطقه بزرگ است. نمونه بارز شسته شدن ترکیبات نیتروژن از اراضی کشاورزی بارور شده. رواناب مواد مغذی موجود در آب طوفان از "جریان ورق" بر روی یک مزرعه کشاورزی یا جنگل نیز به عنوان نمونه هایی از آلودگی منبع غیر نقطه ذکر شده است.
آب آلوده به طوفان آلوده که از پارکینگ ها ، معابر و بزرگراه ها به نام رواناب شهری نامیده می شود ، گاه در دسته منابع غیر نقطه ای قرار می گیرد. این رواناب به یک منبع نقطه تبدیل می شود زیرا به طور معمول به سیستم های تخلیه طوفان منتقل می شود و از طریق لوله ها به آب های سطحی محلی تخلیه می شود.

نماد تخلیه آبی و ماهی های زرد رنگ که توسط آژانس محیط زیست انگلیس برای آگاهی از اثرات زیست محیطی آلوده کننده زهکشی سطح استفاده می شود

آلاینده ها و منابع آنها
آلاینده های خاص منجر به آلودگی در آب ، طیف گسترده ای از مواد شیمیایی ، پاتوژن ها و تغییرات فیزیکی مانند افزایش درجه حرارت و تغییر رنگ را شامل می شود. در حالی که بسیاری از مواد شیمیایی و موادی که تنظیم می شوند ممکن است به طور طبیعی اتفاق بیفتد (کلسیم ، سدیم ، آهن ، منگنز و غیره) غلظت معمولاً مشخص می کند که کدام یک از اجزای طبیعی آب و چه آلاینده ای دارد. غلظت بالای مواد طبیعی که می توانند اثرات منفی بر روی گیاهان و جانوران آبزی داشته باشند.

مواد تخلیه کننده اکسیژن ممکن است مواد طبیعی مانند مواد گیاهی (مانند برگ و چمن) و همچنین مواد شیمیایی ساخته شده توسط انسان باشد. سایر مواد طبیعی و انسانی نیز ممکن است باعث ایجاد کدورت (ابر) شود که باعث جلوگیری از رشد نور می شود و رشد گیاه را مختل می کند و آبششهای برخی از ماهی ها را مسدود می کند.

تغییر شیمیایی فیزیکی آب شامل اسیدیته (تغییر در pH) ، هدایت الکتریکی ، دما و فرسایش است. اتروفیکاسیون افزایش غلظت مواد مغذی شیمیایی در یک اکوسیستم تا حدی است که باعث افزایش بهره وری اولیه اکوسیستم می شود. بسته به میزان تبخیر ، اثرات جانبی منفی محیطی مانند آنوکسی (کاهش اکسیژن) و کاهش شدید در کیفیت آب ممکن است رخ دهد و بر ماهی و سایر جمعیت ها تأثیر بگذارد.

پاتوژن ها
میکروارگانیسم های ایجاد کننده بیماری به عنوان عوامل بیماری زا شناخته می شوند. پاتوژن ها می توانند بیماری های ناشی از آب را در میزبان انسان یا حیوان ایجاد کنند. باکتریهای کولیفرم که عامل اصلی بیماری نیستند ، معمولاً به عنوان یک باکتریایی آلودگی آب مورد استفاده قرار می گیرند. میکروارگانیسم های دیگری که گاهی اوقات در آب های سطحی آلوده وجود دارند که باعث ایجاد مشکلات سلامتی در انسان شده اند عبارتند از:

• Burkholderia pseudomallei
• Cryptosporidium parvum
• لامبلیا ژیاردیا
• سالمونلا
• نورو ویروس و سایر ویروس ها
• کرم های انگلی از جمله نوع Schistosoma

مقادیر بالای پاتوژنها ممکن است ناشی از سیستم های بهداشتی در محل (مخازن سپتیک ، سنگ فرش های گودال) یا دفع فاضلاب های نامناسب باشد. شهرهای قدیمی با زیرساخت های پیری ممکن است دارای سیستم جمع آوری فاضلاب نشتی (لوله ، پمپ ، شیرآلات) باشند که این امر می تواند باعث سرریز فاضلاب بهداشتی شود. برخی از شهرها همچنین فاضلاب های ترکیبی دارند که ممکن است در هنگام طوفان باران فاضلاب تصفیه نشده را تخلیه کند. سیلت (رسوب) حاصل از تخلیه فاضلاب ، بدن آب را نیز آلوده می کند.
ترشحات پاتوژن همچنین ممکن است در اثر عملکرد دام های ضعیف اداره شود.

پوستر برای آموزش مردم آسیای جنوبی در مورد فعالیتهای انسانی منجر به آلودگی منابع آب

یک پوشش دریچه ای که قادر به داشتن سرریز فاضلاب بهداشتی نیست.

لجن مدفوع جمع شده از رودخانه های گودال به رودخانه ای در زاغه کوروگوچو در نایروبی ، کنیا ریخته می شود.

آلاینده های آلی ، معدنی و ماکروسکوپی
آلاینده ها ممکن است شامل مواد آلی و معدنی باشند. بسیاری از مواد شیمیایی سمی هستند.
آلاینده های آب آلی شامل موارد زیر هستند:

• مواد شوینده
  ضد فرآورده های ضد عفونی موجود در آب آشامیدنی ضد عفونی شیمیایی ، مانند کلروفرم
• ضایعات فرآوری مواد غذایی ، که می تواند شامل مواد حاوی اکسیژن ، چربی ها و چربی ها باشد
• حشره کش ها و علف کش ها ، طیف گسترده ای از ارگانو هالیدها و سایر ترکیبات شیمیایی
• هیدروکربن های نفتی از جمله سوخت ها (بنزین ، سوخت دیزل ، سوخت جت و روغن سوخت) و روان کننده ها (روغن موتور) و فرآورده های احتراق سوخت ، از جریان آب طوفان
• ترکیبات آلی فرار ، مانند حلالهای صنعتی ، از ذخیره نادرست.
• حلالهای کلر دار ، که مایعات فاز غیر آبی متراکم هستند ، ممکن است به پایین مخازن سقوط کنند ، زیرا آنها به خوبی با آب مخلوط نمی شوند و متراکم تر هستند.
• بی فنیل پلی کلر دار (PCB)
• تری کلر اتیلن
• پرکلرات

ترکیبات شیمیایی متنوعی در بهداشت شخصی و محصولات آرایشی یافت می شود
آلودگی به داروها شامل داروهای دارویی و متابولیت های آنها می شود ، این شامل داروهای ضد افسردگی یا داروهای هورمونی مانند قرص های ضد بارداری است. این مولکول ها بدون استفاده از به روزرسانی گران می توانند برای گیاهان درمانی کوچک و دشوار باشند.
آلاینده های آب معدنی شامل:

• اسیدیته ناشی از تخلیه های صنعتی (خصوصاً دی اکسید گوگرد از نیروگاه ها)
• آمونیاک از زباله های فرآوری مواد غذایی
• زباله های شیمیایی به عنوان محصولات فرعی صنعتی
• کودهای حاوی مواد مغذی - نیترات و فسفات — که در رواناب آب طوفان از کشاورزی و همچنین استفاده تجاری و مسکونی یافت می شود (به آلودگی مواد مغذی مراجعه کنید)
• فلزات سنگین از وسایل نقلیه موتوری (از طریق رواناب آب طوفان شهری) و زهکشی معدن اسید
• ترشح مواد نگهدارنده کرئوزوت در اکوسیستم آبی
• سیلت (رسوب) در رواناب از محوطه های ساختمانی ، ورود به سیستم ، شیردوشی و سوختگی یا محل های پاکسازی زمین.

آلودگی ماکروسکوپی - موارد قابل مشاهده بزرگی که آب را آلوده می کند - ممکن است در یک زمینه آب طوفان شهری به عنوان "شناور شناسی" خوانده شود ، یا در صورت یافتن در دریاهای باز ، بقایای دریایی وجود داشته باشد و مواردی همچون موارد زیر را شامل شود:

• زباله یا زباله (به عنوان مثال کاغذ ، پلاستیک یا مواد زائد غذایی) که توسط افراد روی زمین رها شده است ، به همراه آشغال های تصادفی یا عمدی زباله ، که با بارندگی در زهکشی های طوفان شسته شده و در نهایت به آب های سطحی تخلیه می شوند.
• گلوله های پلاستیکی کوچک و پر از آب در همه جا آلودگی پلاستیک و آلودگی میکروپلاستیک را مشاهده کنید.
• کشتی های حمل و نقل ، کشتی های ضربتی بزرگ.

رودخانه گل آلود آلوده به رسوب است.

جمع آوری زباله در یک جریان شهری در اوکلند ، نیوزیلند.

تغییر دما
آلودگی حرارتی افزایش یا کاهش دمای بدن طبیعی آب است که در اثر نفوذ انسان ایجاد می شود. آلودگی حرارتی برخلاف آلودگی شیمیایی منجر به تغییر در خصوصیات بدنی آب می شود. یکی از دلایل عمده آلودگی های حرارتی استفاده از آب به عنوان خنک کننده توسط نیروگاه ها و تولید کنندگان صنعتی است. درجه حرارت افزایش یافته سطح آب باعث کاهش سطح اکسیژن می شود ، که می تواند ماهی را از بین ببرد و ترکیب زنجیره غذایی را تغییر دهد ، تنوع زیستی گونه ها را کاهش دهد و تهاجم گونه های جدید ترموفیلی را تقویت کند. رواناب شهری همچنین ممکن است دما را در آبهای سطحی بالا ببرد.

آلودگی حرارتی همچنین با آزاد شدن آب بسیار سرد از پایه مخازن به رودخانه های گرمتر می تواند ایجاد شود.

ایستگاه برق نقطه برایتون در ماساچوست آب گرم شده را برای سوار کردن خلیج امید تخلیه می کند.

اندازه گیری
آلودگی آب ممکن است از طریق چندین دسته وسیع از روشها: فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی تجزیه و تحلیل شود. بیشتر آنها شامل جمع آوری نمونه ها و پس از آن تست های تخصصی تحلیلی است. برخی از روشها ممکن است درجا و بدون نمونه برداری مانند دما انجام شوند. آژانسهای دولتی و سازمانهای تحقیقاتی روشهای آزمایش و تحلیلی معتبر و استاندارد را برای تسهیل در مقایسه نتایج حاصل از وقایع آزمایش متفاوت منتشر کرده اند.

نمونه برداری
نمونه برداری از آب برای آزمایش فیزیکی یا شیمیایی بسته به دقت مورد نیاز و ویژگی های آلاینده می تواند با چندین روش انجام شود. بسیاری از وقایع آلودگی به شدت در زمان محدود می شوند ، که معمولاً در ارتباط با حوادث باران است. به همین دلیل نمونه های "گرفتن" اغلب برای تعیین کمیت میزان آلودگی کاملاً مناسب نیستند. دانشمندان جمع آوری این نوع داده ها معمولاً از دستگاه های نمونه بردار خودکار استفاده می کنند که میزان آب را در هر زمان یا فواصل تخلیه پمپ می کنند.

نمونه برداری برای آزمایش بیولوژیکی شامل جمع آوری گیاهان و حیوانات از بدن سطح آب است. بسته به نوع ارزیابی ، ارگانیسم ها می توانند برای آزمایشهای زیستی (تعداد جمعیت) شناسایی شده و به بدن آب برگردانده شوند ، یا برای تعیین سمیت ممکن است برای سنجش سنجی جدا شوند.

آزمایش فیزیکی
آزمایشات فیزیکی متداول آب شامل دما ، غلظت مواد جامد (به عنوان مثال ، کل مواد معلق معلق (TSS)) و کدورت است.

آزمایش شیمیایی
نمونه های آب با استفاده از اصول شیمی تحلیلی قابل بررسی است. بسیاری از روشهای آزمایش منتشر شده برای ترکیبات آلی و معدنی در دسترس هستند. متدهای متداول شامل pH ، میزان اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) ، میزان اکسیژن شیمیایی (COD) ، مواد مغذی (ترکیبات نیترات و فسفر) ، فلزات (از جمله مس ، روی ، کادمیوم ، سرب و جیوه) ، روغن و گریس ، کل هیدروکربن های نفتی ( TPH) ، و سموم دفع آفات.

آزمایش بیولوژیکی
آزمایش بیولوژیکی شامل استفاده از شاخص های گیاهی ، حیوانی یا میکروبی برای نظارت بر سلامت یک اکوسیستم آبی است. آنها هر گونه گونه بیولوژیکی یا گروهی از گونه هایی هستند که عملکرد ، جمعیت یا وضعیت آنها می تواند نشان دهد که چه میزان اکوسیستم یا تمامیت محیطی در آن حضور دارد. یک نمونه از یک گروه از نشانگرهای زیستی عبارتند از کپسودها و سایر سخت پوستانهای کوچک آب که در بسیاری از آبهای بدن وجود دارد. چنین ارگانیسم هایی را می توان برای تغییرات (بیوشیمیایی ، فیزیولوژیکی یا رفتاری) کنترل کرد که ممکن است نشان دهنده مشکلی در اکوسیستم آنها باشد.

کنترل آلودگی
تصفیه فاضلاب شهری
در مناطق شهری کشورهای توسعه یافته ، فاضلاب شهری (یا فاضلاب) به طور معمول توسط تصفیه خانه های فاضلاب متمرکز تصفیه می شود. سیستم های خوب و طراحی شده (به عنوان مثال ، با مراحل تصفیه ثانویه یا عملیات پیشرفته تر) می توانند 90 درصد یا بیشتر بار آلاینده موجود در فاضلاب را حذف کنند. بعضی از گیاهان سیستمهای اضافی برای از بین بردن مواد مغذی و پاتوژنها دارند ، اما این مراحل درمانی پیشرفته تر به تدریج گران می شوند.

راه حل های مبتنی بر طبیعت نیز به جای (یا در ترکیب با) گیاهان درمانی متمرکز استفاده می شوند.

شهرهای دارای سرریز فاضلاب فاضلاب یا سرریز فاضلاب ترکیبی از یک یا چند روش مهندسی برای کاهش تخلیه فاضلاب تصفیه نشده استفاده می کنند ، از جمله:

• استفاده از یک رویکرد زیرساخت سبز برای بهبود ظرفیت مدیریت آب طوفان در کل سیستم و کاهش بارگذاری هیدرولیک تصفیه خانه
• تعمیر و تعویض تجهیزات نشتی و خرابکاری
• افزایش ظرفیت هیدرولیک کلی سیستم جمع آوری فاضلاب (اغلب گزینه بسیار گران قیمت).

سرویس بهداشتی در محل و بهداشت با خیال راحت اداره می شود

ممکن است خانوارها یا مشاغلی که توسط تصفیه خانه شهری در آن سرویس نشده است ، یک مخزن سپتیک منفرد داشته باشند که فاضلاب را در محل قبل از تصفیه قرار داده و آن را به داخل خاک نفوذ می دهد. در صورت عدم انجام صحیح ، این می تواند به آلودگی آبهای زیرزمینی منجر شود.

براساس برآورد برنامه برنامه نظارت مشترک تأمین آب و فاضلاب ، در سطح جهان ، در حال حاضر حدود 5/4 میلیارد نفر (در سال 2017) از نظر بهداشتی مدیریت مطلوبی ندارند. عدم دسترسی به فاضلاب اغلب منجر به آلودگی آب می شود ، به عنوان مثال. از طریق عمل دفع مدفوع: در هنگام وقوع باران یا سیل ، مدفوع انسان از روی زمین که در آن به آبهای سطحی واریز شده اند منتقل می شوند. در طول حوادث باران ، تنگه های ساده گودال نیز ممکن است سیل شوند. استفاده از سرویس های بهداشتی با اطمینان و ایمن از این نوع آلودگی آب جلوگیری می کند.

تصفیه خانه فاضلاب آیلند آیلند در خدمت بوستون ، ماساچوست و مجاورت.

تصفیه فاضلاب صنعتی
برخی از تأسیسات صنعتی فاضلابهایی تولید می کنند که شبیه فاضلاب خانگی است و توسط تصفیه خانه های فاضلاب قابل تصفیه هستند. صنایعی که فاضلابهایی با غلظت بالای مواد آلی (به عنوان مثال روغن و گریس) ، آلاینده های سمی (به عنوان مثال فلزات سنگین ، ترکیبات آلی فرار) یا مواد مغذی مانند آمونیاک تولید می کنند ، به سیستم تصفیه تخصصی احتیاج دارند و بسیاری از صنایع برای جلوگیری از حذف برخی از سیستم های پیش تصفیه نصب شده اند. آلاینده ها (به عنوان مثال ، ترکیبات سمی) و سپس فاضلاب های جزئی تصفیه شده را به سیستم فاضلاب شهری تخلیه می کنند. صنایعی که حجم زیادی از فاضلاب ها را تولید می كنند به طور معمول سیستم های تصفیه خود را اداره می كنند. برخی از صنایع از طریق فرآیندی به نام پیشگیری از آلودگی در طراحی مجدد فرآیندهای تولید خود برای کاهش یا از بین بردن آلاینده ها موفق بوده اند.

سیستم شناور هوا حل شده برای تصفیه فاضلاب صنعتی.

برای از بین بردن گرما از فاضلاب حاصل از نیروگاه ها یا نیروگاه های تولیدی از فناوری های زیر استفاده می شود:

• استخرهای خنک کننده ، آبهای ساخته شده توسط انسان که برای خنک شدن توسط تبخیر ، همرفت و تشعشع طراحی شده اند
• برجهای خنک کننده که از طریق تبخیر یا انتقال حرارت ، گرمای زباله را به جو منتقل می کنند
• تولید ، فرآیندی که در آن گرمای زباله برای اهداف گرمایش خانگی یا صنعتی بازیافت می شود.

تصفیه فاضلاب کشاورزی
کنترل منبع بدون نقطه
مزارع شسته شده رسوب (خاک سست) بزرگترین منبع آلودگی کشاورزی در ایالات متحده است. کشاورزان ممکن است از کنترل های فرسایش برای کاهش جریان روان و استفاده از خاک در مزارع خود استفاده کنند. تکنیک های متداول شامل شخم زدن به کانتور ، مالچ برداشت محصول ، چرخش محصول ، کاشت محصولات چند ساله و نصب بافرهای ساحلی است.

مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) معمولاً به عنوان کود تجاری ، کود حیوانی یا سم پاشی فاضلاب شهری یا صنعتی (پساب) یا لجن در مزارع کشاورزی استفاده می شود. مواد مغذی همچنین ممکن است از پسماندهای زراعی ، آب آبیاری ، حیات وحش و رسوب جوی وارد رواناب شوند. فرآورده ها می توانند برنامه های مدیریت مواد مغذی را برای کاهش کاربرد بیش از حد مواد مغذی تهیه و پیاده سازی کنند. و احتمال آلودگی مواد مغذی را کاهش می دهد.

برای به حداقل رساندن تأثیر سموم دفع آفات ، کشاورزان ممکن است از تکنیک های یکپارچه مدیریت آفات (که می تواند شامل کنترل آفات بیولوژیکی باشد) برای کنترل کنترل آفات ، کاهش اتکا به سموم دفع آفات شیمیایی و محافظت از کیفیت آب استفاده کنند.

بافر موج دار نهر در آیووا.

تصفیه فاضلاب منبع نقطه
مزارع با دامداری و طیور بزرگ ، مانند مزارع کارخانه ای ، در ایالات متحده به عنوان عملیات متمرکز تغذیه حیوانات یا خوراک در ایالات متحده نامیده می شوند و در معرض افزایش مقررات دولت هستند. دوغاب حیوانات معمولاً قبل از دفع با استفاده از اسپری یا ترفند به مرتع با مهار در تالابهای بی هوازی درمان می شود. تالابهای ساختمانی بعضاً برای تسهیل تصفیه پسماند حیوانات مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از دوغاب های حیوانی با مخلوط کردن با نی درمان می شوند و در دمای بالا کمپوست می شوند تا کود کود باکتریولوژیکی استریل و سرخ کنندگی برای بهبود خاک تولید کنند.

خوراک زیادی در ایالات متحده

کنترل فرسایش و رسوب از اماکن ساختمانی
رسوب از محل های ساخت و ساز با نصب و راه اندازی:

• کنترل فرسایش مانند مالچ و هیدروژنه و
• کنترل رسوب ، مانند حوضه رسوب و نرده های سیلت.

تخلیه مواد شیمیایی سمی مانند سوخت موتور و شستشوی بتن با استفاده از:

• برنامه های پیشگیری و کنترل نشت ، و
• ظروف مخصوص طراحی شده (به عنوان مثال برای شستشوی بتن) و سازه هایی از قبیل کنترل سرریز و آبراههای انحرافی.

حصار سیلت نصب شده در سایت ساخت و ساز.

کنترل مؤثر رواناب شهری شامل کاهش سرعت و جریان آب طوفان و همچنین کاهش دبی های آلاینده است. دولت های محلی برای کاهش اثرات رواناب شهری از انواع روش های مدیریت آب طوفان استفاده می کنند. این تکنیک ها ، به عنوان بهترین شیوه های مدیریتی برای آلودگی آب (BMP) در ایالات متحده نامیده می شوند ، ممکن است بر کنترل کمیت آب متمرکز شوند ، در حالی که برخی دیگر بر بهبود کیفیت آب تمرکز می کنند ، و برخی از آنها هر دو عملکرد را انجام می دهند.

شیوه های پیشگیری از آلودگی شامل تکنیک های کم تحرک ، نصب سقف های سبز و استفاده بهتر از مواد شیمیایی (به عنوان مثال مدیریت سوخت موتور و روغن ، کود و سموم دفع آفات) است. سیستم های کاهش رواناب شامل حوضه های نفوذ ، سیستم های بیورنتیشن ، تالابهای ساخته شده ، حوضه های نگهدارنده و دستگاه های مشابه است.

آلودگی های حرارتی ناشی از رواناب را می توان با تأسیسات مدیریت آب طوفان کنترل کرد که رواناب را جذب می کند یا آن را به داخل آب های زیرزمینی هدایت می کند ، مانند سیستم های مراقبت از آب و حوضه های نفوذ. حوضه های نگهدارنده تمایل به کاهش درجه حرارت کمتری دارند ، زیرا ممکن است آب توسط خورشید قبل از تخلیه در یک جریان گیرنده گرم شود.

حوضه نگهداري براي كنترل رواناب شهري

تصفیه

فیلتراسیون یک عمل جسمی ، بیولوژیکی یا شیمیایی است که ماده جامد و مایع را از مخلوط با یک فیلتر فیلتر جدا می کند که دارای ساختار پیچیده ای است که از طریق آن فقط مایعات می توانند از آن عبور کنند. ذرات جامد که نمی توانند از طریق فیلتر فیلتر عبور کنند به عنوان اندازه بزرگ توصیف شده اند و مایعی که از آن عبور می کند تصفیه نامیده می شود. ذرات بزرگ نمایی ممکن است در بالای فیلتر یک کیک فیلتر تشکیل دهند و همچنین ممکن است شبکه فیلتر را مسدود کنند ، از عبور فاز مایعات از فیلتر ، که به عنوان کورینگ معروف است ، جلوگیری می کند. اندازه بزرگترین ذراتی که می توانند با موفقیت از یک فیلتر عبور کنند ، اندازه منافذ موثر آن فیلتر نامیده می شود. جداسازی جامد و سیال ناقص است؛ مواد جامد با مقداری مایع آلوده می شوند و فیلتر حاوی ذرات ریز (بسته به اندازه منافذ ، ضخامت فیلتر و فعالیت بیولوژیکی) است. تصفیه هم در طبیعت و هم در سیستم های مهندسی رخ می دهد. اشکال بیولوژیکی ، زمین شناسی و صنعتی وجود دارد.

نمودار فیلتراسیون ساده: ذرات بزرگ در خوراک نمی توانند از ساختار شبکه فیلتر عبور کنند ، در حالی که ذرات مایع و کوچک از آن عبور می کنند و تبدیل به فیلتر می شوند.

شرح فرایند
فیلتراسیون برای جداسازی ذرات و مایع در یک سیستم تعلیق ، که در آن مایعات می توانند یک مایع ، یک گاز یا یک مایع فوق بحرانی باشند ، استفاده می شود. بسته به کاربرد ، ممکن است یکی یا هر دو مؤلفه جدا شود.
تصفیه ، به عنوان یک عمل جسمی در شیمی برای جداسازی مواد با ترکیب شیمیایی مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. حلال انتخاب می شود که یک جزء را حل می کند ، در حالی که دیگری را حل نمی کند. با حل کردن مخلوط در حلال انتخابی ، یک جزء به داخل محلول می رود و از صافی عبور می کند ، در حالی که دیگری حفظ می شود. این یکی از مهمترین تکنیک هایی است که شیمی دانان برای تصفیه ترکیبات به کار می برند.
تصفیه نیز به عنوان یکی از واحدهای واحد مهندسی شیمی مورد استفاده مهم و گسترده است. این ممکن است به طور همزمان با دیگر عملیات واحد برای پردازش جریان خوراک ، مانند موجود در بیوفیلتر ، که یک فیلتر ترکیبی و دستگاه هضم بیولوژیکی است ، ترکیب شود.
تصفیه با غربال تفاوت دارد ، جایی که جداسازی در یک لایه سوراخ دار (غربال) انجام می شود. در غربال ، ذرات بسیار بزرگ برای عبور از سوراخ های غربال حفظ می شوند (به توزیع اندازه ذرات مراجعه کنید). در تصفیه ، یک شبکه چند لایه آن ذراتی را که قادر به دنبال کردن کانالهای پر دردسر فیلتر نیستند ، نگه می دارد. ذرات بزرگ ممکن است یک لایه کیک در بالای فیلتر تشکیل دهند و همچنین ممکن است شبکه فیلتر را مسدود کنند ، از عبور فاز مایعات از فیلتر (کور شدن) جلوگیری می کند. از نظر تجاری ، اصطلاح فیلتر بر روی غشایی اعمال می شود که مشبک جداسازی آن چنان نازک است که سطح به منطقه اصلی جداسازی ذرات تبدیل می شود ، حتی اگر این محصولات ممکن است به عنوان غربال توصیف شوند.
فیلتراسیون با جذب متفاوت است ، جایی که اندازه فیزیکی ذرات باعث جداسازی نمی شود بلکه اثر بارگذاری سطح را دارد. برخی از دستگاههای جذب حاوی ذغال فعال و رزین تبادل یونی از نظر تجاری به عنوان فیلتر نامیده می شوند ، اگرچه تصفیه عملکرد اصلی آنها نیست.
فیلتراسیون با حذف آلاینده های مغناطیسی از مایعات با آهن ربا (به طور معمول روغن روغن کاری ، خنک کننده ها و روغن های سوخت) متفاوت است ، زیرا هیچ فیلتر صافی وجود ندارد. دستگاههای تجاری موسوم به "فیلتر مغناطیسی" فروخته می شوند ، اما این نام کاربرد آنها را منعکس می کند ، نه نحوه عملکرد آنها.
در فیلترهای بیولوژیکی ، ذرات بزرگ اندازه به دام می افتند و مصرف می شوند و ممکن است متابولیت های حاصل آزاد شوند. به عنوان مثال ، در حیوانات (از جمله انسان ها) ، تصفیه کلیه زباله ها را از خون خارج می کند و در تصفیه آب و تصفیه فاضلاب ، ترکیبات نامطلوب با جذب در یک فیلم بیولوژیکی که روی یا در محیط فیلتر رشد می کند ، مانند فیلتراسیون ماسه آهسته حذف می شوند.
مواد و روش ها
روش های مختلف مختلفی برای تصفیه وجود دارد. همه هدفها برای دستیابی به جدایی مواد است. جداسازی با نوعی تعامل بین ماده یا اشیاء که باید حذف شود و فیلتر حاصل می شود. ماده ای که از طریق فیلتر عبور می کند باید یک سیال باشد ، یعنی یک مایع یا گاز باشد. روشهای فیلتراسیون بسته به محل ماده مورد نظر ، یعنی اینکه آیا در مرحله سیال حل می شود یا به صورت جامد معلق می شود ، متفاوت است.

چندین روش فیلتراسیون بسته به نتیجه مطلوب ، یعنی فیلتر گرم ، سرد و خلاء وجود دارد. برخی از اهداف اصلی برای به دست آوردن نتیجه مطلوب ، برای حذف ناخالصی ها از مخلوط یا برای جداسازی مواد جامد از مخلوط است.

فیلتراسیون داغ ، محلول موجود در فلاسک ارلنمایر برای جلوگیری از تبلور مجدد مواد جامد در فلاسک روی یک صفحه داغ گرم می شود.

از روش فیلتراسیون گرم عمدتاً برای جداسازی مواد جامد از محلول گرم استفاده می شود. این کار به منظور جلوگیری از تشکیل کریستال در قیف فیلتر و سایر دستگاه های موجود در تماس با محلول انجام می شود. در نتیجه ، دستگاه و محلول مورد استفاده برای جلوگیری از کاهش سریع دما که به نوبه خود منجر به تبلور مواد جامد موجود در قیف می شود گرم می شوند و روند فیلتر را مانع می شوند. یكی از مهمترین اقدامات برای جلوگیری از ایجاد بلورها در قیف و تحت تأثیر فیلتراسیون گرم مؤثر ، استفاده از قیف فیلتر بی سیم است. به دلیل عدم وجود ساقه در قیف فیلتر ، در سطح تماس بین محلول و ساقه قیف فیلتر کاهش می یابد ، از این رو جلوگیری از تبلور مجدد جامد در قیف ، تأثیر منفی بر فرآیند تصفیه می گذارد.

فیلتراسیون داغ برای جداسازی مواد جامد از محلول گرم

روش فیلتراسیون سرما استفاده از حمام یخ به منظور خنک کردن سریع محلول در حال تبلور است و نه خارج کردن آن برای خنک کردن آن به آرامی در دمای اتاق. این روش منجر به تشکیل کریستالهای بسیار کوچک در مقایسه با بدست آوردن بلورهای بزرگ با خنک کردن محلول در دمای اتاق می شود.

فیلتراسیون سرد ، حمام یخ برای خنک کردن دمای محلول قبل از انجام فرآیند تصفیه استفاده می شود

به منظور خشک شدن سریع کریستالهای کوچک ، تکنیک تصفیه خلاء بیشتر برای دسته های کوچک محلول ترجیح داده می شود. این روش برای اتصال به منبع خلاء به یک قیف Büchner ، کاغذ فیلتر با قطر کوچکتر از قیف ، فلاسک Büchner و لوله لاستیکی نیاز دارد.

رسانه فیلتر 
دو نوع اصلی فیلتر رسانه در آزمایشگاه ها به کار می رود: یک فیلتر سطح ، یک غربال جامد که ذرات جامد را به دام می اندازد ، با یا بدون کمک کاغذ فیلتر (به عنوان مثال قیف B fchner ، فیلتر کمربند ، فیلتر خلاء درام دوار ، فیلترهای متقابل جریان ، فیلتر صفحه)؛ و یک فیلتر عمق ، بستر از مواد گرانول که ذرات جامد را با گذر از آن حفظ می کند (به عنوان مثال فیلتر شن). نوع اول اجازه می دهد تا ذرات جامد ، یعنی باقیمانده ، دست نخورده جمع شوند. نوع دوم این اجازه را نمی دهد. با این حال ، نوع دوم به دلیل مساحت بیشتر در جایی که ذرات در آن به دام می افتند ، مستعد گرفتگی نیستند. همچنین ، وقتی ذرات جامد بسیار ریز هستند ، غالباً ارزانتر و آسان تر دانه های آلوده را از آن برای تمیز کردن غربال جامد جدا می کنند.

با شستشو با حلالها یا مواد شوینده می توان مواد فیلتر را تمیز کرد. از طرف دیگر ، در کاربردهای مهندسی ، مانند کارخانه های تصفیه آب استخر ، ممکن است با شستشوی پشتی ، آنها تمیز شوند. فیلترهای صفحه نمایش خود تمیزکننده ، از شستشوی نقطه ای از مکش برای تمیز کردن صفحه نمایش بدون قطع جریان سیستم استفاده می کنند.

دستیابی به جریان از طریق فیلتر
به دلیل تفاوت در فشار جریان ، مایعات از طریق فیلتر جریان می یابند و مایع از سمت فشار زیاد به سمت فشار کم فیلتر جریان می یابد و برخی مواد را در پشت خود باقی می گذارد. ساده ترین روش برای دستیابی به این امر به وسیله جاذبه است و می توان آن را در مثال coffeemaker مشاهده کرد. در آزمایشگاه ممکن است فشار به صورت هوای فشرده شده در قسمت خوراک (یا خلاء در طرف فیلتر) اعمال شود تا روند فیلتراسیون سریعتر انجام شود ، اگرچه این ممکن است منجر به گرفتگی یا عبور ذرات ریز شود. از طرف دیگر ، مایعات ممکن است در اثر فیلتر توسط پمپ ، از طریق فیلتر جریان پیدا کنند ، روشی که معمولاً در صنعت از آن استفاده می شود که زمان کاهش فیلتر مهم باشد. در این حالت ، لازم نیست که فیلتر به صورت عمودی نصب شود.

کمک فیلتر
برای کمک به تصفیه ممکن است از کمکهای فیلتر خاصی استفاده شود. اینها غالباً خاکی دیاتومه غیر قابل فشرده یا کیزلگل است که در درجه اول از سیلیس تشکیل شده است. از سلولز چوب و سایر مواد جامد متخلخل بی اثر مانند پرلیت ارزان تر و مطمئن تر نیز استفاده می شود.

این کمکهای فیلتر به دو روش مختلف قابل استفاده است. قبل از فیلتر شدن دوغاب می توان از آنها به عنوان پیش پوش استفاده کرد. این امر باعث می شود مواد جامد از نوع ژلاتینی از وصل شدن فیلتر فیلتر جلوگیری کنند و همچنین تصفیه واضح تری داشته باشند. همچنین می توان آنها را قبل از تصفیه به دوغاب اضافه کرد. این باعث افزایش تخلخل کیک شده و مقاومت کیک را در حین تصفیه کاهش می دهد. در یک فیلتر دوار ، کمک فیلتر ممکن است به عنوان پیش پوش استفاده شود. پس از آن ، برش های نازک این لایه را با کیک خرد می کنیم.

استفاده از کمکهای فیلتر معمولاً فقط در مواردی محدود می شود که کیک دور ریخته شود یا جایی که رسوب را می توان از نظر شیمیایی از فیلتر جدا کرد.

جایگزین، گزینه ها
فیلتراسیون روشی کارآمدتر برای جداسازی مخلوط از جداسازی است ، اما بسیار زمان بر است. اگر مقدار بسیار کمی از محلول درگیر باشد ، ممکن است بیشتر محلول توسط محیط فیلتر خیس شود.

یک جایگزین برای تصفیه ، سانتریفیوژ است. به جای فیلتر کردن مخلوط ذرات جامد و مایع ، مخلوط سانتریفیوژ می شود تا (معمولاً) جامد متراکم را به انتهای آن بکشاند ، جایی که اغلب کیک محکم تشکیل می دهد. مایع فوق می تواند دفع شود. این روش به ویژه برای جداسازی مواد جامد که خوب فیلتر نمی شوند مانند ذرات ژلاتینی یا ریز مفید است. این جامدات به ترتیب می توانند فیلتر را مسدود کرده یا از آن عبور کنند.

مثال ها

نمونه هایی از تصفیه شامل موارد زیر است

قهوه را فیلتر می کند تا قهوه را از زمین جدا کند.
HEPA در تهویه هوا فیلتر می شود تا ذرات از هوا خارج شود.
فیلترهای کمربند برای استخراج فلزات گرانبها در معدن.
فیلتر صفحه افقی ، همچنین به عنوان فیلتر جرقه ای شناخته می شود.
کوره ها از فیلتراسیون استفاده می کنند تا از اجزای کوره با ذرات جلوگیری شود.
سیستم های انتقال پنوماتیک معمولاً از فیلتر استفاده می کنند تا از طریق استفاده از یک کیف دستی ، متریال را متوقف یا کند کنند.
در آزمایشگاه غالباً از یک قیف Büchner استفاده می شود که از یک فیلتر صاف به عنوان سدی متخلخل استفاده می شود.
فیلترهای هوا معمولاً برای از بین بردن ذرات موجود در هوا در سیستمهای تهویه ، موتورهای احتراق و فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند.
فیلتر روغن در خودروها ، اغلب به عنوان قوطی یا کارتریج.
فیلتر آکواریوم
آزمایش برای اثبات وجود ارگانیسم های میکروسکوپی شامل مقایسه آب منتقل شده از پرسلن بدون لعاب و آب فیلتر نشده است. هنگامی که در ظروف بسته شده باقی می ماند ، آب تصفیه شده به طول می انجامد و این نشان می دهد که موارد بسیار کوچک (مانند باکتری ها) با تصفیه می توانند از مایعات خارج شوند.

در کلیه ، تصفیه کلیه همان فیلتراسیون خون در گلومرول است و به دنبال آن ، جذب مجدد بسیاری از مواد ضروری برای بدن برای حفظ هموستاز انجام می شود.

فلاسک فیلتر (فلاسک مکش ، با فیلتر شیشه ای سینت دار حاوی نمونه). توجه داشته باشید که تقریباً صافی بی رنگ در فلاسک گیرنده است.

تصفیه مکش

فیلتراسیون خلاء یک روش سریع تصفیه است که برای جداسازی مواد جامد از مایعات استفاده می شود.
اصل
با جاری شدن از طریق آسپیراتور ، هوا هوای موجود در فلاسک خلاء و فلاسک Büchner را بیرون می کشد. بنابراین اختلاف فشار بین قسمت بیرونی و داخلی فلاسک ها وجود دارد: محتویات قیف Büchner به سمت فلاسک خلاء مکیده می شوند. فیلتر ، که در پایین قیف Büchner قرار گرفته است ، مواد جامد را از مایعات جدا می کند.

باقیمانده جامد ، که در بالای قیف Büchner باقی مانده است ، بنابراین با کارآیی بیشتری بهبود می یابند: بسیار خشک تر از آن است که با یک فیلتراسیون ساده باشد.

مهر و موم مخروطی لاستیکی تضمین می کند که دستگاه از نظر قیر بسته است و از عبور هوا بین قیف Büchner و فلاسک خلا جلوگیری می کند. این خلاء موجود در دستگاه را حفظ می کند و همچنین از نقاط فشار روانی (شیشه در برابر شیشه) جلوگیری می کند.

نمودار دستگاه تصفیه خلاء

حاشیه نویسی نمودار

1. فیلتر
2. قیف Büchner
3. مهر و موم مخروطی
4. فلاسک Büchner
5. لوله هوا
6. فلاسک خلاء
7. شیر آب
8. سوار

استفاده 
تصفیه یک عمل واحد است که معمولاً هم در شرایط آزمایشگاهی و هم در تولید تولید می شود. این دستگاه ، سازگار با کار آزمایشگاهی ، اغلب برای جداسازی محصول سنتز یک واکنش هنگامی که محصول در حالت تعلیق جامد است ، استفاده می شود. سپس محصول سنتز سریعتر بازیابی می شود ، و جامد خشک تر از مورد فیلتراسیون ساده است. غیر از جداسازی یک جامد ، فیلتراسیون نیز مرحله ای از تصفیه است: ناخالصی های محلول در محلول در فیلتر (مایع) حذف می شوند.

این دستگاه اغلب برای تصفیه مایع استفاده می شود. هنگامی که یک محصول سنتز شده فیلتر می شود ، محلولها (کاتالیزورها ، ناخالصیها ، محصولات فرعی واکنش ، نمکها و ...) در فیلتر باقی می مانند. در این حالت ، تصفیه خلاء نیز از یک فیلتر ساده کارآمدتر است: در این روش مایعات بیشتری وجود دارد و بنابراین بازده بهتر است.

جنبه های عملی
برای حفظ فلاسک Büchner و اتفاقاً فلاسک خلاء اغلب لازم است. سفتی لوله های خلاء و اختلاف ارتفاع بین قسمت های مختلف دستگاه (همانطور که در نمودار قابل مشاهده است) چنین دستگاهی را نسبتاً ناپایدار می کند.

بنابراین برای حفظ فلاسک Büchner باید از گیره سه لبه استفاده شود. این گیره باید طوری قرار بگیرد که دو شاخه آن قسمت از فلاسک متصل به لوله خلاء را محاصره کند ، گوزن ماندگار در طرف دیگر استراحت می کند.

در صورت لزوم حفظ فلاسک خلاء ، بسته به دستگاه و پایداری آن ، از یک گیره مندیبل یا گیره سه منظوره نیز استفاده می کنیم. گیره استفاده باید به داوری اپراتور واگذار شود.

قبل از بستن شیر ، لازم است "خلاء شکسته شود" (اجازه دهید هوا از طریق هر ناحیه ای از دستگاه داخل شود ، با برداشتن قیف به عنوان مثال) ، در غیر این صورت آب از دستگاه آسپیراتور بالا می رود. فلاسک خلاء مانع از افزایش آب فلاسک Büchner می شود.

تصفیه آب

تصفیه آب هر فرایندی است که کیفیت آب را بهبود می بخشد تا آن را برای استفاده نهایی نهایی قابل قبول تر کند. استفاده نهایی ممکن است نوشیدن ، تأمین آب صنعتی ، آبیاری ، نگهداری از رودخانه ، تفریحی آب و یا بسیاری موارد دیگر از جمله بازگشت با اطمینان به محیط زیست باشد. تصفیه آب آلودگی ها و اجزای نامطلوب را از بین می برد ، یا غلظت آنها را کاهش می دهد تا آب برای استفاده نهایی مورد نظر مناسب شود. این روش درمانی برای سلامتی انسان بسیار مهم است و به انسان این امکان را می دهد که هم از نوشیدن و هم از آبیاری استفاده کنند.

کارخانه تصفیه آب Dalecarlia ، واشنگتن ، D.C.

تصفیه آب آشامیدنی
استانداردهای کیفیت
درمان برای آب آشامیدنی تولید آب شامل حذف آلاینده ها از آب خام به آب تولید می کنند که به اندازه کافی خالص برای مصرف انسان بدون هیچ گونه کوتاه مدت و یا بلند مدت خطر از هر اثر مضر بر سلامت. به طور کلی، بزرگترین خطرات میکروبی با مصرف آب است که با انسان یا حیوان (از جمله پرنده) مدفوع آلوده همراه است. مدفوع می تواند یک منبع باکتری های بیماری زا، ویروس ها، تک یاخته و کرمهای. [دستورالعمل های مربوط به کیفیت آب آشامیدنی]. مواد است که در طول فرآیند تصفیه آب آشامیدنی حذف، ضد عفونی از اهمیت غیر قابل انکار در عرضه آب آشامیدنی سالم. از بین رفتن پاتوژن های میکروبی بسیار مهم است و معمولاً شامل استفاده از مواد شیمیایی واکنش پذیر مانند مواد جامد معلق ، باکتری ها ، جلبک ها ، ویروس ها ، قارچ ها و مواد معدنی مانند آهن و منگنز است. این مواد همچنان به چندین کشور پایین توسعه یافته که دسترسی به تصفیه آب ندارند ، آسیب بزرگی وارد می کند.

اقدامات انجام شده برای اطمینان از کیفیت آب نه تنها به درمان آب مربوط است، اما به انتقال و توزیع آن پس از درمان. از این رو روش معمول برای حفظ مواد ضد عفونی کننده باقی مانده در آب تصفیه شده در طول توزیع برای کشتن آلودگی باکتریایی.

آب عرضه شده به خواص داخلی، برای آب شیر یا دیگر کاربردها، ممکن است بیشتر قبل از استفاده تحت درمان، اغلب با استفاده از یک فرایند درمان در خط. چنین درمان هایی می تواند شامل نرم شدن آب یا تبادل یونی باشد. بسیاری از سیستم های اختصاصی همچنین ادعا می کنند ضد عفونی کننده های باقیمانده و یون های فلزات سنگین را از بین می برند.

مراحل
فرآیندهای درگیر در از بین بردن آلاینده ها شامل فرایندهای فیزیکی مانند حل و تصفیه ، فرآیندهای شیمیایی مانند ضد عفونی و انعقاد و فرآیندهای بیولوژیکی مانند تصفیه آهسته ماسه است.

ترکیبی که از فرآیندهای زیر انتخاب شده است برای تصفیه آب آشامیدنی شهری در سراسر جهان استفاده می شود.

مخزن هوادهی خالی برای بارندگی آهن

شیمیایی

• پیش کلرینگ برای کنترل جلبکها و دستگیری رشد بیولوژیکی.
  
• هوادهی همراه با پیش کلرزنی برای از بین بردن آهن محلول در صورت وجود مقادیر کمی نسبتاً منگنز.
  
• انعقاد انعقاد لخته شدن یا تصفیه ماسه آهسته.
  
• کمک به منعقد کننده ، همچنین به عنوان پلی الکترولیت شناخته می شود - برای بهبود انعقاد و برای شکل گیری لخته تر قوی تر.
  
• ضد عفونی برای از بین بردن باکتری ها ، ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا.

مخازن با فیلترهای شنی برای از بین بردن آهن رسوب شده (در زمان کار نکردن)

جسمی
رسوب گذاری برای جداسازی مواد جامد که حذف مواد معلق معلق به دام افتاده در لخته است.
فیلتراسیون برای خارج کردن ذرات از آب یا با عبور از بستر ماسه ای که قابل شستشو و استفاده مجدد از آن یا عبور از طریق یک فیلتر طراحی شده با هدف می باشد که قابل شستشو است.
فن آوری ها
فن آوری های آب آشامیدنی و مصارف دیگر به خوبی توسعه یافته است و طرح های کلی در دسترس است که از این طریق می توان فرآیندهای تصفیه را برای آزمایش آزمایشی روی منبع منبع خاص انتخاب کرد. علاوه بر این ، تعدادی از شرکت های خصوصی راه حل های فناوری انحصاری را برای درمان آلودگی های خاص ارائه می دهند. اتوماسیون تصفیه آب در جهان توسعه یافته متداول است. منبع آب با کیفیت در فصول ، مقیاس و تأثیرات زیست محیطی می تواند هزینه های سرمایه و هزینه های عملیاتی را دیکته کند. استفاده نهایی از آب تصفیه شده فن آوری های لازم برای نظارت بر کیفیت را دیکته می کند ، و مهارت های موجود در سطح محلی معمولاً سطح اتوماسیون اتخاذ شده را نشان می دهد.

آب شیرین کن
برای تولید آب شیرین می توان آب شور را تصفیه کرد. دو فرآیند اصلی استفاده می شود ، اسمز معکوس یا تقطیر. هر دو روش نسبت به تصفیه آب آبهای سطحی محلی به انرژی بیشتری احتیاج دارند و معمولاً فقط در مناطق ساحلی یا در جاهایی که آب مانند آب زیرزمینی دارای شوری زیاد باشد استفاده می شود.

تصفیه آب قابل حمل
زندگی دور از منابع آب آشامیدنی اغلب به نوعی فرآیند تصفیه آب قابل حمل نیاز دارد. اینها از نظر پیچیدگی می توانند از ساده بودن یک قرص ضد عفونی کننده در بطری آب پیاده روی تا فرآیندهای پیچیده چند مرحله ای که توسط قایق یا هواپیما به مناطق آسیب دیده منتقل می شوند ، متفاوت باشد.

فرآیندهای واحد سازنده
کدورت و ذرات انعقاد / لخته شدن ، رسوبگذاری ، تصفیه دانه ای
معدنیهای عمده محلول نرمش ، هوادهی ، غشاها
غشاهای معدنی غیرمحلول
پاتوژنها رسوب ، تصفیه ، ضد عفونی
غشاء و فرآیندهای غشایی عمده حل شده ، جذب

استانداردها
بسیاری از کشورهای توسعه یافته استانداردهایی را برای استفاده در کشور خود تعیین می کنند. در اروپا ، این شامل دستورالعمل آب آشامیدنی اروپا است و در ایالات متحده ، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) استانداردهای لازم را طبق قانون آب آشامیدنی سالم تعیین می کند. برای کشورهایی که چارچوب قانونی یا اداری برای چنین استاندارد هایی ندارند ، سازمان بهداشت جهانی دستورالعمل هایی را درباره استانداردهایی که باید به دست آورد منتشر می کند. چین استاندارد آب آشامیدنی خود را GB3838-2002 (نوع دوم) تصویب شده توسط وزارت حفاظت از محیط زیست در سال 2002 به تصویب رساند.

در مواردی که استانداردهای کیفیت آب آشامیدنی وجود دارد ، بیشتر آنها به عنوان دستورالعمل یا هدف بیان می شوند نه الزامات ، و معدود استانداردهای آب پایه قانونی دارند یا در معرض اجرا هستند. دو استثناء دستورالعمل مربوط به آب آشامیدنی اروپا و قانون آب آشامیدنی سالم در ایالات متحده است که نیاز به رعایت قانون با استانداردهای خاص دارد.

تصفیه آب صنعتی
مراحل
دو مورد از فرایندهای اصلی تصفیه آب صنعتی ، تصفیه آب دیگ بخار و تصفیه آب خنک کننده است. مقدار زیادی از تصفیه آب مناسب می تواند منجر به واکنش مواد جامد و باکتری در کار لوله و محفظه دیگ بخار شود. دیگهای بخار می توانند در صورت عدم درمان از مقیاس یا خوردگی رنج ببرند. رسوبات مقیاس می توانند به ماشین آلات ضعیف و خطرناک منتهی شوند ، در حالی که سوخت اضافی برای گرم کردن همان سطح آب به دلیل افزایش مقاومت حرارتی لازم است. آب کثیف با کیفیت ضعیف می تواند به محلی برای پرورش باکتری هایی مانند لژیونلا تبدیل شود که باعث ایجاد خطری برای سلامت عمومی می شود.

خوردگی در دیگهای بخار کم فشار می تواند ناشی از اکسیژن محلول ، اسیدیته و قلیائیت بیش از حد باشد. بنابراین تصفیه آب باید اکسیژن محلول را از بین ببرد و آب دیگ را با pH و سطح قلیایی مناسب حفظ کند. بدون تصفیه آب مؤثر ، سیستم آب خنک کننده می تواند از تشکیل مقیاس ، خوردگی و رسوب رنج ببرد و ممکن است به یکی از مزارع پرورش باکتریهای مضر تبدیل شود. این کارآیی را کاهش می دهد ، عمر گیاه را کوتاه می کند و باعث می شود عملیات غیر قابل اعتماد و ناامن باشد.

تصفیه آب دیگ بخار
تصفیه آب دیگ بخار نوعی از تصفیه آب صنعتی است که با تمرکز بر روی حذف یا اصلاح شیمیایی مواد به طور بالقوه به دیگ آسیب می زند. انواع مختلفی از درمان در مکانهای مختلف استفاده می شود تا از مقیاس ، خوردگی یا کف استفاده نشود. تصفیه خارجی منابع آب خام که برای استفاده در دیگ بخار در نظر گرفته شده است بر حذف ناخالصی ها قبل از رسیدن به دیگ متمرکز شده است. تصفیه داخلی داخل دیگ بخاطر محدود کردن تمایل آب به حل دیگ بخار متمرکز شده است و حفظ ناخالصی در اشکال که احتمالاً قبل از خارج شدن از دیگ بخار در دمش بخار باعث ایجاد مشکل می شود.

تصفیه آب خنک کننده
خنک کننده آب روشی است برای از بین بردن گرما از قطعات و تجهیزات صنعتی. ممکن است در مواقعی که خنک کننده هوا بی اثر باشد ، آب یک مایع انتقال حرارت کارآمدتر باشد. در اکثر آب و هوای اشغالی ، مزایای هدایت حرارتی یک مایع با ظرفیت حرارتی خاص غیر منتظره بالا و گزینه خنک کننده تبخیر را ارائه می دهد. کم هزینه اغلب به عنوان پسماند پس از یک بار استفاده مجدد از پسماند ، اما بازیافت حلقه های مایع خنک کننده ممکن است تحت فشار قرار گیرد تا تلفات تبخیر شده را از بین ببرد و قابلیت حمل بیشتر و بهبود نظافت را فراهم کند. حلقه های خنک کننده بازیافت بدون فشار با استفاده از خنک کننده تبخیر نیاز به یک جریان ضایعات ضربات برای حذف ناخالصی های متمرکز شده با تبخیر دارند. معایب سیستم های خنک کننده آب شامل خوردگی و الزامات نگهداری شتاب برای جلوگیری از کاهش انتقال حرارت از سوخت های زیستی یا تشکیل مقیاس است. مواد افزودنی شیمیایی برای کاهش این مضرات ممکن است سمیت به فاضلاب را وارد کند. خنک کننده آب معمولاً برای خنک کردن موتورهای احتراق داخلی خودرو و تأسیسات صنعتی بزرگ مانند نیروگاههای هسته ای و بخار ، ژنراتورهای برق ، پالایشگاه های نفتی و نیروگاه های شیمیایی استفاده می شود.

فن آوری ها
درمان شیمیایی
تيمارهاي شيميايي روشهايي هستند كه آب صنعتي را براي تخليه مناسب مي كنند. این موارد شامل انعقاد شیمیایی ، رسوب شیمیایی ، ضد عفونی کننده شیمیایی ، اکسیداسیون شیمیایی ، اکسیداسیون پیشرفته ، تبادل یونی و خنثی سازی شیمیایی است.

درمان بیولوژیکی
درمان فیزیکوشیمیایی
جداسازی غشاء
کشورهای در حال توسعه
گزینه های مناسب فن آوری در تصفیه آب ، هم در مقیاس جامعه و هم در نقطه استفاده خانگی (POU) و یا در طراحی منبع تغذیه ، در مقیاس خانگی است. چنین طرحهایی ممکن است از روشهای ضد عفونی کننده خورشیدی استفاده کنند ، با استفاده از تابش خورشیدی برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم های مضر بدن به طور مستقیم ، به طور عمده توسط مؤلفه UV-A طیف خورشیدی ، یا به طور غیر مستقیم از طریق وجود یک فوتوکاتالیست اکسید ، معمولاً از TiO2 در مراحل آناتاز یا روتیل آن پشتیبانی می شود. . با وجود پیشرفت در فن آوری SODIS ، واحدهای تصفیه آب مازاد نظامی مانند ERDLator هنوز هم به طور مکرر در کشورهای در حال توسعه مورد استفاده قرار می گیرند. واحدهای تصفیه آب اسمز معکوس جدید از سبک نظامی (ROWPU) قابل حمل هستند ، کارخانه های تصفیه آب خودمختار برای استفاده های عمومی بیشتر می شوند.

برای کاهش بیماری ناشی از بیماری در آب ، برنامه های تصفیه آب که گروه های تحقیق و توسعه در کشورهای در حال توسعه شروع می کنند باید توسط شهروندان آن کشورها پایدار باشد. این می تواند کارایی چنین برنامه هایی را بعد از عزیمت تیم تحقیق تضمین کند ، زیرا نظارت به دلیل دور بودن بسیاری از مکان ها دشوار است.

مصرف انرژی: کارخانه های تصفیه آب می توانند مصرف کننده قابل توجهی انرژی باشند. در کالیفرنیا ، بیش از 4٪ از مصرف برق ایالت به سمت انتقال آب با کیفیت متوسط ​​در مسافت های طولانی می رود ، و این آب را به یک استاندارد بالا تبدیل می کند. در مناطقی که از منابع آب باکیفیت برخوردار هستند و به وسیله گرانش به نقطه مصرف می رسند ، هزینه ها بسیار پایین تر خواهند بود. بخش اعظم انرژی مورد نیاز در حال پمپاژ است. فرایندهایی که از نیاز به پمپاژ جلوگیری می کنند ، تمایل به کلی تقاضای انرژی کم دارند. آن دسته از فن آوری های تصفیه آب که دارای نیاز انرژی بسیار کمی از جمله فیلترهای فریبنده ، فیلترهای شنی آهسته ، قناتهای گرانشی هستند.

مقررات
ایالات متحده
قانون آب آشامیدنی ایمن به آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) نیاز دارد تا استانداردهای لازم برای کیفیت آب آشامیدنی در سیستم های آب عمومی را تنظیم کند (اشخاصی که حداقل 60 روز در سال آب برای مصرف انسان را برای حداقل 25 نفر تأمین می کنند). اجرای استانداردها بیشتر توسط آژانسهای بهداشت دولتی انجام می شود. کشورها ممکن است معیارهایی را تنظیم کنند که دقیق تر از استانداردهای فدرال باشد.

سازمان حفاظت محیط زیست استاندارد برای بیش از 90 آلاینده سازمان یافته در شش گروه تعیین کرده است: میکروارگانیسم ها ، ضد عفونی کننده ها ، محصولات جانبی ضد عفونی کننده ، مواد شیمیایی معدنی ، مواد شیمیایی آلی و رادیونوکلئیدها.

EPA همچنین آلاینده های کنترل نشده ای را که ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد ، شناسایی و لیست می کند. لیست نامزدهای آلوده هر پنج سال منتشر می شود ، و EPA موظف است تصمیم بگیرد كه حداقل پنج یا چند آلاینده ذکر شده را تنظیم كند.

برنامه های آب شرب محلی ممکن است از طریق صندوق چرخش دولت آب آشامیدنی وام کم بهره استفاده کنند و از این طریق تسهیلات را بهبود بخشند.

تصفیه آب شهری در مقیاس بزرگ

تصفیه آب فرایند از بین بردن مواد شیمیایی نامطلوب ، آلاینده های بیولوژیکی ، مواد جامد معلق و گازهای موجود در آب است. هدف تولید آب مناسب برای اهداف خاص است. بیشتر آب برای مصرف انسان (آب آشامیدنی) تصفیه و ضد عفونی می شود ، اما تصفیه آب نیز ممکن است برای اهداف دیگری از جمله کاربردهای پزشکی ، دارویی ، شیمیایی و صنعتی انجام شود. روشهای مورد استفاده شامل فرآیندهای بدنی مانند تصفیه ، رسوب گذاری و تقطیر می باشد. فرآیندهای بیولوژیکی مانند فیلتر شنی آهسته یا کربن فعال بیولوژیکی. فرآیندهای شیمیایی مانند لخته سازی و کلرینگ؛ و استفاده از اشعه الکترومغناطیسی مانند نور ماوراء بنفش.

تصفیه آب ممکن است غلظت ذرات از جمله ذرات معلق ، انگل ، باکتری ، جلبک ، ویروس و قارچ را کاهش دهد و همچنین غلظت طیف وسیعی از مواد حل شده و ذرات را کاهش دهد.

استانداردهای کیفیت آب آشامیدنی معمولاً توسط دولتها و یا با استانداردهای بین المللی تنظیم می شود. این استاندارد ها بسته به میزان مصرف آب مورد نظر ، حداقل و حداکثر غلظت آلاینده ها را شامل می شود.

بازرسی بصری نمی تواند تعیین کند که آیا آب از کیفیت مناسبی برخوردار است یا خیر. روشهای ساده مانند جوشاندن یا استفاده از فیلتر کربن فعال خانگی برای درمان تمام آلاینده های احتمالی موجود در آب از منبع ناشناخته کافی نیست. حتی آب چشمه طبیعی - که در قرن نوزدهم برای همه اهداف عملی در نظر گرفته شده ایمن است - باید قبل از تعیین نوع درمان ، در صورت وجود ، آزمایش شود. تجزیه و تحلیل شیمیایی و میکروبیولوژیکی ، گرچه گران است ، تنها راه برای به دست آوردن اطلاعات لازم برای تصمیم گیری در مورد روش مناسب تصفیه است.

براساس گزارش سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 2007 ، 1.1 میلیارد نفر از دسترسی به آب آشامیدنی بهبود یافته برخوردار نیستند. 88٪ از 4 میلیارد مورد سالانه بیماری اسهال به آب ناامن و بهداشت و بهداشت نامناسب نسبت داده می شود ، در حالی که 1.8 میلیون نفر هر ساله در اثر بیماری اسهال جان خود را از دست می دهند. WHO تخمین می زند که 94٪ از این موارد بیماری اسهال از طریق تغییر در محیط ، از جمله دسترسی به آب سالم قابل پیشگیری است. تکنیک های ساده برای تصفیه آب در خانه ، مانند کلرزنی ، فیلترها و ضد عفونی کننده خورشیدی ، و برای ذخیره آن در ظروف ایمن می تواند سالانه تعداد زیادی جان را نجات دهد. کاهش مرگ و میر ناشی از بیماریهای ناشی از آب ، یک هدف اصلی بهداشت عمومی در کشورهای در حال توسعه است.

اتاق کنترل و برنامه ریزی کارخانه تصفیه آب لاک دو برت ، سوئیس

منابع آب

1. آب زیرزمینی: ممکن است آب ناشی از برخی از آبهای زیر زمینی عمیق در اثر باران ده ها ، صدها یا هزاران سال پیش بیافتد. لایه های خاک و سنگ به طور طبیعی آب زیرزمینی را با وضوح بالایی فیلتر می کنند و اغلب ، علاوه بر افزودن کلر یا کلرامین به عنوان ضد عفونی کننده های ثانویه ، نیازی به درمان اضافی ندارند. چنين آبي ممكن است به عنوان چشمه ها ، چشمه هاي بيضه ظاهر شود يا ممكن است از چاله ها يا چاه ها استخراج شود. آبهای زیرزمینی عمیق عموما از نظر باکتریولوژیکی بسیار بالا هستند (یعنی باکتری های بیماری زا یا تک یاخته های بیماری زا معمولاً وجود ندارد) ، اما ممکن است آب سرشار از مواد جامد محلول ، به خصوص کربنات ها و سولفات های کلسیم و منیزیم باشد. بسته به لایه هایی که آب از طریق آن جریان یافته است ، یون های دیگری نیز ممکن است از جمله کلرید و بی کربنات موجود باشند. ممکن است نیاز به کاهش مقدار آهن یا منگنز این آب وجود داشته باشد تا آن را برای استفاده در آشامیدنی ، پخت و پز و لباس های شسته شده قابل قبول کند. ضد عفونی اولیه نیز ممکن است لازم باشد. در صورت استفاده مجدد از آبهای زیرزمینی (فرآیندی که در آن آب رودخانه به آبخوان تزریق می شود تا آب را در مواقع فراوان ذخیره کند تا در مواقع خشکسالی در دسترس باشد) ، آبهای زیرزمینی بسته به مقررات دولت و فدرال قابل اجرا ممکن است نیاز به تصفیه اضافی داشته باشد.
2. دریاچه ها و مخازن بارشی: به طور معمول در قسمت های رودخانه های سیستم های رودخانه واقع شده است ، مخازن مرتفع معمولاً در بالای هر سکونت انسان قرار گرفته است و ممکن است برای محدود کردن فرصت های آلودگی توسط یک منطقه محافظ احاطه شده باشد. سطح باکتری ها و پاتوژن ها معمولاً کم است ، اما برخی از باکتری ها ، تک یاخته ها یا جلبک ها وجود دارند. در جاهایی که ارتفاعات جنگلی یا نخود فرنگی است ، اسیدهای هیومیک می توانند آب را رنگ کنند. بسیاری از منابع کوهستانی دارای pH پایین هستند که نیاز به تنظیم دارند.
   رودخانه ها ، کانال ها و مخازن کم زمین: آب های سطح پایین زمین بار باکتریایی قابل توجهی خواهد داشت و ممکن است حاوی جلبک ها ، مواد جامد معلق و انواع ترکیبات محلول نیز باشد.
3. تولید آب اتمسفر فناوری جدیدی است که با استخراج آب از هوا با خنک کردن هوا و در نتیجه تراکم بخار آب می تواند آب آشامیدنی با کیفیتی را فراهم کند.
4. برداشت آب باران یا جمع آوری مه از آب می تواند به ویژه در مناطقی با فصول خشک و قابل توجه استفاده شود ، حتی در مناطقی که حتی در آن باران کم باران وجود دارد ، مه را تجربه می کنید.
5. آب شیرین کن آب دریا توسط تقطیر یا اسمز معکوس.
6. آبهای سطحی: آبهای شیرین که به جو باز می شوند و به عنوان آب زیرزمینی تعیین نشده اند ، به عنوان آب های سطحی نامیده می شوند.

رفتار
اهداف
اهداف درمان از بین بردن مواد تشکیل دهنده ناخواسته در آب و تأمین نوشیدنی یا مناسب برای هدف خاص در صنعت یا کاربردهای پزشکی است. تکنیکهای متنوعی برای از بین بردن آلاینده ها مانند مواد جامد ریز ، میکرو ارگانیسم ها و برخی مواد معدنی غیر آلی و آلی محلول یا آلاینده های دارویی پایدار زیست محیطی در دسترس هستند. انتخاب روش به کیفیت آب تصفیه شده ، هزینه فرآیند تصفیه و استانداردهای کیفیت مورد انتظار آب فرآوری شده بستگی دارد.

فرآیندهای زیر مواردی هستند که معمولاً در گیاهان تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند. بسته به مقیاس گیاه و کیفیت آب خام (منبع) ممکن است از بعضی یا بیشتر آنها استفاده نشود.

پیش درمانی

1. پمپاژ و مهار - اکثر آب باید از منبع آن پمپ شود یا به لوله ها یا مخازن نگه داشته شود. برای جلوگیری از افزودن آلاینده ها به آب ، این زیرساخت فیزیکی باید از مواد مناسب ساخته شده و به گونه ای ساخته شود که آلودگی اتفاقی رخ ندهد.
2. غربالگری. بیشتر آبهای زیرزمینی عمیق قبل از مراحل دیگر تصفیه نیاز به غربالگری ندارند.
3. ذخیره سازی - آب رودخانه ها همچنین ممکن است برای مدت زمانی بین چند روز تا ماههای زیادی در مخازن کنار رودخانه ذخیره شود تا امکان تصفیه بیولوژیکی طبیعی فراهم شود. این امر به ویژه در صورتی که درمان با فیلترهای شنی آهسته انجام شود اهمیت دارد. مخازن ذخیره سازی همچنین بافی را در برابر دوره های کوتاه خشکسالی ایجاد می کنند یا این امکان را می دهند که آب در حین حوادث آلودگی گذرا در رودخانه منبع حفظ شود.
4. پیش کلرزنی - در بسیاری از گیاهان آب ورودی کلر شد تا رشد ارگانیسم های رسوب دهنده در لوله و مخازن به حداقل برسد. به دلیل اثرات نامطلوب کیفیت كیفیت (كلر زیر را ببینید) ، این مورد تا حد زیادی قطع شده است.

تنظیم pH
آب خالص pH نزدیک به 7 دارد (نه قلیایی و نه اسیدی). آب دریا می تواند مقادیر pH داشته باشد که از 7.5 تا 8.4 (نسبتاً قلیایی) باشد. آب شیرین بسته به زمین شناسی حوضه زهکشی یا آبخوان و تأثیر ورودی های آلاینده (باران اسیدی) می تواند مقادیر زیادی pH داشته باشد. اگر آب اسیدی باشد (پایین تر از 7) ، می توان آهک ، سودا خاکستر یا هیدروکسید سدیم را برای افزایش pH در طی مراحل تصفیه آب اضافه کرد. افزودن آهک غلظت یون کلسیم را افزایش می دهد ، بنابراین سختی آب را بالا می برد. در مورد آبهای بسیار اسیدی ، مواد منعطف کننده اجباری اجباری می توانند با از بین بردن دی اکسید کربن محلول از آب ، راهی موثر برای بالا بردن pH باشند. ساخت قلیایی آب به کارآیی فرآیندهای انعقادی و لخته سازی کمک می کند و همچنین به حداقل رساندن خطر انحلال سرب از لوله های سرب و از لحیم کاری سرب در اتصالات لوله کمک می کند. قلیایی کافی همچنین باعث کاهش خوردگی آب در لوله های آهنی می شود. اسید (کربنیک اسید ، هیدروکلریک اسید یا اسید سولفوریک) ممکن است در برخی شرایط برای کاهش pH به آبهای قلیایی اضافه شود. آب قلیایی (بالاتر از pH 7.0) لزوماً به این معنی نیست که سرب یا مس از سیستم لوله کشی در آب حل نمی شود. توانایی آب رسوب کربنات کلسیم در محافظت از سطوح فلزی و کاهش احتمال انحلال فلزات سمی در آب تابعی از pH ، محتوای مواد معدنی ، دما ، قلیایی و غلظت کلسیم است.

انعقاد و لخته شدن
یکی از اولین مراحل در اکثر فرآیندهای تصفیه آب معمولی ، افزودن مواد شیمیایی برای کمک به حذف ذرات معلق در آب است. ذرات می توانند معدنی مانند خاک رس و سیلت یا آلی مانند جلبک ، باکتری ، ویروس ، تک یاخته و مواد آلی طبیعی باشند. ذرات معدنی و آلی در کدورت و رنگ آب نقش دارند.

افزودن منعقد کننده های معدنی مانند سولفات آلومینیوم (یا آلوم) یا نمک آهن (III) مانند کلرید آهن (III) باعث ایجاد چندین اثر متقابل شیمیایی و فیزیکی همزمان بر روی و در بین ذرات می شود. در عرض چند ثانیه ، بار منفی بر روی ذرات توسط منعقد کننده های غیر آلی خنثی می شوند. همچنین در عرض چند ثانیه رسوبات فلزات هیدروکسید فلز از آهن و آلومینیوم تشکیل می شوند. این رسوبات در ذرات بزرگتر تحت فرآیندهای طبیعی مانند حرکت براونی و از طریق اختلاط القایی قرار می گیرند که بعضاً به عنوان لخته سازی گفته می شود. هیدروکسیدهای فلزی آمورف به عنوان "floc" شناخته می شوند. آلومینیوم و آهن بزرگ ، آمورف هیدروکسید (III) هیدروکسیدها را به حالت تعلیق در می آورند و حذف ذرات را با فرآیندهای بعدی رسوب گذاری و تصفیه تسهیل می کنند.

هیدروکسیدهای آلومینیوم در یک محدوده pH نسبتاً باریک تشکیل می شوند ، به طور معمول: 5.5 تا حدود 7.7. هیدروکسیدهای آهن (III) می توانند بیش از یک سطح pH بزرگتر از جمله سطح pH کمتر از آلوم موثر باشند ، به طور معمول: 5.0 تا 8.5.

در ادبیات بحث و سردرگمی زیادی در مورد استفاده از اصطلاحات انعقادی و لخته سازی وجود دارد: انعقاد از کجا به پایان می رسد و لخته سازی شروع می شود؟ در کارخانجات تصفیه آب معمولاً یک فرآیند واحد سریع مخلوط با انرژی زیاد (مدت زمان بازداشت در ثانیه) وجود دارد که به موجب آن مواد شیمیایی منعقد کننده به دنبال آن حوضه های لخته سازی (زمان بازداشت 15 تا 45 دقیقه در بازه زمانی) قرار می گیرند که ورودی های کم انرژی نوارهای بزرگ را تبدیل می کنند یا دیگر دستگاه های مخلوط کردن ملایم برای تقویت شکل گیری فلاکت. در حقیقت ، پس از افزودن منعقد كننده های نمك فلزی ، فرآیندهای انعقادی و لخته سازی در حال انجام است.

پلیمرهای آلی در دهه 1960 به عنوان کمک به منعقد کننده ها و در بعضی موارد به عنوان جایگزینی برای منعقد کننده های نمک فلزی معدنی توسعه داده شدند. پلیمرهای آلی مصنوعی ترکیبات با وزن مولکولی بالا هستند که بارهای منفی ، مثبت یا خنثی دارند. هنگامی که پلیمرهای آلی با ذرات به آب اضافه می شوند ، ترکیبات با وزن مولکولی بالا روی سطوح ذرات جذب می شوند و از طریق پیوند بین ذره ای با همبستگی ذرات دیگر با ذرات دیگر به شکل ذرات جذب می شوند. PolyDADMAC یک پلیمر آلی کاتیونی محبوب (با بار مثبت) است که در گیاهان تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد.

رسوب گذاری
آبهایی که از حوضه لخته سازی خارج می شوند ، ممکن است وارد حوضه رسوب گذاری شوند ، همچنین به آن شفاف کننده یا حوضه حل و فصل گفته می شود. این مخزن بزرگ با سرعت آب کم است و باعث می شود تا جابجایی در پایین حل شود. حوضه رسوب گذاری به بهترین وجه نزدیک حوضه لخته سازی قرار گرفته است بنابراین حمل و نقل بین دو فرآیند اجازه تسویه حساب یا شکسته شدن لک ها را نمی دهد. حوضه های رسوب ممکن است مستطیل باشد ، جایی که آب از انتها تا انتها جریان دارد ، یا دایره ای است که جریان از مرکز به خارج است. جریان آب حوضه رسوب به طور معمول بیش از یک رطوبت است بنابراین فقط یک لایه بالایی نازک از آب - که از لجن دورتر است - خارج می شود.

در سال 1904 آلن هازن نشان داد كه كارآیی فرآیند رسوبگذاری تابعی از سرعت تسویه ذرات ، جریان از طریق مخزن و سطح سطح مخزن است. مخازن رسوب به طور معمول در طیف وسیعی از نرخ های سرریز از 0.5 تا 1.0 گالن در دقیقه در هر فوت مربع (یا 1.25 تا 2.5 لیتر در هر متر مربع در ساعت) طراحی می شوند. به طور کلی ، راندمان حوضه رسوبگذاری تابعی از زمان بازداشت یا عمق حوضه نیست. اگرچه ، عمق حوضه باید به اندازه کافی باشد تا جریانهای آب لجن را مختل نکنند و تعامل ذرات مستقر در آن تقویت می شود. از آنجا که غلظت ذرات در آب حل شده در نزدیکی سطح لجن در پایین مخزن افزایش می یابد ، سرعت تسویه ممکن است به دلیل برخورد و تجمع ذرات افزایش یابد. مدت زمان بازداشت معمولی برای رسوب از 1.5 تا 4 ساعت و عمق حوضه بین 10 تا 15 فوت (3 تا 4/5 متر) متغیر است.

صفحات مسطح یا لوله های مسطح را می توان به حوضه های رسوبی سنتی اضافه کرد تا عملکرد حذف ذرات را بهبود بخشد. صفحات و لوله های شیب دار سطح سطح موجود برای ذرات را که با تئوری اصلی هازن برداشته می شوند ، به طور چشمگیری افزایش می دهند. مقدار مساحت سطح زمین اشغال شده توسط یک حوضه رسوب گذاری با صفحات یا لوله های شیب دار می تواند به مراتب کوچکتر از یک حوضه رسوبی معمولی باشد.

ذخیره و حذف لجن
هرچه ذرات در کف حوضه رسوبگذاری مستقر می شوند ، یک لایه لجن در کف مخزن تشکیل می شود که باید خارج شود و درمان شود. میزان لجن تولید شده قابل توجه است ، غالباً 3 تا 5 درصد از کل حجم آب مورد تصفیه. هزینه تصفیه و دفع لجن می تواند بر هزینه عملیاتی یک تصفیه خانه تأثیر بگذارد. حوضه رسوب ممکن است مجهز به وسایل تمیز کردن مکانیکی باشد که به طور مداوم کف آن را تمیز می کند ، یا حوضه را می توان به صورت دوره ای از سرویس خارج کرد و به صورت دستی تمیز کرد.

شفاف کننده های پتو
زیر مجموعه رسوبگذاری ، برداشتن ذرات توسط تلقیح در لایه ای از قطعه معلق به عنوان آب مجبور به سمت بالا است. مهمترین مزیت شفاف کننده های پتو floc این است که آنها ردپایی کوچکتر از رسوب معمولی را اشغال می کنند. مضرات این است که بسته به تغییر در کیفیت آب تأثیر پذیر و سرعت جریان آب تأثیر پذیر ، راندمان حذف ذرات می تواند بسیار متغیر باشد.

شناور هوا حل شده است
وقتی ذراتی که خارج می شوند به راحتی از محلول خارج نمی شوند ، اغلب شناور هوا حل می شود (DAF). پس از فرآیندهای انعقادی و لخته سازی ، جریان آب به مخازن DAF می رسد که دیفیوزر هوا در قسمت زیر مخزن حباب های ریز ایجاد می کند که به لکه متصل می شود و در نتیجه توده شناور از لامپ متمرکز است. پتو شناور شناور از سطح خارج شده و آب شفاف از قسمت زیر مخزن DAF خارج می شود. منابع آبی که به ویژه در برابر شکوفه های جلبک تک سلولی آسیب پذیر هستند و دارای کدورت کم و رنگ زیاد هستند اغلب DAF را به کار می گیرند.

تصفیه
پس از جداسازی بیشتر لکه ها ، آب به عنوان آخرین مرحله برای از بین بردن باقی مانده ذرات معلق و جابجایی حل نشده فیلتر می شود.

فیلترهای شنی سریع
متداول ترین نوع فیلتر یک فیلتر شنی سریع است. آب به صورت عمودی از طریق ماسه حرکت می کند که غالباً لایه ای از کربن فعال یا زغال سنگ آنتراسیت در بالای ماسه ها قرار دارد. لایه بالایی ترکیبات آلی را حذف می کند ، که به طعم و بو کمک می کند. فضای بین ذرات ماسه از کوچکترین ذرات معلق بزرگتر است ، بنابراین فیلتراسیون ساده کافی نیست. بیشتر ذرات از لایه های سطح عبور می کنند اما در فضاهای منافذ به دام می افتند یا به ذرات ماسه می چسبند. تصفیه مؤثر تا عمق فیلتر گسترش می یابد. این خاصیت فیلتر برای عملکرد آن مهم است: اگر لایه بالایی ماسه تمام ذرات را مسدود کند ، فیلتر به سرعت مسدود می شود.

برای تمیز کردن فیلتر ، آب به سرعت از طریق فیلتر ، روبروی جهت عادی (به نام بازگرداندن یا شستشوی برگشتی) به سمت بالا منتقل می شود تا ذرات تعبیه شده یا ناخواسته را از بین ببرد. قبل از این مرحله ، ممکن است هوای فشرده شده در زیر فیلتر دمیده شود تا رسانه فیلتر فشرده شده شکسته شود تا به روند شستشوی برگشتی کمک کند. این به عنوان تمیز کردن هوا شناخته می شود. این آب آلوده را می توان به همراه لجن حاصل از حوضه رسوب زدایی از بدن خارج کرد ، یا با مخلوط کردن با آب خام که وارد گیاه می شود ، می توان آن را بازیافت کرد. آب خام.

نمای برش از فیلتر شنی سریع

برخی از کارخانه های تصفیه آب از فیلترهای فشار استفاده می کنند. اینها بر روی همان اصل کار می کنند که فیلترهای گرانشی سریع هستند ، با این تفاوت که محیط فیلتر در یک ظرف فولادی محصور شده و آب از طریق آن تحت فشار مجبور می شود.

مزایای:

• ذرات بسیار کوچکتر از فیلترهای کاغذ و ماسه را فیلتر می کند.
• تقریباً تمام ذرات بزرگتر از اندازه منافذ مشخص شده آنها را فیلتر می کند.
• آنها بسیار نازک هستند و بنابراین مایعات نسبتاً سریع از درون آنها عبور می کنند.
• آنها از نظر منطقی قوی هستند و بنابراین می توانند اختلاف فشار را در اطراف آنها بطور معمول 2-4 اتمسفر تحمل کنند.
• می توان آنها را تمیز کرد (پشت گرگرفت) و استفاده مجدد از آنها.

فیلترهای شنی آهسته
فیلترهای شنی آهسته در جایی که زمین و فضای کافی وجود دارد ممکن است مورد استفاده قرار گیرند ، زیرا آب بسیار آهسته از طریق فیلترها جریان می یابد. این فیلترها به جای تصفیه فیزیکی به فرآیندهای درمانی بیولوژیکی متکی هستند. آنها با دقت با استفاده از لایه های ماسه درجه بندی شده ، همراه با درشت شن ، همراه با مقداری شن ، در پایین و بهترین ماسه در بالا ساخته می شوند. زهکشی ها در پایه انتقال آب برای تصفیه ضد عفونی دور هستند. فیلتراسیون بستگی به ایجاد یک لایه نازک بیولوژیکی به نام لایه zoogleal یا Schmutzdecke در سطح فیلتر دارد. اگر یک روش آماده سازی به خوبی طراحی شده باشد ، یک فیلتر شنی آهسته مؤثر ممکن است برای چندین هفته یا حتی ماه در کار باقی بماند ، و آب با یک ماده مغذی بسیار کم در دسترس تولید کند که روش های فیزیکی درمان به ندرت به دست می آید. مقادیر بسیار کم مواد مغذی باعث می شود آب با اطمینان از طریق سیستم های توزیع با میزان ضد عفونی کننده بسیار کم ارسال شود ، از این طریق باعث تحریک مصرف کننده نسبت به سطح تهاجمی کلر و محصولات جانبی کلر می شود. فیلترهای شنی آهسته خسته کننده نمی شوند. آنها هنگامی که جریان در نهایت رشد بیولوژیکی مانع از آن می شود ، سطح لایه بالایی ماسه را خاموش می کنند.

یک فرم خاص "در مقیاس بزرگ" از فیلتر ماسه آهسته ، فرآیند فیلتراسیون بانکی است که در آن از رسوبات طبیعی موجود در یک رودخانه برای تهیه اولین مرحله از تصفیه آلاینده ها استفاده می شود. در حالی که به طور معمول به اندازه کافی تمیز نیست که مستقیماً برای آب آشامیدنی استفاده شود ، آب حاصل از چاههای استخراج مرتبط بسیار مشکل تر از آب رودخانه است که مستقیماً از رودخانه گرفته می شود.

فیلتراسیون "مصنوعی" آهسته (تغییر در تصفیه بانکی) به داخل کارخانه تصفیه آب Káraný ، جمهوری چک

نمایه ای از لایه های شن ، ماسه و ماسه ریز که در کارخانه فیلتر شنی آهسته استفاده می شود.

فیلتراسیون غشایی
فیلترهای غشایی به طور گسترده ای برای فیلتر کردن آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می شوند. برای نوشیدن آب ، فیلترهای غشایی تقریباً می توانند ذرات بزرگتر از 0.2 میکرومتر از جمله ژیاردیا و کریپتوسپوریدیم را از بین ببرند. فیلترهای غشایی نوعی مؤثر برای تصفیه سوم است که در صورت تمایل به استفاده مجدد از آب برای صنعت ، برای مقاصد داخلی محدود یا قبل از تخلیه آب در رودخانه ای كه توسط شهرهای دیگر در پایین دست مورد استفاده قرار می گیرد. آنها به طور گسترده در صنعت بخصوص برای تهیه نوشیدنی (از جمله آب بطری) استفاده می شوند. اما هیچ فیلتراسیون نمی تواند موادی را که در واقع در آب حل می شوند مانند فسفات ها ، نیترات ها و یون های فلزات سنگین از بین ببرد.

دفع یونها و سایر مواد محلول
غشاهای اولترافیلتراسیون از غشاهای پلیمری با منافذ میکروسکوپی شیمیایی تشکیل شده استفاده می کنند که می توانند برای جلوگیری از استفاده از منعقد کننده مواد فیلتر شده را فیلتر کنند. نوع رسانه غشایی تعیین می کند چه میزان فشار لازم برای هدایت آب وجود دارد و چه اندازه میکروارگانیسم ها را می توان فیلتر کرد.

تبادل یونی: سیستم های تبادل یونی برای جایگزینی یون های ناخواسته از ستون های رزین تبادل یونی یا زئولیت استفاده می کنند. شایع ترین حالت نرم کننده آب شامل حذف یون های Ca2 + و Mg2 + است که آنها را با یون های خوش خیم (صابون) Na + یا K + جایگزین می کند. از رزین های تبادل یونی نیز برای از بین بردن یون های سمی مانند نیتریت ، سرب ، جیوه ، آرسنیک و بسیاری دیگر استفاده می شود.

نرم شدن دقیق: آب سرشار از سختی (یون های کلسیم و منیزیم) با آهک (اکسید کلسیم) و / یا سودا (کربنات سدیم) برای رسوب کربنات کلسیم از محلول با استفاده از اثر یون معمولی درمان می شود.

الكتروديزه كردن: آب بين الكترود مثبت و الكترود منفي منتقل مي شود. غشاهای تبادل یونی تنها به یون های مثبت اجازه می دهند تا از آب تصفیه شده به سمت الکترود منفی و فقط یون های منفی به سمت الکترود مثبت حرکت کنند. آب دیونیزه شده با خلوص بالا بطور مداوم تولید می شود ، مشابه تصفیه یونی. در صورت رعایت شرایط مناسب ، حذف کامل یون ها از آب امکان پذیر است. به طور معمول آب برای از بین بردن آلاینده های آلی غیر یونی و با غشاهای انتقال گاز برای از بین بردن دی اکسید کربن با یک واحد اسمز معکوس از قبل تصفیه می شود. در صورت تغذیه جریان کنسانتره به ورودی RO ، بازیابی آب 99٪ امکان پذیر است.

ضد عفونی
ضد عفونی هم با فیلتر کردن میکروارگانیسم های مضر و هم با اضافه کردن مواد شیمیایی ضد عفونی کننده انجام می شود. برای از بین بردن هرگونه بیماری زا که از فیلترها عبور می کند ، ضد عفونی می شود و میکروارگانیسم های بالقوه مضر موجود در سیستم های ذخیره سازی و توزیع آن را غیرفعال می کند. پاتوژن های احتمالی شامل ویروس ها ، باکتری ها از جمله سالمونلا ، وبا ، کامپیلوباکتر و شیگلا و تک یاخته ها ، از جمله جیاردیا لامبلیا و سایر کریپتوسپوریدیا است. پس از معرفی هر ماده ضد عفونی کننده شیمیایی ، آب معمولاً در انبار موقت - که اغلب به آن مخزن تماس یا چاه تمیز گفته می شود - نگه داشته می شود تا عمل ضد عفونی کننده کامل شود.

پمپ های مورد استفاده برای اضافه کردن مقادیر مورد نیاز مواد شیمیایی به آب شفاف در یک کارخانه تصفیه آب قبل از توزیع. از چپ به راست: هیپوکلریت سدیم برای ضد عفونی ، ارتو فسفات روی به عنوان یک مهار کننده خوردگی ، هیدروکسید سدیم برای تنظیم pH و فلوراید برای جلوگیری از پوسیدگی دندان.

ضد عفونی کلر
رایج ترین روش ضد عفونی شامل نوعی کلر یا ترکیبات آن مانند کلرامین یا دی اکسید کلر است. کلر یک اکسیدان قوی است که به سرعت بسیاری از میکروارگانیسم های مضر را از بین می برد. از آنجا که کلر یک گاز سمی است ، خطر انتشار آن با استفاده از آن وجود دارد. از این مشکل با استفاده از هیپوکلریت سدیم ، که یک محلول نسبتاً ارزان است که در سفید کننده خانگی استفاده می شود و هنگام حل شدن در آب ، کلر آزاد را آزاد می کند ، جلوگیری می شود. محلولهای کلر با الکترولیز کردن محلولهای نمکی متداول در محل تولید می شوند. یک فرم جامد ، هیپوکلریت کلسیم ، کلر را در تماس با آب آزاد می کند. با این حال ، جابجایی با جامد مستلزم تماس روزمره بیشتر انسان از طریق باز کردن کیسه ها و ریختن از استفاده از سیلندرهای گازی یا سفید کننده است که به راحتی خودکار می شوند. تولید هیپوکلریت سدیم مایع ارزان و همچنین بی خطرتر از استفاده از گاز یا کلر جامد است. میزان کلر تا 4 میلی گرم در لیتر (4 قسمت در میلیون) در آب آشامیدنی بی خطر تلقی می شود.

تمام اشکال کلر با وجود اشکالات مربوط به آنها ، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. یک اشکال این است که کلر از هر منبع با ترکیبات آلی طبیعی موجود در آب واکنش نشان می دهد تا از محصولات جانبی شیمیایی بالقوه مضر استفاده کند. این فرآورده های فرعی ، تری هالومتان ها (THM) و اسیدهای هالواستتیک (HAAs) هر دو به مقدار زیادی سرطان زا هستند و توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) و بازرسی آب آشامیدنی در انگلستان تنظیم می شوند. تشکیل THM ها و اسیدهای هالواستتیک ممکن است با از بین بردن مؤثر هر چه بیشتر ارگانیسم ها از آب قبل از افزودن کلر به حداقل برسد. اگرچه کلر در از بین بردن باکتریها مؤثر است ، اما در برابر تک یاخته های بیماری زا که باعث ایجاد کیست در آب مانند ژیاردیا لامبلیا و کریپتوسپوریدیم می شوند ، اثر کمی دارد.

ضد عفونی کننده دی اکسید کلر
دی اکسید کلر ضد عفونی کننده سریعتر از کلر عنصری است. این ماده نسبتاً به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا در برخی شرایط ممکن است مقادیر زیادی کلریت ایجاد کند ، که یک محصول جانبی است که در سطح مجاز در ایالات متحده آمریکا تنظیم می شود. دی اکسید کلر را می توان به عنوان یک محلول آبی تهیه کرد و برای جلوگیری از بروز مشکلات در کار با گاز به آن اضافه کرد. تجمع گاز دی اکسید کلر ممکن است خود به خود منفجر شود.

کلرماسیون
استفاده از کلرامین به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده رایج می شود. اگرچه کلرامین به عنوان یک اکسیدان قوی نیست اما به دلیل پتانسیل ردوکس پایین تر در مقایسه با کلر آزاد ، ماندگاری طولانی تری نسبت به کلر آزاد دارد. همچنین به راحتی THMs یا اسیدهای هالواستریک (مواد ضد عفونی کننده) ایجاد نمی کند.

با افزودن آمونیاک به آب پس از افزودن کلر ، می توان کلر را به کلرامین تبدیل کرد. کلر و آمونیاک به شکل کلرامین واکنش نشان می دهند. سیستم های توزیع آب ضد عفونی شده با کلرامین ها ممکن است نیتریفیکاسیون را تجربه کنند ، زیرا آمونیاک یک ماده مغذی برای رشد باکتری ها است و نیترات ها به عنوان یک محصول جانبی تولید می شوند.

ضد عفونی ازن
ضد عفونی ازن یا ازن ، ازن یک مولکول ناپایدار است که به راحتی یک اتم اکسیژن را از بین می برد و یک ماده اکسید کننده قدرتمند را برای اکثر موجودات زنده در بدن سمی می کند. این ماده ضد عفونی کننده بسیار گسترده و با طیف گسترده ای است که به طور گسترده در اروپا و در چند شهرداری در ایالات متحده و کانادا مورد استفاده قرار می گیرد. این یک روش مؤثر برای غیرفعال کردن تک یاخته های مضر به وجود آمده در کیست است. همچنین درمقابل تقریباً سایر عوامل بیماری زای خوب عمل می کند. ازن با عبور اکسیژن از طریق نور ماوراء بنفش یا تخلیه الکتریکی "سرد" ساخته می شود. برای استفاده ازن به عنوان ضد عفونی کننده ، باید در محل ایجاد شود و از طریق تماس حباب به آن اضافه شود. برخی از مزایای ازن شامل تولید کمتر فرآورده های فرعی خطرناک و عدم وجود مشکلات طعم و بو (در مقایسه با کلرینگ) است. ازن باقیمانده در آب باقی نمی ماند. در صورت عدم وجود مواد ضد عفونی كننده باقیمانده در آب ، كلر یا كلرامین ممكن است در یك سیستم توزیع اضافه شود تا هرگونه بیماری زای احتمالی در لوله انتقال توزیع شود.

ازن از سال 1906 جایی که اولین کارخانه ازن صنعتی در نیس فرانسه ساخته شده است ازن در گیاهان آب آشامیدنی استفاده می شود. سازمان غذا و داروی ایالات متحده ازن را بی خطر بودن پذیرفته است. و به عنوان یک عامل ضد میکروبیولوژیکی برای درمان ، ذخیره و فرآوری مواد غذایی کاربرد دارد. با این حال ، اگرچه کمتر فرآورده های جانبی توسط اوزوناسیون تشکیل می شوند ، اما کشف شده است که ازن با یون های برمید موجود در آب واکنش نشان می دهد تا غلظت برومات سرطان زا مشکوک را تولید کند. برمید را می توان در منابع آب شیرین در غلظت های کافی برای تولید (پس از ازون) بیش از 10 قسمت در میلیارد (ppb) برمات یافت - حداکثر میزان آلودگی تعیین شده توسط USEPA. ضد عفونی کردن ازن نیز دارای انرژی بسیار بالایی است.

ضد عفونی کننده ماوراء بنفش
نور ماوراء بنفش (UV) در غیرفعال کردن کیست ها ، در آب کم کدورت بسیار مؤثر است. اثر ضد عفونی کننده اشعه ماوراء بنفش با افزایش کدورت ، در نتیجه جذب ، پراکندگی و سایه ناشی از جامدات معلق کاهش می یابد. ضرر اصلی استفاده از اشعه ماوراء بنفش این است که مانند تصفیه ازن ، هیچ ضد عفونی کننده باقیمانده ای در آب باقی نمی گذارد. بنابراین ، بعضی اوقات لازم است بعد از فرآیند ضد عفونی اولیه ، یک ضد عفونی کننده باقیمانده اضافه شود. این اغلب با افزودن کلرامین انجام می شود ، که در بالا به عنوان ضد عفونی کننده اصلی مورد بحث قرار می گیرد. با استفاده از این روش ، کلرامین ها با وجود تعداد بسیار کمی از اثرات منفی کلرزاسیون ، ضد عفونی کننده باقیمانده مؤثر را تأمین می کنند.

بیش از 2 میلیون نفر در 28 کشور در حال توسعه از ضد عفونی کننده خورشیدی برای تصفیه روزانه آب آشامیدنی استفاده می کنند.

تشعشع یونیزه
مانند اشعه ماوراء بنفش ، اشعه یونیزه کننده (اشعه X ، پرتوهای گاما و پرتوهای الکترون) برای عقیم سازی آب مورد استفاده قرار گرفته است.

برنج و ید زدایی
از برم و ید نیز می توان به عنوان ضد عفونی کننده استفاده کرد. با این حال ، کلر موجود در آب بیش از سه برابر به عنوان ضد عفونی کننده ضد اشرشیاکلی از غلظت معادل برم و بیش از شش برابر مؤثر از غلظت معادل ید مؤثر است. ید معمولاً برای تصفیه آب قابل حمل استفاده می شود ، و برم به عنوان ضد عفونی کننده استخر شنا رایج است.

تصفیه آب قابل حمل
دستگاه ها و روش های تصفیه آب قابل شرب برای ضد عفونی و درمان در مواقع اضطراری یا در مناطق دور افتاده در دسترس هستند. ضد عفونی کردن هدف اصلی است ، زیرا ملاحظات زیبایی شناختی مانند طعم ، بو ، ظاهر و آلودگی شیمیایی اثری بر ایمنی کوتاه مدت آب آشامیدنی تأثیر نمی گذارد.

گزینه های درمانی اضافی

1. فلوریداسیون آب: در بسیاری از مناطق فلوراید با هدف جلوگیری از پوسیدگی دندان به آب اضافه می شود. فلوراید معمولاً بعد از فرایند ضد عفونی اضافه می شود. در ایالات متحده آمریکا ، فلوریداسیون معمولاً با افزودن اسید هگزافلوئوروسیلیک ، که در آب تجزیه می شود ، حاصل می شود و یون های فلوراید حاصل می کند.
2. تهویه مطبوع: این روشی برای کاهش تأثیر آب سخت است. در سیستم های آبی که مشمول سختی گرمایش هستند نمک می توان رسوب کرد زیرا تجزیه یونهای بی کربنات یونهای کربناتی را ایجاد می کند که از محلول رسوب می کنند. آب با غلظت بالای نمک های سختی را می توان با خاکستر سودا (کربنات سدیم) که نمک های اضافی را رسوب می کند ، از طریق اثر یون رایج ، با تولید کربنات کلسیم با خلوص بسیار بالا ، درمان کرد. کربنات کلسیم رسوب شده به طور سنتی به تولید کنندگان خمیر دندان فروخته می شود. چندین روش دیگر برای تصفیه آب صنعتی و مسکونی (بدون پذیرش عمومی علمی) ادعا می شود که شامل استفاده از میادین مغناطیسی و / یا الکتریکی می تواند اثرات آب سخت را کاهش دهد.
3. کاهش فشار لوله کشی: در مناطقی که دارای آبهای طبیعی اسیدی با رسانایی کم هستند (به عنوان مثال میزان بارندگی سطحی در کوههای مرتفع سنگهای آذرین) ، آب ممکن است قادر به حل شدن سرب از هر لوله‌ای از سرب باشد که در آن حمل شده باشد. افزودن مقادیر کمی از یون فسفات و با افزایش pH اندکی ، هر دو با ایجاد نمک های سرب نامحلول روی سطوح داخلی لوله ها ، به میزان قابل توجهی در کاهش میزان حلالیت آفتاب کمک می کنند.
4. حذف رادیوم: بعضی از منابع آب زیرزمینی حاوی رادیوم ، یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو هستند. منابع معمولی شامل بسیاری از منابع آب زیرزمینی در شمال رودخانه ایلینویز در ایلینویز ، ایالات متحده آمریکا است. رادیوم را می توان با تبادل یونی یا با تهویه آب از بین برد. گرگرفتگی یا لجن برگشتی که تولید می شود ، با این وجود یک ضایعات رادیواکتیوی سطح پایین است.
5. دفع فلوراید: اگرچه در بسیاری از مناطق فلوراید به آب اضافه می شود ، اما در برخی از مناطق جهان مقادیر زیادی فلوراید طبیعی در آب منبع وجود دارد. سطوح بیش از حد می تواند سمی باشد و یا باعث ایجاد عوارض آرایشی نامطلوب مانند رنگ آمیزی دندان ها شود. روش های کاهش سطح فلوراید از طریق درمان با محیط آلومینای فعال شده و فیلتر فیلتر کاراکتر استخوان است.

سایر روشهای تصفیه آب
سایر روش های رایج برای تصفیه آب ، به ویژه برای منابع خصوصی محلی در زیر ذکر شده است. در بعضی از کشورها برخی از این روشها برای تجهیزات شهری در مقیاس بزرگ نیز استفاده می شوند. خصوصاً تقطیر (عدم نمکی آب دریا) و اسمز معکوس بسیار مهم است.

1. جوشاندن: آوردن آب به نقطه جوش آن (در حدود 100 درجه سانتیگراد یا 212 درجه فارنهایت) در سطح دریا قدیمی ترین و مؤثرترین روش است زیرا بیشتر میکروب های ایجاد کننده بیماری های روده را از بین می برد ، اما نمی تواند سموم شیمیایی یا ناخالصی های موجود را از بین ببرد. برای سلامتی انسان ، عقیم سازی کامل آب مورد نیاز نیست ، زیرا میکروب های مقاوم در برابر گرما بر روده تأثیر نمی گذارد. توصیه سنتی آب جوش به مدت ده دقیقه بیشتر برای ایمنی اضافی است ، زیرا میکروب ها در دمای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) از بین می روند. اگرچه با افزایش ارتفاع ، میزان جوش کاهش می یابد ، اما تأثیر آن بر روند ضد عفونی کننده کافی نیست. در مناطقی که آب "سخت" است (یعنی حاوی نمک کلسیم محلول قابل توجهی) ، جوش یون های بی کربنات را تجزیه می کند و در نتیجه بارش جزئی به عنوان کربنات کلسیم ایجاد می شود. این همان "خز" است که در نواحی آب سخت بر روی عناصر کتری و غیره ساخته می شود. به استثنای کلسیم ، جوش محلول های جوش بالاتر از آب را از بین نمی برد و در حقیقت غلظت آنها را افزایش می دهد (به دلیل از بین رفتن مقداری آب به عنوان بخار). جوش ، ماده ضد عفونی کننده باقیمانده را در آب باقی نمی گذارد. بنابراین ، آب جوشانده شده و سپس به مدت طولانی ذخیره می شود ، ممکن است عوامل بیماریزایی جدیدی به دست آورد.
2. جذب کربن فعال شده با گرانول: نوعی کربن فعال شده با مساحت سطح بالا ، بسیاری از ترکیبات از جمله بسیاری از ترکیبات سمی را جذب می کند. عبور آب از کربن فعال معمولاً در مناطق شهری با آلودگی ارگانیک ، طعم و بو بوجود می آید. بسیاری از فیلترهای آب خانگی و مخازن ماهی از فیلترهای کربن فعال برای تصفیه بیشتر آب استفاده می کنند. فیلترهای خانگی برای آب آشامیدنی گاهی حاوی نقره به عنوان نانوذره نقره فلزی هستند. اگر آب برای مدت طولانی در بلوک کربن نگه داشته شود ، میکروارگانیسم ها می توانند در داخل رشد کنند که منجر به آلودگی و آلودگی می شود. نانوذرات نقره ماده ضد باکتریایی عالی هستند و می توانند ترکیبات سمی هالو ارگانیک مانند سموم دفع آفات را در محصولات ارگانیک غیر سمی تجزیه کنند. آب تصفیه شده باید به زودی پس از فیلتر استفاده شود ، زیرا مقدار کم میکروب های باقیمانده ممکن است با گذشت زمان افزایش یابد. بطور کلی ، این فیلترهای خانگی بیش از 90٪ کلر موجود در یک لیوان آب تصفیه شده را از بین می برند. این فیلترها باید بطور دوره ای جایگزین شوند ، در غیر این صورت ممکن است باکتری در آب به دلیل رشد باکتری ها در واحد فیلتر افزایش یابد.
3. تقطیر شامل جوشاندن آب برای تولید بخار آب است. بخار در جایی که به عنوان مایع متراکم شود با سطح خنک تماس می گیرد. از آنجا که املاح به طور معمول تبخیر نمی شوند ، آنها در محلول جوش باقی می مانند. حتی تقطیر نیز آب را به طور کامل تصفیه نمی کند ، به دلیل آلودگی هایی که دارای نقاط جوش مشابه هستند و قطرات مایع غیر تبخیری که با بخار حمل می شود. با این حال ، 99.9٪ آب خالص با تقطیر به دست می آید.
4. اسمز معکوس: فشار مکانیکی به محلول نجس وارد می شود تا آب خالص را از طریق یک غشای نیمه نفوذ پذیر مجبور کند. اسمز معکوس از لحاظ تئوریک کامل ترین روش تصفیه آب در مقیاس بزرگ است ، اگرچه ایجاد غشاهای نیمه قابل نفوذ کاملاً دشوار است. اگر غشاء به خوبی حفظ نشود ، جلبک ها و اشکال دیگر زندگی می توانند غشاها را استعمار کنند.
5. استفاده از آهن در از بین بردن آرسنیک از آب. آلودگی آرسنیک آبهای زیرزمینی را مشاهده کنید.
6. تقطیر غشای تماسی مستقیم (DCMD). قابل استفاده در آب شیرین کن آب دریا گرم در طول سطح غشای پلیمری آبگریز منتقل می شود. آب تبخیر شده از طرف داغ از منافذ موجود در غشاء به جریانی از آب خالص سرد از طرف دیگر منتقل می شود. اختلاف فشار بخار بین طرف سرد و گرم به فشار مولكول های آب كمك می كند.
7. آب شیرین کن - فرایندی است که با استفاده از آن آب شور (به طور کلی آب دریا) به آب شیرین تبدیل می شود. متداول ترین فرآیندهای نمک زدایی تقطیر و اسمز معکوس است. نمک زدایی در حال حاضر در مقایسه با بیشتر منابع جایگزین آب گران است و تنها بخش بسیار کمی از کل استفاده انسان از نمک زدایی راضی است. این فقط برای مصارف با ارزش (مانند مصارف خانگی و صنعتی) در مناطق خشک فقط از نظر اقتصادی عملی است.
8. روش سانتریفیوژ بلورهای هیدرات گازی. اگر دی اکسید کربن یا سایر گازهای با وزن مولکولی کم با آب آلوده در فشار بالا و دمای پایین مخلوط شوند ، کریستال های هیدرات گازی به طور گرمایشی شکل می گیرند. جداسازی هیدرات کریستالی ممکن است توسط سانتریفیوژ یا رسوب گذاری و دفع زدایی انجام شود. با گرم شدن آب می توان از بلورهای هیدرات رها شد
9. در اکسیداسیون شیمیایی Situ ، نوعی از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته و فن آوری پیشرفته اکسیداسیون ، یک روش اصلاح محیطی است که برای خاک و / یا آب های زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد تا غلظت آلاینده های زیست محیطی هدفمند را به میزان قابل قبول کاهش دهد. ISCO با تزریق یا وارد کردن اکسید کننده های شیمیایی قوی به طور مستقیم به محیط آلوده (خاک یا آب زیرزمینی) برای از بین بردن آلاینده های شیمیایی موجود در محل انجام می شود. می توان از آن برای ترمیم انواع ترکیبات آلی از جمله بعضی از آنها که در برابر تخریب طبیعی مقاوم هستند استفاده کرد
10. Bioremediation روشی است که از میکروارگانیسم ها به منظور حذف یا استخراج برخی از مواد زاید از یک منطقه آلوده استفاده می کند. از سال 1991 زیست بتا یک تاکتیک پیشنهادی برای از بین بردن ناخالصی های آب مانند آلکان ها ، پرکلرات ها و فلزات است. تصفیه آبهای زیر زمینی و سطحی ، از طریق تجمع زیستی ، با توجه به ترکیبات پرکلرات و کلرید ، موفقیت آمیز بوده است زیرا ترکیبات پرکلرات بسیار محلول هستند و حذف آن دشوار است. چنین موفقیتی با استفاده از سویه Dechloromonas agitata CKB شامل مطالعات میدانی انجام شده در مریلند و منطقه جنوب غربی ایالات متحده است. اگرچه ممکن است یک تکنیک bioremediation موفقیت آمیز باشد ، اجرای آن امکان پذیر نیست ، زیرا هنوز در مورد میزان و بعد از اثرات فعالیت میکروبی و همچنین تولید یک روش اجرای مقیاس بزرگ باید مورد مطالعه قرار گیرد.

ایمنی و مشاجره

در آوریل 2007 ، آبرسانی اسپنسر ، ماساچوست در ایالات متحده آمریکا ، هنگامی که تجهیزات تصفیه شده خود را خراب کرد ، با هیدروکسید سدیم اضافی (چاودار) آلوده شد.

بسیاری از شهرداری ها به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده از کلر آزاد به کلرامین منتقل شده اند. با این حال ، به نظر می رسد کلرامین یک ماده خورنده در برخی از سیستم های آب است. کلرامین می تواند فیلم "محافظ" را در داخل خطوط سرویس قدیمی تر حل کند ، و منجر به شسته شدن سرب به داخل شاخه های مسکونی شود. این می تواند در معرض آسیب مضر ، از جمله بالا رفتن سطح سرب خون باشد. سرب یک نوروتوکسین شناخته شده است.

قزل آلای رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss) اغلب در گیاهان تصفیه آب برای تشخیص آلودگی حاد آب استفاده می شود

آب ضد آب
تقطیر باعث حذف کلیه مواد معدنی از آب می شود و روش های غشایی اسمز معکوس و نانوذرات بیشتر از همه مواد معدنی حذف می شوند. این امر باعث می شود که آب ضد شوره ضد آب نشود که به عنوان آب آشامیدنی ایده آل محسوب نمی شود. سازمان بهداشت جهانی از سال 1980 تأثیرات بهداشتی آب نمك ضدعفونی شده را بررسی كرده است. آزمایشات انجام شده در انسان نشان می دهد كه آب نمك زدایی شده باعث كاهش دیورز و از بین رفتن الکترولیت ها با كاهش غلظت پتاسیم سرم خون می شود. منیزیم ، کلسیم و سایر مواد معدنی موجود در آب می توانند به محافظت در برابر کمبود غذایی کمک کنند. آب نمک معدنی ممکن است خطر ابتلا به فلزات سمی را نیز افزایش دهد زیرا با آمادگی بیشتری مواد را از لوله کشی مانند سرب و کادمیوم جدا می کند ، که توسط مواد معدنی محلول مانند کلسیم و منیزیم جلوگیری می شود. آب معدنی کم در موارد خاص مسمومیت با سرب در نوزادان نقش دارد ، هنگامی که سرب از لوله هایی که به ویژه در مقادیر زیاد به داخل آب شسته می شوند ، می شود. توصیه های منیزیم حداقل 10 میلی گرم در لیتر با 20-30 میلی گرم در لیتر بهینه ارائه شده است. برای کلسیم حداقل 20 میلی گرم در لیتر و 40-80 میلی گرم در لیتر بهینه ، و سختی کل آب (اضافه کردن منیزیم و کلسیم) 2 تا 4 میلیمول در لیتر. در سختی آب بالاتر از 5 میلی مول در لیتر ، شیوع بالاتر سنگ کیسه صفرا ، سنگ کلیه ، سنگ ادراری ، آرتروز و آرتروپاتی مشاهده شده است. علاوه بر این ، فرآیندهای نمک زدایی می تواند خطر آلودگی باکتری ها را افزایش دهد.

تولیدكنندگان دستگاه تقطیر كننده آب خانگی برعكس این مطلب را نشان می دهند كه مواد معدنی موجود در آب علت بسیاری از بیماری ها است و بیشتر مواد معدنی مفید از طریق غذا و نه از آب حاصل می شوند.

تاریخ
اولین آزمایشات در تصفیه آب در قرن 17 انجام شد. سر فرانسیس بیکن با عبور جریان از طریق فیلتر ماسه ای ، سعی در خنثی کردن آب دریا کرد. اگرچه آزمایش او به موفقیت نرسید ، اما نشانه آغاز علاقه جدیدی به این رشته بود. پدران میکروسکوپ ، آنتونی وان لیوونوئوک و رابرت هوک ، از میکروسکوپ تازه اختراع شده برای مشاهده اولین بار ذرات ماده کوچک که به حالت تعلیق در آب قرار گرفته اند ، استفاده کردند و زمینه را برای شناخت آینده پاتوژن های موجود در آب فراهم کردند.

ترسیم دستگاهی برای مطالعه تجزیه و تحلیل شیمیایی آبهای معدنی در کتابی از سال 1799.

فیلتر شنی
اولین استفاده مستند از فیلترهای ماسه ای برای تصفیه آب از سال 1804 به بعد ، هنگامی که صاحب سفید کننده در پیزلی ، اسکاتلند ، جان گیب ، یک فیلتر تجربی نصب کرد ، مازاد ناخواسته خود را به عموم مردم فروخت. این روش در دو دهه بعد توسط مهندسین مشغول به کار برای شرکت های آب خصوصی تصفیه شد ، و این نخستین دوره آبرسانی عمومی تصفیه شده در جهان بود که توسط مهندس جیمز سیمپسون برای شرکت آبکاری چلسی در لندن در سال 1829 نصب شد. آب برای هر ساکن منطقه ، و طراحی شبکه به طور گسترده ای در سراسر بریتانیا در دهه های بعد کپی شد.

عمل تصفیه آب به زودی اصلی و رایج شد و فضیلت سیستم پس از تحقیقات پزشک جان اسنو در طی شیوع وبا در خیابان Broad Broad 1854 کاملاً آشکار شد. برف نسبت به نظریه غالب میسما که در آن زمان اظهار داشت که بیماری ها ناشی از مضرات "هوای بد" بوده اند شک و تردید داشتند. اگرچه نظریه جوانه زایی در مورد بیماری هنوز توسعه نیافته است ، مشاهدات اسنو باعث شد وی نظریه غالب را تخفیف دهد. مقاله او در سال 1855 در رابطه با نحوه ارتباط وبا به طور قطعی نقش آب را در انتشار اپیدمی وبا در سوهو با استفاده از نقشه توزیع نقطه و اثبات آماری برای نشان دادن ارتباط بین کیفیت منبع آب و وبا نشان داد. موارد داده های وی شورای محلی را متقاعد كرد كه پمپ آب را غیرفعال كند ، كه سریعاً شیوع این بیماری را پایان داد.

قانون آب متروپولیس مقررات مربوط به شرکت های آبرسانی در لندن را معرفی کرد ، از جمله حداقل استانداردهای کیفیت آب برای اولین بار. این قانون "تأمین امنیت تأمین آب برای كلان شهرهای آب خالص و سالم" را تأمین كرد ، و ملزم كرد كه تمام آب از 31 دسامبر 1855 "به طور كاملاً تصفیه شده" فیلتر شود. این قانون برای بازرسی اجباری كیفیت آب از جمله جامع انجام شد. تجزیه و تحلیل های شیمیایی ، در سال 1858. این قانون پیش زمینه جهانی را برای مداخلات بهداشت عمومی دولتی مشابه در سراسر اروپا تعیین می کند. در همین زمان کمیته کلانشهرهای فاضلاب تشکیل شد ، تصفیه آب در سراسر کشور به تصویب رسید و ورودی جدید آب در تیمز بالاتر از تاجینگتون لاک تأسیس شد. فیلترهای فشار خودکار ، جایی که آب از طریق سیستم تصفیه تحت فشار قرار می گیرد ، در سال 1899 در انگلستان نوآوری شد.

نقشه اصلی جان اسنو ، خوشه های وبا را در اپیدمی لندن در سال 1854 نشان می دهد.

کلرزنی آب
جان اسنو اولین کسی بود که با موفقیت از کلر برای ضدعفونی کردن منبع آب در سوهو که به شیوع بیماری وبا کمک کرده بود ، کمک کرد. ویلیام سوپر همچنین برای درمان فاضلاب تولید شده توسط بیماران حصبه در سال 1879 از آهک کلر استفاده کرد.

در مقاله ای که در سال 1894 منتشر شد ، موریتز تروب رسماً افزودن کلرید آهک (هیپوکلریت کلسیم) به آب را پیشنهاد کرد تا آن را "بدون میکروب" کند. دو بازپرس دیگر یافته های Traube را تأیید كردند و مقالات خود را در سال 1895 منتشر كردند. تلاش های اولیه برای اجرای كلررینگ آب در یك تصفیه خانه در سال 1893 در هامبورگ ، آلمان انجام شد و در سال 1897 ، شهر مایدستون ، انگلیس اولین نفری بود كه كل آبرسانی خود را انجام داد. تحت درمان با کلر

کلرزنی آب دائمی از سال 1905 آغاز شد ، هنگامی که یک فیلتر شنی آهسته معیوب و یک منبع آب آلوده منجر به همه گیری تب حصبه در لینکلن ، انگلیس شد. دکتر الكساندر كرويكشانك هوستون از كلرنگي آب براي مهار اين بيماري استفاده كرد. محل نصب وی محلول غلیظ کلرید آهک را به آب تصفیه شده تغذیه می کند. کلرزنی آبرسانی به متوقف کردن همه گیری منجر شد و به عنوان احتیاط ، این کلرزنی تا سال 1911 با شروع تأمین آب جدید ادامه یافت.

اولین استفاده مداوم از کلر در ایالات متحده برای ضد عفونی در سال 1908 در مخزن بونتون (در رودخانه راکاوای) انجام شد که به عنوان منبع تأمین شهر جرسی ، نیوجرسی بود. کلر زنی با افزودنی های کنترل شده از محلول های رقیق کلرید آهک (هیپوکلریت کلسیم) در دوزهای 0.2 تا 0.35 در دقیقه به دست آمد. فرایند درمان توسط دکتر جان ال لی انجام شد و گیاه کلرینگ توسط جورج وارن فولر طراحی شد. طی چند سال آینده ، ضد عفونی کلر با استفاده از کلرید آهک به سرعت در سیستم های آب آشامیدنی در سراسر جهان نصب شد.

کلرناتور کنترل دستی برای مایع سازی کلر برای تصفیه آب ، اوایل قرن بیستم. از کلرینگ آب توسط جوزف نژاد ، 1918.

تکنیک تصفیه آب آشامیدنی با استفاده از گاز کلر مایع فشرده شده توسط یک افسر انگلیسی در سرویس پزشکی هند ، وینسنت ب.نسفیلد ، در سال 1903 تدوین شد. طبق گفته خودش:
برای من پیش آمد که ممکن است گاز کلر رضایت بخش پیدا کند ... در صورت یافتن وسایل مناسب برای استفاده از آن .... سؤال مهم بعدی این بود که چگونه می توان گاز قابل حمل را انتقال داد. این امر به دو طریق ممکن است محقق شود: با مایع کردن آن و ذخیره آن در رگ های آهنی با سرب ، داشتن جت با کانال مویرگی بسیار ریز و مجهز به شیر یا درپوش پیچ. شیر روشن است و سیلندر در مقدار آب مورد نیاز قرار می گیرد. کلر از حباب خارج می شود و در ده تا پانزده دقیقه آب کاملاً بی خطر است. این روش می تواند در مقیاس بزرگ ، مانند چرخ دستی های آب خدمات استفاده شود.

سرلشگر کارل راجرس دارال ، استاد شیمی ارتش آمریكا ، نخستین تظاهرات عملی را در سال 1910 ارائه داد. اندكی پس از آن ، سرگرد ویلیام جی ال لیستر از وزارت پزشکی ارتش از محلول هیپوكلریت كلسیم در كیسه كتانی برای درمان استفاده كرد. اب. برای چندین دهه ، روش لیستر برای نیروهای زمینی ایالات متحده در مزرعه و اردوگاه ها استاندارد باقی مانده بود ، که به شکل آشنا Lyster Bag (همچنین به نام های Lister Bag) اجرا می شد. این کار مبنایی برای سیستم های امروزی تصفیه آب شهری شد.

تصفیه آب صنعتی

در صنعت استفاده های زیادی از آب وجود دارد و در بیشتر موارد ، آب مورد استفاده نیز به تصفیه نیاز دارد تا آن را برای استفاده مجدد یا دفع مناسب مناسب کند. آب خام که وارد یک کارخانه صنعتی می شود ، اغلب نیاز به تصفیه دارد تا مشخصات فنی تنگ را رعایت کند تا در فرآیندهای صنعتی خاص مورد استفاده قرار گیرد. تصفیه آب صنعتی تمام این جنبه ها را شامل می شود که شامل تصفیه فاضلاب صنعتی ، تصفیه آب دیگ و تصفیه آب خنک کننده است.
بررسی اجمالی
تصفیه آب برای بهینه سازی بیشتر فرآیندهای صنعتی مبتنی بر آب مانند گرمایش ، سرمایش ، فرآوری ، تمیز کردن و شستشو استفاده می شود تا هزینه های عملیاتی و خطرات کاهش یابد. تصفیه آب ضعیف اجازه می دهد تا آب با سطح لوله ها و عروق حاوی آن در تعامل باشد. دیگهای بخار می توانند مقیاس بالایی یا خوردگی داشته باشند ، و این رسوبات به این معنی است که برای گرم کردن همین مقدار آب به سوخت بیشتری نیاز است. برجهای خنک کننده همچنین می توانند در مقیاس و خوردگی قرار بگیرند ، اما بدون درمان مانده ، آب گرم و کثیف موجود در آنها باعث رشد باکتری ها می شود و بیماری لژیونرها می تواند پیامد مهلک باشد. تصفیه آب همچنین برای بهبود کیفیت آب در تماس با محصول تولیدی به عنوان مثال استفاده می شود. نیمه هادی ها ، و / یا می توانند بخشی از محصول به عنوان مثال باشند. نوشیدنی ها ، داروهای دارویی و غیره در این موارد ، تصفیه آب ضعیف می تواند باعث تولید محصولات معیوب شود.

در بسیاری موارد ، آب پساب حاصل از یک فرآیند در صورت برخورداری از درمان مناسب ، برای استفاده مجدد در یک فرآیند دیگر مناسب است. این امر می تواند با کاهش هزینه های مصرف آب ، کاهش هزینه های دفع پساب به دلیل کاهش حجم و کاهش هزینه های انرژی ناشی از بازیابی گرما در فاضلاب بازیافت شده را کاهش دهد.

اهداف
تصفیه آب صنعتی به دنبال مدیریت چهار حوزه اصلی مشکل است: مقیاس گذاری ، خوردگی ، فعالیت میکروبیولوژیکی و دفع فاضلاب باقیمانده. دیگهای بخار از نظر میکروبها مشکلات زیادی ندارند زیرا درجه حرارت بالا مانع از رشد آنها می شود.

مقیاس بندی زمانی اتفاق می افتد که شیمی و شرایط دما به حدی باشد که نمک های معدنی محلول در آب باعث رسوب شدن و تشکیل رسوبات جامد می شوند. اینها می توانند مانند سیلیت ریز متحرک باشند ، یا می توانند به صورت لایه هایی روی سطوح فلزی سیستم ها ایجاد شوند. مقیاس مسئله ای است زیرا عایق می شود و با ضخیم تر شدن مقیاس ، انرژی باعث می شود که تبادل گرما کمتر شود و این باعث صرفه جویی در انرژی می شود. مقیاس همچنین عرض لوله را باریک می کند و بنابراین انرژی مورد استفاده در پمپاژ آب از طریق لوله ها را افزایش می دهد.

خوردگی هنگامی رخ می دهد که والدین فلز را اکسید کنند (به عنوان مثال آهن زنگ زدگی) و به تدریج تمامیت تجهیزات گیاه به خطر می افتد. محصولات خوردگی می توانند مشکلات مشابهی را در مقیاس ایجاد کنند ، اما خوردگی همچنین می تواند منجر به نشت شود ، که در یک سیستم تحت فشار می تواند منجر به خرابی فاجعه آمیز شود.

میکروبها می توانند در آب خنک کننده تصفیه نشده رشد کنند که گرم و گاهی پر از مواد مغذی ارگانیک است زیرا برجهای خنک کننده مرطوب اسکرابرهای هوا بسیار کارآمد هستند. گرد و غبار ، مگس ها ، چمن ها ، اسپورهای قارچی و دیگران در آب جمع می شوند و در صورت عدم درمان با بیوکسید ها نوعی "سوپ میکروبی" ایجاد می کنند. شیوع بسیاری از بیماری کشنده لژیونرها به برجهای خنک نشده کنترل نشده ردیابی شده است ، و انگلیس سالها دستورالعمل های بهداشتی و ایمنی دقیق در مورد عملیات برج خنک کننده را انجام داده است ، همانطور که آژانس های دولتی در کشورهای دیگر داشته اند. الگو: حذف فلزات سنگین برخی از فرآیندهای مانند برنزه کردن و ساخت کاغذ از فلزات سنگین مانند کروم برای برنزه کردن استفاده می کند. گرچه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد اما مقداری از آن با آب باقی می ماند و با آب حمل می شود. حضور در آب آشامیدنی سمی است که در هنگام مصرف حتی کوچکترین مصرف آن سمی است. مقدار باید حذف شود

دفع فاضلاب صنعتی باقیمانده
دفع فاضلاب باقیمانده از یک کارخانه صنعتی یک مشکل دشوار و پرهزینه است. بیشتر پالایشگاه های نفتی ، شیمیایی و پتروشیمی دارای امکانات داخلی برای تصفیه فاضلاب های خود هستند به طوری که غلظت آلاینده ها در فاضلاب تصفیه شده مطابق با مقررات محلی و / یا ملی در مورد دفع فاضلاب در تصفیه خانه های فاضلاب یا رودخانه ها ، دریاچه ها و اقیانوس ها است.

فن آوری ها
پیشرفت های فن آوری تصفیه آب ، همه مناطق تصفیه آب صنعتی را تحت تأثیر قرار داده است. اگرچه تصفیه مکانیکی ، مانند اسمز معکوس ، به طور گسترده برای فیلتر کردن آلاینده ها به کار می رود ، اما فن آوری های دیگری از جمله استفاده از ژنراتور ازن ، تبخیر فاضلاب ، الکترودیزاسیون و زیست بتن نیز قادر به رفع چالش های تصفیه آب صنعتی هستند.

تصفیه ازن فرآیندی است که در آن گاز اوزون به عنوان فاضلاب برای کاهش یا از بین بردن نیاز به مواد شیمیایی تصفیه آب یا ضد عفونی کننده هایی که ممکن است خطرناک باشند از جمله کلر ، به درون زباله ها تزریق می شود.

تابش ماوراء بنفش
فن آوری ضد عفونی اشعه ماوراء بنفش (UV) به دلیل توانایی آن در تهیه آب ضد عفونی شده بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر ، در دو دهه گذشته یک فناوری رایج در تصفیه آب بوده است. بخش UV-C طول موج از 200 نانومتر - 280 نانومتر را نشان می دهد که برای ضد عفونی استفاده می شود. فوتونهای UV-C در سلولها نفوذ کرده و به اسید نوکلئیک آسیب می رسانند ، آنها را از تولید مثل یا از نظر میکروبیولوژیکی غیرفعال می کنند.

فرآیند فناوری تصفیه آب
آب فرآوری شده آبی است که در انواع عملیات تولیدی از جمله: پوشش و آبکاری استفاده می شود. شستشو و پاشش؛ شستشو و غیره. آبهای زیرزمینی و زیرزمینی غالباً حاوی مواد معدنی محلول هستند که این فرآیند را نا مناسب می داند زیرا این امر بر کیفیت محصول و / یا افزایش هزینه های تولید تأثیر می گذارد. یک سیستم تصفیه آب ورودی مناسب می تواند این مشکلات را برطرف کند و شرایط آب مناسبی را برای فرآیندهای صنعتی خاص ایجاد کند.

تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب فرآیندی است که برای از بین بردن آلاینده ها از فاضلاب یا فاضلاب و تبدیل آن به پساب استفاده می شود که با حداقل ضربه به محیط ، می تواند به چرخه آب برگردد ، یا مستقیماً مورد استفاده قرار گیرد. حالت دوم به عنوان مجدد آب گفته می شود زیرا پساب تصفیه شده می تواند برای مقاصد دیگر مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند تصفیه در یک تصفیه خانه فاضلاب (WWTP) انجام می شود ، که اغلب به عنوان یک مرکز بازیابی منابع آب (WRRF) یا یک تصفیه خانه فاضلاب (STP) گفته می شود. آلاینده ها در فاضلاب شهری (خانوارها و صنایع کوچک) حذف یا خرد می شوند.

تصفیه فاضلاب بخشی از زمینه های مهم بهداشتی است. بهداشت فاضلاب همچنین شامل مدیریت پسماندهای انسانی و زباله های جامد و همچنین مدیریت آبهای طوفان (زهکشی) است. محصولات فرعی کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب مانند غربالگری ، ریزگرد و لجن فاضلاب نیز ممکن است در یک تصفیه خانه فاضلاب تصفیه شوند.

تصفیه خانه فاضلاب در Cuxhaven ، آلمان

دفع یا استفاده مجدد
اگرچه دفع یا استفاده مجدد پس از درمان رخ می دهد ، اما ابتدا باید در نظر گرفته شود. از آنجا که دفع یا استفاده مجدد از اهداف تصفیه فاضلاب است ، گزینه های دفع یا استفاده مجدد اساس تصمیمات تصفیه هستند. غلظت ناخالصی قابل قبول ممکن است بسته به نوع استفاده یا محل دفع آن متفاوت باشد. هزینه های حمل و نقل غالباً غلظت ناخالصی قابل قبول را به محل دفع آن وابسته می کند ، اما الزامات درمانی گران آن ممکن است انتخاب محل دفع بر اساس غلظت ناخالصی را ترغیب کند. دفع اقیانوس منوط به الزامات پیمان بین المللی است. معاهدات بین المللی همچنین ممکن است دفع رودخانه هایی که از مرزهای بین المللی عبور می کنند ، تنظیم شود. اجسام آب کاملاً در صلاحیت یک ملت واحد ممکن است تابع مقررات چندین دولت محلی باشند. غلظت های ناخالصی قابل قبول ممکن است در بین حوزه های قضایی مختلف برای دفع فاضلاب به استخرهای تبخیر ، حوضچه های نفوذی یا چاههای تزریق متفاوت باشد.

مراحل
فرآیندهای بیولوژیکی را می توان در تصفیه فاضلاب به کار برد و این فرایندها ممکن است شامل مثلاً تالابهای هوادهی ، لجن فعال شده یا فیلترهای شن آهسته باشد. برای اثربخشی ، فاضلاب باید توسط لوله ها و زیرساخت های مناسب به تصفیه خانه منتقل شود و خود فرآیند باید تحت نظارت و کنترل قرار گیرد. برخی از فاضلابها به روشهای مختلف و گاهی تخصصی برای تصفیه نیاز دارند. در ساده ترین سطح ، تصفیه فاضلاب و بیشتر پساب ها از طریق جداسازی مواد جامد از مایعات ، معمولاً با رسوب گذاری انجام می شود. با تبدیل تدریجی مواد حل شده به مواد جامد ، معمولاً یک لکه بیولوژیکی ، که در آن مستقر می شود ، جریان خروجی با افزایش خلوص تولید می شود.

جدایی فاز
جداسازی فاز ناخالصی ها را به فاز غیر آبی انتقال می دهد. جداسازی فاز ممکن است در نقاط میانی در یک دنباله درمانی اتفاق بیفتد تا مواد جامد حاصل از اکسیداسیون یا پرداخت را از بین ببرید. گریس و روغن ممکن است برای سوخت و یا صابون بازیابی شوند. مواد جامد غالباً به آبگیری لجن در تصفیه خانه فاضلاب نیاز دارند. گزینه های دفع مواد جامد خشک با نوع و غلظت ناخالصی های خارج شده از آب متفاوت است.

با این وجود ، تولید آب نمک زباله می تواند از تصفیه فاضلاب فاضلاب جلوگیری کند و مواد جامد معدنی حل نشده از آب را با روش هایی مانند تبادل یونی ، اسمز معکوس و تقطیر از بین ببرد.

شفاف کننده ها به طور گسترده ای برای تصفیه فاضلاب استفاده می شوند.

رسوب گذاری
هنگامی که اختلاف چگالی برای غلبه بر پراکندگی توسط تلاطم کافی است ، جامداتی مانند سنگ ، ریزه و ماسه ممکن است توسط فاضلاب از طریق فاضلاب حذف شوند. جداسازی گرانش جامدات ، درمان اصلی فاضلاب است که در آن فرآیند واحد "مخازن اسکان اولیه" یا "مخازن رسوب اولیه" نامیده می شود. همچنین از این گیاه برای تصفیه فاضلابهای دیگر نیز بسیار استفاده می شود. مواد جامد سنگین تر از آب در پایین حوضه های تسویه حساب جمع می شوند. شفاف کننده های پیچیده تر نیز دارای اسکیمر هستند که همزمان چربی های شناور مانند صابون و مواد جامد مانند پرها یا تراشه های چوبی را جدا کنند. ظروف مانند جداکننده روغن آب API به طور خاص برای جداسازی مایعات غیر قطبی طراحی شده اند.

مخزن اسکان اولیه تصفیه خانه فاضلاب در درسدن-کادیتز ، آلمان

تصفیه
مواد جامد معلق و تعلیق های کلوئیدی از مواد جامد ریز ممکن است ، به طور کلی به دنبال برخی از شکل های انعقادی ، با فیلتراسیون از طریق موانع فیزیکی خوب که از صفحه های درشت یا الک ها جدا می شوند با توانایی حذف ذرات کوچکتر از دهانه هایی که آب از آن عبور می کند ، خارج شوند. انواع دیگر فیلترهای آب ناخالصی ها را با استفاده از فرآیندهای شیمیایی یا بیولوژیکی که در زیر شرح داده می شود ، حذف می کنند.

اکسیداسیون
اکسیداسیون تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن فاضلاب را کاهش می دهد و ممکن است سمیت برخی ناخالصی ها را کاهش دهد. درمان ثانویه ترکیبات آلی را به دی اکسید کربن ، آب و بیوسولیدها تبدیل می کند. اکسیداسیون شیمیایی به طور گسترده ای برای ضد عفونی استفاده می شود.

مخزن هوادهی یک فرآیند لجن فعال در تصفیه خانه فاضلاب در درسدن-کادیتز ، آلمان

اکسیداسیون بیوشیمیایی
درمان ثانویه با اکسیداسیون بیوشیمیایی ترکیبات آلی محلول و کلوئیدی به طور گسترده ای در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد و در بعضی از فاضلاب های کشاورزی و صنعتی کاربرد دارد. اکسیداسیون بیولوژیکی ترجیحاً ترکیبات آلی را که به عنوان منبع غذایی برای اکوسیستم تصفیه شده مفید است ، از بین می برد. غلظت برخی از ترکیبات قابل هضم کمتر ممکن است با متابولیسم کاهش یابد. راندمان حذف با حداقل غلظت مواد غذایی مورد نیاز برای حفظ اکوسیستم تصفیه محدود است.

اکسیداسیون شیمیایی
اکسیداسیون شیمیایی (از جمله الکتروشیمیایی) برای از بین بردن برخی از آلاینده های آلی و غلظت های باقیمانده پس از اکسیداسیون بیوشیمیایی استفاده می شود. ضد عفونی با اکسیداسیون شیمیایی با افزودن ازن ، کلر یا هیپوکلریت به فاضلاب باکتری ها و پاتوژن های میکروبی را از بین می برد.

جلا دادن
جلا دادن به درمانهایی که طبق روشهای فوق انجام شده است اشاره دارد. این روشهای درمانی ممکن است بطور مستقل برای برخی از فاضلاب های صنعتی نیز مورد استفاده قرار گیرد. کاهش شیمیایی یا تنظیم pH واکنش شیمیایی فاضلاب پس از اکسیداسیون شیمیایی را به حداقل می رساند. فیلتر کربن آلودگی و ناخالصی های باقی مانده را با جذب شیمیایی روی کربن فعال شده از بین می برد. فیلتراسیون از طریق ماسه (کربنات کلسیم) یا فیلترهای پارچه رایج ترین روش مورد استفاده در تصفیه فاضلاب شهری است.

تصفیه خانه های فاضلاب
برای گونه های گیاهی که در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند ، به ارگانیسم های درگیر در تصفیه آب مراجعه کنید.
تصفیه خانه های فاضلاب ممکن است با توجه به نوع فاضلاب تصفیه شده ، یعنی اینکه فاضلاب ، فاضلاب صنعتی ، فاضلاب کشاورزی یا آبشویی باشد ، از هم تفکیک شود.

نمای کلی تصفیه خانه فاضلاب آنتورو-زوید واقع در جنوب انبوه سازی آنتورو (بلژیک)

تصفیه خانه فاضلاب
یک کارخانه تصفیه فاضلاب شهری معمولی در یک کشور صنعتی ممکن است شامل درمان اولیه برای از بین بردن مواد جامد ، درمان ثانویه برای هضم مواد آلی محلول و معلق و همچنین مواد مغذی ازت و فسفر ، و - گاهی اوقات اما نه همیشه - ضد عفونی کننده برای از بین بردن باکتری های بیماری زا باشد. لجن فاضلاب که در کارخانجات تصفیه خانه فاضلاب تولید می شود ، تحت درمان با لجن قرار می گیرد. شهرداری های بزرگتر اغلب شامل کارخانه هایی هستند که فاضلاب صنعتی را در سیستم فاضلاب شهری تخلیه می کنند. اصطلاح "تصفیه خانه فاضلاب" با اصطلاح "تصفیه خانه فاضلاب" جایگزین می شود. فاضلاب را می توان با استفاده از "راه حل های مبتنی بر طبیعت" نیز تصفیه کرد.

درمان سوم
تصفیه ترشی اصطلاحی است که در روشهای صیقل دهی به کار می رود که در زیر یک دنباله سنتی تصفیه فاضلاب استفاده می شود. درمان سوم در کشورهای صنعتی به طور فزاینده ای اعمال می شود و متداول ترین فناوری ها میکرو فیلتراسیون یا غشاهای مصنوعی هستند. پس از تصفیه غشاء ، فاضلاب تصفیه شده تقریباً قابل تشخیص از آبهای دارای منشأ طبیعی با کیفیت آشامیدنی (بدون مواد معدنی آن) است. نیترات را می توان با استفاده از فرآیندهای طبیعی در تالاب ها از طریق فاضلاب حذف کرد و همچنین از طریق نیتریفیکاسیون میکروبی نیز از آن استفاده کرد. تصفیه فاضلاب ازن نیز از محبوبیت زیادی برخوردار است و نیاز به استفاده از ژنراتور ازن دارد ، که آب را از بین می برد زیرا حباب ازن از طریق مخزن نفوذ می کند. آخرین و بسیار امیدوار کننده فن آوری درمان استفاده از گرانول هوازی است.

تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی

دفع فاضلاب از یک کارخانه صنعتی یک مشکل دشوار و پرهزینه است. بیشتر پالایشگاه های نفتی ، شیمیایی و پتروشیمی دارای امکانات داخلی برای تصفیه فاضلاب های خود هستند به طوری که غلظت آلاینده ها در فاضلاب تصفیه شده مطابق با مقررات محلی و / یا ملی در مورد دفع فاضلاب در تصفیه خانه های جامعه یا رودخانه ها ، دریاچه ها یا اقیانوس ها است. تالابهای ساختمانی در موارد فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا آنها با کیفیت بالا و کارآیی در سطح سایت تولید می کنند. سایر فرایندهای صنعتی که فاضلابهای زیادی از جمله تولید کاغذ و خمیر را تولید می کنند نگرانی زیست محیطی را ایجاد کرده و منجر به توسعه فرآیندهای بازیافت آب در گیاهان قبل از تمیز کردن و دفع آنها می شود.

کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب صنعتی در مواردی که کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب شهری در دسترس نیستند یا نمی توانند به اندازه کافی فاضلاب صنعتی خاص را تصفیه کنند مورد نیاز است. پساب هاي فاضلاب صنعتي با تبديل فاضلاب هاي منتخب به آب مورد استفاده براي مقاصد مختلف ، مي توانند هزينه آب خام را کاهش دهند. تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی ممکن است هزینه های تصفیه فاضلاب جمع آوری شده توسط کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب شهری را با پیش تصفیه فاضلاب شهری کاهش دهد تا غلظت آلاینده های اندازه گیری شده برای تعیین هزینه های کاربر را کاهش دهد.

گیاه پیش تصفیه آب سطحی

اگرچه اقتصاد مقیاس ممکن است استفاده از یک تصفیه خانه فاضلاب شهری بزرگ را برای دفع حجم کمی از فاضلاب های صنعتی ، مطلوب کند ، اما تصفیه فاضلاب صنعتی و دفع فاضلاب صنعتی ممکن است با هزینه مناسب نسبت به هزینه های مناسب صحیح برای حجم بیشتری از فاضلاب های صنعتی که نیازی به دنباله تصفیه فاضلاب معمولی ندارند ، ارزان تر باشد. یک تصفیه خانه فاضلاب شهری کوچک.

تصفیه خانه فاضلاب صنعتی ممکن است یکی از موارد زیر را به جای توالی معمولی اولیه ، ثانویه و ضد عفونی فاضلاب شامل موارد زیر باشد:

• جداکننده روغن آب API ، برای از بین بردن روغن فاز جداگانه از فاضلاب.
• شفاف کننده ، برای از بین بردن مواد جامد از فاضلاب.
• یک فیلتر زبر برای کاهش تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی فاضلاب.
• یک کارخانه تصفیه کربن برای از بین بردن ترکیبات آلی محلول سمی از فاضلاب است.
• یک سیستم برگشتی الکترودیالیز پیشرفته (EDR) با غشای تبادل یونی.

تصفیه خانه های فاضلاب کشاورزی
تصفیه فاضلاب کشاورزی برای عملیات مداوم حیوانات محدود مانند شیر و تولید تخم مرغ ممکن است در گیاهان با استفاده از واحدهای تصفیه مکانیزه مشابه آنچه در زیر فاضلاب صنعتی شرح داده می شود ، انجام شود. اما در صورت وجود زمین برای حوضچه ها ، حوضه های مسکن و تالاب های جبهه ای ممکن است هزینه های عملیاتی کمتری را برای شرایط استفاده فصلی از چرخه های تولید مثل یا برداشت داشته باشند.

کارخانه های تصفیه آب شیرین کن
از گیاهان تصفیه شیرابه برای تصفیه آبشویی از محل دفن زباله ها استفاده می شود. گزینه های درمانی شامل: درمان بیولوژیکی ، درمان مکانیکی با استفاده از اولترافیلتراسیون ، تصفیه با فیلترهای کربن فعال ، درمان الکتروشیمیایی از جمله الکتروکوآگولاسیون توسط فن آوریهای مختلف اختصاصی و فیلتراسیون غشایی اسمز معکوس با استفاده از فناوری ماژول لوله دیسک است.

مقررات
ایالات متحده
آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) و آژانس های محیط زیست ایالتی استانداردهای فاضلاب فاضلاب را طبق قانون آب پاک تعیین کرده اند. منابع نقطه ای باید مجوز تخلیه آب سطحی را از طریق سیستم ملی تخلیه آلودگی آلاینده ها (NPDES) دریافت کنند. منابع نقطه شامل تأسیسات صنعتی ، دولتهای شهرداری (تصفیه خانه فاضلاب و سیستم فاضلاب طوفان) ، سایر امکانات دولتی مانند پایگاههای نظامی و برخی از امکانات کشاورزی مانند خوراک دام است.

EPA استانداردهای اساسی پساب فاضلاب ملی را تعیین می کند:

"آیین نامه تصفیه ثانویه" در مورد تصفیه خانه های فاضلاب شهری اعمال می شود ، و
رهنمودهای پساب مقررات مربوط به دسته تجهیزات صنعتی است.
این استانداردها در مجوزها گنجانیده شده است ، که ممکن است شامل نیازهای اضافی تصفیه گیاهان جداگانه باشد که بصورت موردی تهیه می شوند. مجوزهای NPDES باید هر پنج سال یکبار تمدید شود. EPA 47 آژانس دولتی را به صدور و اجرای مجوزهای NPDES مجاز كرده است. دفاتر منطقه ای EPA برای بقیه کشور مجوز صادر می کنند.

تخلیه فاضلاب به آب های زیرزمینی توسط برنامه کنترل تزریق زیرزمینی (UIC) تحت قانون آب آشامیدنی ایمن تنظیم می شود. مجوزهای UIC توسط 34 سازمان دولتی و دفاتر منطقه ای EPA صادر می شود.

کمک مالی برای بهبود امکانات تصفیه خانه فاضلاب از طریق صندوق چرخش دولت آب پاک ، یک برنامه وام کم بهره در اختیار دولت های ایالتی و محلی است.

کیفیت آب

کیفیت آب به خصوصیات شیمیایی ، فیزیکی ، بیولوژیکی و رادیولوژیکی آب اشاره دارد. این یک اندازه گیری از وضعیت آب نسبت به نیازهای یک یا چند گونه بیوتیک یا برای هر نیاز یا هدف انسانی است. بیشترین استفاده از آن با استناد به مجموعه ای از استانداردها است که مطابق آن مطابقت ، که معمولاً از طریق تصفیه آب حاصل می شود ، ارزیابی می شود. متداول ترین استانداردهای مورد استفاده برای ارزیابی کیفیت آب مربوط به سلامت اکوسیستم ها ، ایمنی در تماس با انسان و آب آشامیدنی است.

یک نمونه از گلاب برای جمع آوری نمونه های آب در آب های عمیق مانند دریاچه های بزرگ یا اقیانوس ها برای آزمایش کیفیت آب استفاده می شود.

استانداردها
در تنظیم استانداردها ، آژانس ها درباره نحوه استفاده از آب تصمیمات سیاسی و فنی و علمی می گیرند. در مورد اجسام آب طبیعی ، آنها همچنین برآورد منطقی از شرایط بکر انجام می دهند. اجسام آب طبیعی در پاسخ به شرایط محیطی متفاوت خواهند بود. دانشمندان محیط زیست برای درک چگونگی عملکرد این سیستم ها تلاش می کنند ، که به نوبه خود به شناسایی منابع و سرنوشت آلاینده ها نیز کمک می کند. حقوقدانان و سیاستگذاران محیط زیست تلاش می كنند قوانینی را با این هدف كه آب در كیفیت مناسب برای استفاده مشخص شده حفظ شود ، تعریف كنند.

اکثریت قریب به اتفاق آبهای سطحی روی زمین نه قابل استفاده است و نه سمی. این مسئله همچنان صادق است که آب دریا در اقیانوس ها (که برای آشامیدن بسیار شور است) شمرده نشود. برداشت کلی دیگر از کیفیت آب ، یک خاصیت ساده است که می گوید آب آلوده است یا خیر. در حقیقت ، کیفیت آب موضوعی پیچیده است ، تا حدودی به دلیل اینکه آب یک ماده پیچیده است که ذاتاً با اکولوژی زمین گره خورده است. فعالیت های صنعتی و تجاری (به عنوان مثال ساخت ، معدن ، ساخت و ساز ، حمل و نقل) عامل اصلی آلودگی آب است ، به عنوان مثال رواناب از مناطق کشاورزی ، رواناب شهری و تخلیه فاضلاب تصفیه شده و تصفیه نشده.

دسته بندی ها
پارامترهای کیفیت آب با استفاده در نظر گرفته شده تعیین می شود. کار در زمینه کیفیت آب تمرکز دارد تا روی آب که برای مصرف انسان ، مصارف صنعتی یا محیط زیست درمان می شود ، متمرکز شود.

مصرف انسان
آلودگی هایی که ممکن است در آب تصفیه نشده قرار بگیرند شامل میکروارگانیسم هایی مانند ویروس ، تک یاخته ها و باکتری ها هستند. آلاینده های معدنی مانند نمک و فلزات. آلاینده های شیمیایی آلی از فرآیندهای صنعتی و استفاده از نفت. سموم دفع آفات و علف کش ها؛ و آلاینده های رادیواکتیو کیفیت آب به زمین شناسی و اکوسیستم محلی بستگی دارد ، همچنین استفاده های انسانی از جمله پراکندگی فاضلاب ، آلودگی صنعتی ، استفاده از آب های بدن به عنوان بخاری گرما و استفاده بیش از حد (که ممکن است سطح آب را پایین بیاورد).

آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) مقادیر برخی از آلاینده های موجود در آب شیر را که توسط سیستم های آب عمومی آمریکا ارائه می شود ، محدود می کند. قانون آب آشامیدنی سالم به EPA اجازه می دهد دو نوع استاندارد را صادر کند:

• استانداردهای اولیه موادی را که به طور بالقوه بر سلامت انسان تأثیر می گذارند تنظیم می کند.
• استانداردهای ثانویه ویژگیهای زیبایی شناختی را تعریف می کند ، مواردی که بر طعم ، بو و یا ظاهر آنها تأثیر می گذارد.

مقررات سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) محدودیت هایی برای آلاینده های موجود در آب بطری ایجاد می کند که باید همان بهداشت را برای سلامت عمومی فراهم کند. انتظار می رود آب آشامیدنی ، از جمله آب بطری ، حداقل مقادیر کمی از برخی آلاینده ها را شامل شود. حضور این آلاینده ها لزوماً نشانگر این نیست که آب خطر سلامتی را در پی دارد.

در مناطق شهری در سرتاسر جهان ، از فن آوری تصفیه آب در سیستم های آب شهری استفاده می شود تا قبل از توزیع آن به منازل ، مشاغل ، مدارس و سایر گیرندگان ، آلودگی ها را از منبع آب (آب های سطحی یا آب های زیرزمینی) حذف کند. آبي كه مستقيماً از يك جريان ، درياچه ، يا آبخوان كشيده مي شود و تصفيه ندارد ، از كيفيت نامعلومي برخوردار خواهد بود.

مصارف صنعتی و خانگی
مواد معدنی محلول ممکن است بر مناسب بودن آب برای طیف وسیعی از مقاصد صنعتی و خانگی تأثیر بگذارد. مشهورترین اینها احتمالاً وجود یون های کلسیم (Ca2 +) و منیزیم (Mg2 +) است که در عملکرد تمیز کردن صابون تداخل دارند و می توانند رسوبات سولفات سخت و کربنات نرم را در بخاری های آب یا دیگهای بخار تشکیل دهند. برای از بین بردن این یونها ممکن است آب سخت نرم شود. فرآیند نرم شدن اغلب کاتیونهای سدیم را جایگزین می کند. ممکن است آب سخت برای مصرف انسان از آب نرم ترجیح داده شود ، زیرا مشکلات بهداشتی با کمبود سدیم و کمبودهای کلسیم و منیزیم همراه بوده است. نرم شدن باعث کاهش تغذیه می شود و ممکن است اثر تمیز کردن را افزایش دهد. ضایعات و پساب های مختلف صنایع نیز می توانند کیفیت آب را در دریافت بدن آب آلوده کنند.

کیفیت آب محیطی

کیفیت آب محیطی که به آن کیفیت آب محیط نیز می گویند مربوط به اجسام آب مانند دریاچه ها ، رودخانه ها و اقیانوس ها است. استانداردهای کیفیت آب برای آبهای سطحی با توجه به شرایط مختلف محیطی ، اکوسیستم ها و مصارف موردنظر انسان متفاوت است. مواد سمی و جمعیت زیاد برخی میکروارگانیسم ها می توانند برای اهداف غیر آشامیدنی مانند آبیاری ، شنا ، ماهیگیری ، قایقرانی ، قایقرانی و مصارف صنعتی خطری برای سلامتی به وجود آورند. این شرایط ممکن است بر حیات وحش نیز تأثیر بگذارد ، که از آب برای نوشیدن یا به عنوان زیستگاه استفاده می کنند. قوانین جدید کیفیت آب به طور کلی حمایت از شیلات و استفاده از تفریحی را مشخص می کند و به عنوان حداقل حفظ استانداردهای فعلی کیفیت لازم است.

وارد Sandymount ، ایرلند شوید ، و کیفیت آب را توصیف کنید ، سطح کولیفرم مدفوع را باکتری E. coli و Enterococcus faecalis ارائه دهید.

رواناب شهری در آب های ساحلی

تمایل بین مردم برای بازگشت اجزای آب به شرایط بکر یا پیش صنعتی وجود دارد. بیشتر قوانین محیط زیست فعلی بر تعیین موارد خاص استفاده از بدن آب تمرکز دارد. در بعضی از کشورها این مشخصه ها تا زمانی که نوع خاصی از آلودگی برای مصارف تعیین شده مضر نیست ، آلودگی آب را امکان پذیر می سازند. با توجه به تغییرات چشم انداز (به عنوان مثال ، توسعه زمین ، شهرنشینی ، شفاف سازی در مناطق جنگلی) در حوزه های آبخیز بسیاری از بدن های آب شیرین ، بازگشت به شرایط بکر یک چالش مهم خواهد بود. در این موارد ، دانشمندان محیط زیست بر دستیابی به اهداف برای حفظ اکوسیستم های سالم تمرکز می کنند و ممکن است بر حمایت از جمعیت گونه های در معرض خطر و محافظت از سلامت انسان متمرکز شوند.

کارتون طنز توسط ویلیام هیت ، زنی را مشاهده می کند که در حال ریختن هیولا در قطره آب لندن است (در زمان گزارش کمیسیون گزارش آبرسانی لندن ، 1828)

نمونه گیری و اندازه گیری
پیچیدگی کیفیت آب به عنوان یک موضوع در بسیاری از اندازه گیری های شاخص های کیفیت آب منعکس شده است. دقیق ترین اندازه گیری کیفیت آب در محل انجام می شود ، زیرا آب در تعادل با محیط اطراف خود وجود دارد. اندازه گیری هایی که معمولاً در محل انجام می شود و در تماس مستقیم با منبع آب مورد نظر شامل دما ، pH ، اکسیژن محلول ، رسانایی ، پتانسیل کاهش اکسیژن (ORP) ، کدورت و عمق دیسک Secchi است.

مجموعه نمونه
اندازه گیری های پیچیده تر اغلب در آزمایشگاه انجام می شود که نیاز به جمع آوری ، نگهداری ، انتقال و انتقال و تجزیه و تحلیل نمونه در مکان دیگری دارد. فرایند نمونه برداری از آب دو مشکل اساسی را ارائه می دهد:

مشکل اول میزان در نظر گرفتن نمونه برای منبع آب مورد علاقه است. بسیاری از منابع آب با توجه به زمان و مکان متفاوت است. اندازه گیری علاقه ممکن است فصلی یا از روز به شب یا در پاسخ به برخی فعالیت های انسان یا جمعیت طبیعی گیاهان و حیوانات آبزی متفاوت باشد. اندازه گیری علاقه ممکن است با فاصله از مرز آب با فضای پوشاننده و زیر زمین یا محدود کردن خاک متفاوت باشد. نمونه گیرنده باید مشخص کند که آیا یک زمان و مکان واحد نیازهای تحقیق را برآورده می کند یا خیر ، آیا می توان میزان مصرف آب مورد علاقه را با مقادیر متوسط ​​با زمان و مکان ارزیابی کرد ، یا اینکه حداکثر و حداکثر بحرانی نیاز به اندازه گیری های فردی در طیف وسیعی از زمان ها دارند مکانها یا رویدادها روش جمع آوری نمونه باید وزن صحیح از زمان نمونه برداری فردی و مکانهایی را که میانگین اندازه گیری مناسب است ، تضمین کند. در صورت وجود حداکثر یا حداقل مقادیر بحرانی ، باید از روشهای آماری برای تغییرات مشاهده شده استفاده کرد تا تعداد کافی از نمونه ها را تعیین کند تا احتمال فراتر از آن مقادیر بحرانی را ارزیابی کند. .
مشکل دوم با برداشتن نمونه از منبع آب و شروع به برقراری تعادل شیمیایی با محیط جدید خود یعنی ظرف نمونه. ظروف نمونه باید از موادی ساخته شود که حداقل واکنش پذیری با موادی دارند که اندازه گیری می شوند. و تمیز کردن ظروف نمونه مهم است. نمونه آب ممکن است بخشی از ظرف نمونه و سایر مواد باقیمانده از آن ظرف را حل کند ، یا مواد شیمیایی موجود در نمونه آب ممکن است روی ظرف نمونه سوار شوند و وقتی آب برای تجزیه و تحلیل ریخته می شود در آنجا بمانند. تعامل فیزیکی و شیمیایی مشابه ممکن است با هرگونه پمپ ، لوله کشی یا دستگاه واسطه ای که برای انتقال نمونه آب به داخل نمونه نمونه مورد استفاده قرار می گیرد ، رخ دهد. آب جمع آوری شده از اعماق زیر سطح به طور معمول در فشار فشار جو نگهداری می شود. بنابراين گاز حل شده در آب ممكن است به فضاي پر نشده در قسمت بالاي ظرف بيفتد. گاز اتمسفر موجود در آن فضای هوا نیز ممکن است در نمونه آب حل شود. اگر نمونه آب دما تغییر کند ، ممکن است تعادل واکنش شیمیایی دیگر تغییر کند. ذرات جامد کاملاً تقسیم شده که قبلاً توسط تلاطم آب معلق شده اند ، ممکن است در انتهای ظرف نمونه مستقر شوند ، یا ممکن است یک مرحله جامد از رشد بیولوژیکی یا رسوب شیمیایی تشکیل شود. میکروارگانیسم های موجود در نمونه آب ممکن است بیوشیمیایی غلظت اکسیژن ، دی اکسید کربن و ترکیبات آلی را تغییر دهند. تغییر غلظت دی اکسید کربن ممکن است pH را تغییر داده و محلول مواد شیمیایی مورد علاقه را تغییر دهد. این مشکلات در هنگام اندازه گیری مواد شیمیایی فرض می شود که در غلظت های بسیار کم قابل توجه هستند ، نگرانی ویژه ای دارند.

یک ایستگاه نمونه برداری خودکار نصب شده در امتداد شعبه شرقی رودخانه میلواکی ، نی فان ، ویسکانسین. جلد اتوماتیک دستگاه بطری 24 بطری (وسط) تا حدودی بلند شده است و نمونه های بطری های داخل آن را نشان می دهد. برنامه ریزی شده برای جمع آوری خودکار از نمونه ها در فواصل زمانی و یا متناسب با جریان در یک دوره مشخص. نقشه بردار داده ها (کابینت سفید) درجه حرارت ، هدایت خاص و میزان اکسیژن محلول را ثبت کرد.

حفظ نمونه ممکن است تا حدی مشکل دوم را برطرف کند. یک روش معمول ، سرد نگه داشتن نمونه ها برای کاهش سرعت واکنش های شیمیایی و تغییر فاز و تجزیه و تحلیل نمونه در اسرع وقت است. اما این فقط تغییرات را به حداقل می رساند نه جلوگیری از آنها. یک روش مفید برای تعیین تأثیر ظروف نمونه در زمان تاخیر بین جمع آوری نمونه و تجزیه و تحلیل شامل آماده سازی دو نمونه مصنوعی پیش از وقوع نمونه برداری است. یک ظرف نمونه از آب پر از آب است که از تجزیه و تحلیل قبلی شناخته شده است و هیچ مقدار قابل تشخیصی از مواد شیمیایی مورد علاقه ندارد. این نمونه که "خالی" نامیده می شود ، هنگام جمع آوری نمونه مورد نظر ، برای قرار گرفتن در معرض جو باز می شود ، سپس آنالیز مجدد شده و با نمونه به آزمایشگاه منتقل می شود تا مشخص شود که آیا روش های برگزاری نمونه مقادیر قابل توجهی از مواد شیمیایی موجود در آن را وارد کرده است. علاقه. نمونه مصنوعی دوم با نمونه مورد علاقه جمع آوری می شود ، اما سپس با مقدار اضافی اندازه گیری شده از ماده شیمیایی مورد علاقه در زمان جمع آوری "لکه دار" می شود. نمونه های خالی و لکه دار با نمونه مورد علاقه حمل می شوند و برای تعیین هرگونه تغییر و بیانگر سود یا ضرر در زمان سپری شده بین جمع آوری و تجزیه و تحلیل ، با همان روش ها تجزیه و تحلیل می شوند.

فیلتر یک نمونه آب دستی جمع آوری شده (نمونه گرفتن) برای تجزیه و تحلیل

آزمایش در پاسخ به حوادث طبیعی و سایر موارد اضطراری
به ناچار پس از وقایعی نظیر زمین لرزه و سونامی ، واکنش های فوری توسط سازمان های امدادرسانی صورت می گیرد ، زیرا عملیات امدادی برای تلاش و ترمیم زیرساخت های اساسی در حال انجام است و موارد اساسی اساسی را برای زنده ماندن و بهبود پس از آن فراهم می کند. دسترسی به آب آشامیدنی تمیز و بهداشت کافی در مواقعی مثل این اولویت است. تهدید بیماری به دلیل تعداد زیادی از افراد که در کنار هم زندگی می کنند ، اغلب در شرایط کمبود و بدون داشتن بهداشت مناسب ، به شدت افزایش می یابد.

پس از یک فاجعه طبیعی ، تا آنجا که به آزمایش کیفیت آب مربوط می شود ، دیدگاه های گسترده ای در مورد بهترین دوره عملی برای انجام وجود دارد و روش های متنوعی قابل استفاده است. پارامترهای اصلی و اساسی کیفیت آب که باید در مواقع اضطراری مورد توجه قرار بگیرند ، شاخصهای باکتریولوژیکی آلودگی مدفوع ، باقیمانده کلر آزاد ، pH ، کدورت و احتمالاً هدایت / جامدات محلول است. تعدادی کیت تست قابل حمل آب در بازار وجود دارد که بطور گسترده توسط آژانس های امداد و نجات برای انجام چنین آزمایشاتی مورد استفاده قرار می گیرد.

پس از وقوع بلایای طبیعی ، مدت زمان قابل توجهی ممکن است قبل از بازگشت کیفیت آب به سطح قبل از فاجعه منتقل شود. به عنوان مثال ، پس از سونامی اقیانوس هند در سال 2004 ، مؤسسه بین المللی مدیریت آب مستقر در کلمبو (IWMI) تأثیرات نمکی دریا را زیر نظر گرفت و نتیجه گرفت که چاههای کشف شده به کیفیت آب آشامیدنی قبل از سونامی یک و نیم سال پس از این رویداد. [20] IWMI پروتکل هایی را برای تمیز کردن چاه های آلوده به آب شور تولید کرده است. این متعاقباً به عنوان بخشی از دستورالعمل های اضطراری توسط سازمان بهداشت جهانی به طور رسمی تأیید شد.

آنالیز شیمیایی
ساده ترین روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی آنهایی هستند که عناصر شیمیایی را بدون توجه به فرم آنها اندازه گیری می کنند. به عنوان مثال ، تجزیه و تحلیل عناصر اکسیژن غلظت 890 گرم در لیتر (گرم در لیتر) نمونه آب را نشان می دهد زیرا اکسیژن (O) دارای 89 درصد جرم مولکول آب (H2O) است. روشی که برای اندازه گیری اکسیژن محلول انتخاب شده است باید بین اکسیژن دیاتومیک و اکسیژن ترکیب شده با سایر عناصر تمایز قایل شود. سادگی مقایسه ای آنالیز عنصری مقدار زیادی از داده های نمونه و معیارهای کیفیت آب را برای عناصری که بعضاً به عنوان فلزات سنگین شناخته می شوند ، تولید کرده است. تجزیه و تحلیل آب برای فلزات سنگین باید ذرات خاک را در نمونه آب معلق در نظر بگیرد. این ذرات معلق خاک ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی از فلز باشند. اگرچه این ذرات در آب حل نمی شوند ، ممکن است توسط افرادی که آب می نوشند مصرف شود. اضافه کردن اسید به یک نمونه آب برای جلوگیری از از بین رفتن فلزات محلول در ظرف نمونه ممکن است فلزات بیشتری را از ذرات معلق خاک حل کند. تصفیه ذرات خاک از نمونه آب قبل از افزودن اسید ممکن است باعث از بین رفتن فلزات محلول در فیلتر شود. پیچیدگی های تمایز مولکولهای آلی مشابه حتی چالش برانگیز است.

کروماتوگرافی گازی-
طیف سنج جرمی آفت کش ها و سایر آلاینده های آلی را اندازه گیری می کند

انجام این اندازه گیری های پیچیده می تواند گران باشد. از آنجا که اندازه گیری مستقیم کیفیت آب می تواند گران باشد ، برنامه های نظارت مداوم معمولاً توسط سازمان های دولتی انجام می شود. با این وجود ، برنامه ها و منابع محلی داوطلب برای برخی ارزیابی عمومی وجود دارد. ابزارهای موجود برای عموم مردم شامل کیت های تست در محل است که معمولاً برای مخازن ماهی خانگی و روش های ارزیابی بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

طیف سنجی فلورسانس اتمی برای اندازه گیری جیوه و سایر فلزات سنگین استفاده می شود

نظارت در زمان واقعی
اگرچه کیفیت آب معمولاً در آزمایشگاه ها نمونه برداری و تجزیه و تحلیل می شود ، از اواخر قرن بیستم علاقه عمومی به کیفیت آب آشامیدنی تأمین شده توسط سیستم های شهری افزایش یافته است. بسیاری از تاسیسات آب سیستم هایی را برای جمع آوری داده های زمان واقعی در مورد کیفیت آب منبع ایجاد کرده اند. در اوایل قرن بیست و یکم ، سنسورهای مختلف و سیستم کنترل از راه دور برای اندازه گیری pH آب ، کدورت ، اکسیژن محلول و سایر پارامترها مستقر شده اند. برخی از سیستم های سنجش از دور نیز برای نظارت بر کیفیت آب محیط در رودخانه ها ، رودخانه ها و آبهای ساحلی توسعه یافته اند.

شاخص های آب آشامیدنی
در زیر لیستی از شاخص هایی که اغلب بر اساس طبقه بندی موقعیتی اندازه گیری می شوند:

• قلیایی
• رنگ آب
• pH
• طعم و بو (ژئوسمین ، 2-متیلیسوبورنول (MIB) و غیره)
• فلزات و نمک های محلول (سدیم ، کلرید ، پتاسیم ، کلسیم ، منگنز ، منیزیم)
• میکروارگانیسم هایی مانند باکتریهای کلیفرمی مدفوع (Escherichia coli) ، Cryptosporidium و Giardia lamblia. به تجزیه و تحلیل آب
• باکتریولوژیکی 
• فلزات و فلزات محلول (سرب ، جیوه ، آرسنیک و غیره)
• مواد آلی محلول: ماده آلی محلول در رنگ (CDOM) ، کربن آلی محلول (DOC)
• رادون
• فلزات سنگین
• داروسازی
• آنالوگهای هورمون

برای اندازه گیری کل مواد جامد محلول از یک متر هدایت الکتریکی استفاده می شود

شاخص های محیطی
شاخص های جسمی

• دمای آب
• هدایت خاص یا هدایت الکتریکی (EC) یا رسانایی
• کل مواد جامد معلق (TSS)
• شفافیت یا کدورت
• کل مواد جامد محلول (TDS)
• بوی آب
• رنگ آب
• طعم آب

شاخص های شیمیایی

• pH
• تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD)
• تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD)
• اکسیژن محلول (DO)
• سختی کل (TH)
• فلزات سنگین
• نیترات
• ارتو فسفاتها
• آفت کش ها
• سورفکتانت ها

شاخص های زیست شناختی

• افومروپرا
• پلکوپترا
• ملاسوسکا
• تریکوپترا
• اشرشیاکلی (E. coli)
• باکتریهای فرم
• پروانه های Pimephales (fathead minnow)
• Americamysis bahia (میگو میس)
• جوجه دریایی

معیارهای نظارت بیولوژیکی در بسیاری از مناطق توسعه یافته است ، و یکی از اقدامات گسترده استفاده و حضور فراوانی اعضای دستورات حشرات Ephemeroptera ، Plecoptera و Trichoptera (نامهای متداول به ترتیب شفاف ، سنگ مروارید و کادرفنی هستند). شاخص های EPT به طور طبیعی از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت خواهند بود ، اما به طور کلی ، در یک منطقه ، هرچه تعداد گونه های این سفارشات بیشتر باشد ، کیفیت آب نیز بهتر خواهد بود. سازمان هایی در ایالات متحده ، مانند EPA. راهنمایی در مورد تهیه یک برنامه نظارت و شناسایی اعضای این و سایر دستورات حشرات آبی ارائه می دهد. بسیاری از تخلیه فاضلاب ایالات متحده (به عنوان مثال ، کارخانه ها ، نیروگاه ها ، پالایشگاه ها ، معادن ، تصفیه خانه های فاضلاب شهری) برای انجام آزمایشات دوره ای سمیت پساب کل (WET) مورد نیاز هستند.

افراد علاقمند به نظارت بر کیفیت آب که توانایی تحمل یا مدیریت آنالیز مقیاس آزمایشگاهی را ندارند ، می توانند از شاخص های بیولوژیکی نیز برای به دست آوردن یک خواندن کلی از کیفیت آب استفاده کنند. یک مثال برنامه کنترل آب داوطلبانه IOWATER در آیووا است که شامل یک کلید نشانگر کلاهبرداری اعماق دریا است.

صدف های دوقلوی تا حد زیادی به عنوان نشانگرهای زیستی برای نظارت بر سلامت محیط های آبی در آب شیرین و محیط های دریایی مورد استفاده قرار می گیرند. وضعیت یا ساختار جمعیتی ، فیزیولوژی ، رفتار یا میزان آلودگی آنها با عناصر یا ترکیبات آنها می تواند وضعیت آلودگی اکوسیستم را نشان دهد. آنها به ویژه از آنجا که بی کیفیت هستند بسیار مفید هستند به طوری که آنها نماینده محیطی هستند که در آنجا نمونه برداری یا قرار می گیرند. یک پروژه معمولی برنامه سازمان دیده بان ایالات متحده موسل است ، اما امروزه از آنها در سراسر جهان استفاده می شود.

روش سیستم امتیاز دهی آفریقای جنوبی (SASS) یک سیستم کنترل کیفیت بیولوژیکی آب است که بر اساس حضور کلان مهره های اعماق دریا ساخته شده است. ابزار biomonitoring آبزی SASS در طی 30 سال گذشته اصلاح شده و اکنون در نسخه پنجم (SASS5) است که بطور خاص مطابق با استانداردهای بین المللی ، یعنی پروتکل ISO / IEC 17025 اصلاح شده است. روش SASS5 توسط وزارت امور آب در آفریقای جنوبی به عنوان روشی استاندارد برای ارزیابی سلامت رودخانه ، که از برنامه ملی بهداشت رودخانه ها و بانک اطلاعات ملی رودخانه ها تغذیه می کند ، استفاده می شود.

استانداردها و گزارش ها
بین المللی
سازمان بهداشت جهانی (WHO) دستورالعملهای مربوط به کیفیت آب آشامیدنی (GDWQ) را در سال 2011 منتشر کرد.
سازمان بین المللی استاندارد (ISO) تنظیم کیفیت آب را در بخش ICS 13.060 منتشر کرد ، اعم از نمونه برداری از آب ، آب آشامیدنی ، آب طبقه صنعتی ، فاضلاب و بررسی آب برای خواص شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی. ICS 91.140.60 استانداردهای سیستم های آبرسانی را پوشش می دهد.
مشخصات ملی آب محیط و آب آشامیدنی
اتحادیه اروپا
سیاست آب اتحادیه اروپا در درجه اول در سه بخشنامه تدوین شده است:

دستورالعمل تصفیه فاضلاب شهری (91/271 / EE) از 21 مه 1991 در مورد تخلیه فاضلاب شهری و صنعتی.
دستورالعمل آب آشامیدنی (98/83 / EC) در تاریخ 3 نوامبر 1998 در مورد کیفیت آب قابل شرب؛
دستورالعمل چارچوب آب (2000/60 / EC) از 23 اکتبر 2000 در مورد مدیریت منابع آب.
هند
استانداردهای شورای تحقیقات پزشکی هند (ICMR) استانداردهای مربوط به آب آشامیدنی.
آفریقای جنوبی
رهنمودهای کیفیت آب برای آفریقای جنوبی طبق دستورالعمل های کیفیت آب در سال 1996 با توجه به انواع بالقوه کاربر (به عنوان مثال خانگی ، صنعتی) گروه بندی می شوند. کیفیت آب آشامیدنی منوط به استاندارد ملی آب آشامیدنی آفریقای جنوبی (SANS) 241 است.

انگلستان
در انگلیس و ولز میزان قابل قبول برای تأمین آب آشامیدنی در "مقررات آبرسانی (کیفیت آب) 2000" ذکر شده است.

ایالات متحده
در ایالات متحده ، استانداردهای کیفیت آب توسط آژانسهای دولتی برای بدنهای مختلف آب ، با استفاده از موارد دلخواه برای بدن آب (به عنوان مثال ، زیستگاه ماهی ، تأمین آب آشامیدنی ، استفاده تفریحی) تعیین می شود. قانون آب پاک (CWA) به هر یک از حوزه های قضایی حاکم (ایالت ها ، سرزمین ها و اشخاص تحت پوشش قبیله) ایجاب می کند که مجموعه ای از گزارش های دوسالانه را در مورد کیفیت آب در منطقه خود ارائه دهند. این گزارش ها به عنوان گزارش های 303 (d) و 305 (b) شناخته می شوند که برای مقررات مربوط به CWA نامگذاری شده اند ، و توسط EPA ارسال و تأیید می شوند. این گزارش ها توسط صلاحیت حاکم ، به طور معمول یک آژانس دولتی محیط زیست ، تکمیل می شود. سازمان حفاظت محیط زیست توصیه می کند که هر ایالت یک "گزارش یکپارچه" را ارائه دهد که شامل لیست آبهای مختل شده و وضعیت کلیه آب های کشور است. گزارش ملی پرسشنامه کیفیت آب به کنگره یک گزارش کلی در مورد کیفیت آب است و اطلاعات کلی در مورد تعداد مایل رودها و رودخانه ها و وضعیت کل آنها را ارائه می دهد. CWA به ایالت ها نیاز دارد تا استانداردهای لازم را برای هر یک از کاربردهای تعیین شده احتمالی که به آب های خود اختصاص می دهند اتخاذ کنند. اگر شواهد نشان دهند یا مستند كنند كه یك جریان ، رودخانه یا دریاچه نتوانسته است معیارهای کیفیت آب را برای یك یا چند مورد از مصارف تعیین شده خود برآورده كند ، در لیست آبهای مختل شده قرار می گیرد. هنگامی که دولت یک بدنه آب را در این لیست قرار داده است ، باید یک برنامه مدیریتی ایجاد کند که مجموع حداکثر بارهای روزانه (TMDL) را برای آلودگی (های) آلوده کننده به استفاده از آب ایجاد کند. این TMDL ها کاهش های لازم برای پشتیبانی کامل از استفاده های تعیین شده را ایجاد می کنند.

استانداردهای آب آشامیدنی ، که برای سیستم های آب عمومی کاربرد دارد ، توسط قانون EPA تحت قانون آب آشامیدنی ایمن صادر می شود.

پارامترهای کیفیت محیط زیست آب شیرین

پارامترهای کیفیت محیط زیست آب شیرین ویژگی های شیمیایی طبیعی و ساخته شده توسط انسان ، زیست شناسی و میکروبیولوژیکی رودخانه ها ، دریاچه ها و آب های زیرزمینی ، روش های اندازه گیری آنها و روش های تغییر آنها است. مقادیر یا غلظتهای منتسب به چنین پارامترهایی می توانند برای توصیف وضعیت آلودگی یک محیط ، وضعیت بیوتیک آن یا پیش بینی احتمال یا سایر موجودات موجود در آن استفاده شوند. نظارت بر پارامترهای کیفیت محیط زیست یک فعالیت کلیدی در مدیریت محیط زیست ، احیای محیطهای آلوده و پیش بینی اثرات دست بشر در محیط است.

پارامترهای کیفیت محیط زیست آب شیرین آن پارامترهای شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی است که می تواند برای توصیف بدن آب شیرین استفاده شود. از آنجا که تقریباً تمام بدنهای آب از نظر ترکیب پویا هستند ، پارامترهای کیفیت مربوط به طور معمول به عنوان طیف وسیعی از غلظت های مورد انتظار بیان می شوند.

تعیین مشخصات
اولین قدم برای درک شیمی آب شیرین ، تعیین غلظت های مربوط به پارامترهای مورد علاقه است. معمولاً این کار با گرفتن نمونه های نماینده آب برای تجزیه و تحلیل بعدی در آزمایشگاه انجام می شود. با این وجود ، از مانیتورینگ درجا با استفاده از تجهیزات تحلیلی دستی یا استفاده از ایستگاه های نظارت بر بانک نیز استفاده می شود.

نمونه برداری
نمونه برداری از شیرهای تازه از نظر شگفت آور دشوار است زیرا به ندرت یکدست هستند و کیفیت آنها در طول روز و در طول سال متفاوت است. علاوه بر این ، نماینده ترین مکان های نمونه برداری اغلب در فاصله ای از ساحل یا بانک قرار دارند که پیچیدگی لجستیک را افزایش می دهد.

رودها
پر کردن بطری تمیز با آب رودخانه یک کار بسیار ساده است ، اما یک نمونه تنها نماینده آن نقطه در کنار رودخانه است که نمونه از آن گرفته شده و در آن زمان از زمان. درک شیمی یک رودخانه کامل ، یا حتی یک شاخه قابل توجه ، نیاز به تحقیقات قبلی دارد تا درک کند جریان یکدست یا مختلط چگونه است و برای تعیین اینکه آیا کیفیت در طول یک روز و در طول یک سال تغییر می کند یا خیر. تقریباً تمامی رودخانه های طبیعی در طول روز و طی فصول دارای الگوهای بسیار قابل توجهی از تغییر خواهند بود. سنجش از دور آب ابزاری مستمر مکانی را برای بهبود درک کیفیت آبهای مکانی و زمانی رودخانه ارائه می دهد. همچنین بسیاری از رودخانه ها دارای جریان بسیار بزرگی هستند که دیده نمی شود. این جریان در زیر لایه های شن و ماسه ای زیرین جریان می یابد و به آن جریان hyporheic گفته می شود. چه مقدار مخلوط شدن بین ناحیه hyporheic و آب در کانال باز وجود دارد به عوامل مختلفی بستگی دارد که برخی از آنها مربوط به جریان های سفره های آبخوان است که ممکن است سالها در آن آب ذخیره داشته باشد.

آبهای زیرزمینی
دسترسی به نمونه های موجود در زیرزمین به دلیل ماهیت بسیار طبیعی آنها بسیار دشوار است. در نتیجه ، اکثر داده های آب زیرزمینی از نمونه های گرفته شده از چشمه ها ، چاه ها ، سوراخ های سوراخ آب و غارهای طبیعی گرفته شده است. در دهه های اخیر با افزایش نیاز به درک پویایی آب زیرزمینی ، تعداد فزاینده ای یا نظارت بر سوراخ های متفرقه در سفره ها حفر شده اند.

دریاچه ها

دریاچه ها و استخرها می توانند بسیار بزرگ باشند و از یک سیستم اکوسیستم پیچیده پشتیبانی می کنند که در آن پارامترهای محیطی در هر سه بعد فیزیکی و با گذشت زمان متفاوت است. دریاچه های بزرگ در منطقه معتدل اغلب در ماه های گرم تر به لایه های فوقانی گرمتر غنی از اکسیژن و یک لایه پایین سردتر با سطح اکسیژن پایین تقسیم می شوند. در پاییز ، افت دما و وزش باد شدید گاهی اوقات باعث اختلاط دو لایه در کل یکدست تر می شود. هنگامی که طبقه بندی رخ می دهد ، نه تنها بر میزان اکسیژن ، بلکه بسیاری از پارامترهای مرتبط با آن مانند آهن ، فسفات و منگنز نیز تأثیر می گذارد که با تغییر در پتانسیل ردوکس محیط ، در شکل شیمیایی خود تغییر می کنند.

دریاچه ها نیز اغلب از منابع مختلف با کیفیت های مختلف دارای آب هستند. مواد جامد از ورودی های رودخانه به طور معمول در نزدیکی دهانه جریان جریان می یابند و بسته به عوامل مختلفی ممکن است آب ورودی از سطح دریاچه شناور شود ، زیر سطح غرق شود یا به سرعت با آب دریاچه مخلوط شود. همه این پدیده ها می توانند از نتایج هرگونه نظارت بر محیط زیست کاسته شوند ، مگر اینکه روند به خوبی درک شود.

مخلوط کردن مناطق
جائیکه دو رودخانه در یک تلاقی قرار می گیرند یک منطقه اختلاط وجود دارد. منطقه مخلوط کردن ممکن است بسیار بزرگ باشد و برای مایل های طولانی مانند موارد رودخانه های می سی سی پی و میسوری در ایالات متحده و رودخانه کلوید و رود الوی در شمال ولز گسترش یابد. در یک منطقه اختلاط شیمی آب ممکن است بسیار متغیر باشد و پیش بینی آن دشوار است. فعل و انفعالات شیمیایی فقط مخلوط کردن ساده نیستند بلکه ممکن است با فرآیندهای بیولوژیکی از ماکروفیزهای غوطه ور و با پیوستن آب به کانال از منطقه hyporheic یا چشمه های آبگیری آبخوان پیچیده شوند.

ورودی های زمین شناسی
زمین شناسی که زیر آب یک رودخانه یا دریاچه است تأثیر عمده ای بر شیمی آن دارد. رودخانه ای که در میان شیب های بسیار قدیمی باستان شناسی جریان دارد ، احتمالاً بسیار کمی از صخره ها حل شده است و شاید مشابه آب کم یونیزه حداقل در سرچشمه ها باشد. برعکس ، رودخانه ای که از طریق تپه های گچ جریان می یابد ، و به خصوص اگر منبع آن در گچ باشد ، غلظت بالایی از کربنات ها و بی کربنات های کلسیم و احتمالاً منیزیم خواهد داشت.

با پیشرفت رودخانه در مسیر خود ، ممکن است از انواع مختلف زمین شناسی عبور کند و ممکن است ورودی هایی از سفره های آب و هوایی داشته باشد که در هیچ کجای محل مشاهده نمی شوند.

ورودی های جوی
اکسیژن احتمالاً مهمترین ماده شیمیایی تشکیل دهنده شیمی آبهای سطحی است ، زیرا تمام موجودات هوازی برای زنده ماندن به آن احتیاج دارند. بیشتر از طریق پخش در رابط آب و هوا وارد آب می شود. با افزایش دمای آب ، میزان حلالیت اکسیژن در آب کاهش می یابد. جریانهای سریع و پر تلاطم بیشتر قسمتهای آب را در معرض هوا قرار می دهند و تمایل دارند درجه حرارت کم و در نتیجه اکسیژن بیشتری نسبت به آبهای آرام و کم آب داشته باشند. اکسیژن یک محصول جانبی فتوسنتز است ، بنابراین سیستم هایی که به میزان فراوانی جلبک های آبزی و گیاهان دارند نیز ممکن است در طول روز غلظت بالایی از اکسیژن داشته باشند. این سطوح می تواند به طور قابل توجهی در طول شب که تولید کنندگان اولیه به سمت تنفس تغییر می کنند کاهش یابد. در صورت ضعیف بودن گردش خون بین سطح و لایه های عمیق ، اکسیژن می تواند محدود کننده باشد ، اگر فعالیت حیوانات بسیار زیاد باشد ، یا اگر مقدار زیادی پوسیدگی ارگانیک وجود دارد مانند رخ دادن برگ پاییز برگ.

بیشتر ورودی های جوی دیگر از منابع انسانی یا انسان شناسی حاصل می شوند که مهمترین آنها اکسیدهای گوگرد با سوختن سوختهای غنی از گوگرد مانند زغال سنگ و روغن است که باعث بارانهای اسیدی می شود. شیمی اکسیدهای گوگرد هم در جو و هم در سیستم های رودخانه پیچیده است. با این وجود تأثیر روی شیمی کلی ساده است زیرا باعث کاهش pH آب و اسید آن می شود. تغییر pH بیشتر در رودخانه هایی با غلظت بسیار کمی از نمک های حل شده مشخص می شود زیرا اینها نمی توانند اثرات ورودی اسید را بافر کنند. رودخانه های پایین دست از شهرک های مهم صنعتی نیز بیشترین خطر را دارند. در مناطقی از اسکاندیناوی و غرب ولز و اسکاتلند بسیاری از رودخانه ها از اکسیدهای گوگرد چنان اسیدی شدند که بیشتر عمر ماهی ها از بین رفت و pH های کم pH به عنوان pH4 در شرایط بحرانی آب و هوا ثبت شد.

ورودی های انسان زا
بیشتر رودخانه های کره زمین و دریاچه های زیادی از فعالیت های نوع انسان دریافت کرده و یا در حال دریافت هستند. در دنیای صنعتی ، بسیاری از رودخانه ها بسیار جدی آلوده شده اند ، حداقل در طول 19 و نیمه اول قرن بیستم. اگرچه به طور کلی در جهان توسعه یافته پیشرفت های زیادی حاصل شده است ، اما هنوز آلودگی رودخانه ای زیادی در کره زمین آشکار است.

سمیت
در اکثر شرایط محیطی ، حضور یا عدم وجود یک ارگانیسم توسط یک شبکه پیچیده از فعل و انفعالات مشخص می شود که تنها برخی از آنها با پارامترهای شیمیایی قابل اندازه گیری یا بیولوژیکی قابل اندازه گیری است. میزان جریان ، تلاطم ، رقابت بین خاص و درون ، رفتار تغذیه ای ، بیماری ، انگل ، کامانزالیسم و ​​همزیستی فقط معدود فشارها و فرصتهای پیش روی هر ارگانیسم یا جمعیت است. اکثر ترکیبات شیمیایی از برخی ارگانیسم ها طرفداری می کنند و نسبت به سایرین کمتر مطلوب هستند. با این حال ، مواردی وجود دارد که یک ماده شیمیایی اثر سمی داشته باشد. یعنی جایی که غلظت می تواند عملکرد طبیعی ارگانیسم را از بین ببرد یا به شدت مهار کند. در جایی که اثر سمی نشان داده شده است ، این ممکن است در بخش های زیر که به پارامترهای فردی می پردازد ، اشاره شود.

ترکیبات شیمیایی
رنگ و کدورت
غالباً این رنگ آب شیرین یا آب شفاف یا مضر است که بارزترین ویژگی بصری است. متأسفانه نه رنگ و نه کدورت نشانگرهای قوی ترکیب شیمیایی کلی آب نیستند. با این حال ، هم رنگ و هم کدورت میزان نوری که در آب نفوذ می کند را کاهش می دهد و می تواند تأثیر قابل توجهی در جلبک ها و ماکروفیزها داشته باشد. برخی از جلبک ها به ویژه به آب با رنگ کم و کدورت وابسته هستند

بسیاری از رودخانه هایی که از زمین های طوفان پوشانیده شده از ذغال سنگ نارس هستند ، دارای رنگ قهوه ای زرد بسیار عمیقی هستند که در اثر اسیدهای هیومیک حل شده ایجاد می شوند.

ترکیبات آلی
یکی از منابع اصلی افزایش غلظت عناصر شیمیایی آلی از فاضلاب تصفیه شده است.

مواد آلی محلول معمولاً با استفاده از تست اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD) یا آزمایش اکسیژن شیمیایی (COD) اندازه گیری می شود. ترکیبات آلی در شیمی رودخانه به دلیل تأثیر آنها بر غلظت اکسیژن محلول و تأثیر تأثیر گونه های آلی جداگانه در آبزیان ، دارای اهمیت هستند.

هر ماده آلی و تجزیه پذیر در هنگام تجزیه اکسیژن مصرف می کند. در جایی که غلظت آلی به میزان قابل توجهی بالا می رود ، اثرات آن بر غلظت اکسیژن قابل توجه است و با شدیدتر شدن شرایط ، بستر رودخانه ممکن است بی هوشی شود.

برخی از ترکیبات ارگانیک مانند هورمونهای مصنوعی ، سموم دفع آفات ، فتالات اثرات متابولیکی مستقیمی بر روی زیست توده های آبی و حتی بر روی انسانانی که آب از رودخانه می نوشند ، دارند. درک چنین ترکیبات و چگونگی شناسایی و اندازه گیری آنها در درک شیمی آب شیرین از اهمیت بیشتری برخوردار می شود.

فلزات
طیف گسترده ای از فلزات ممکن است در رودخانه ها از منابع طبیعی وجود داشته باشد که سنگ معدن فلزی در صخره هایی که رودخانه جریان دارد یا در سفره های آب که رودخانه جریان دارد وجود دارد. با این وجود بسیاری از رودخانه ها به دلیل فعالیت های صنعتی که شامل معدن و استخراج معادن و فرآوری و استفاده از فلزات است ، بار فلزات بیشتری دارند.

اهن
آهن ، معمولاً به عنوان آهن +++ یکی از ترکیبات رایج آبهای رودخانه ای در سطح بسیار پایین است. غلظت آهن بالاتر در چشمه های اسیدی یا یک منطقه بی هوازی بی هوازی ممکن است باعث ایجاد رنگ آمیزی قابل مشاهده پرتقال / قهوه ای یا رسوبات نیمه ژلاتینی فلور باکتری آهن متراکم پرتقال شود که بستر رودخانه را فرش می کند. چنین شرایطی برای بیشتر ارگانیسم ها بسیار مضر است و می تواند آسیب جدی به سیستم رودخانه وارد کند.

استخراج ذغال سنگ همچنین منبع بسیار مهمی از آهن در آبهای معدنی و همچنین از انبارهای زغال سنگ و فرآوری زغال سنگ است. معادن طولانی متروکه می تواند منبع بسیار مهمی از غلظت بالای آهن باشد. مقادیر کم آهن در آبهای چشمه ای که از سفره های آبریز عمیق نشأت می گیرد رایج است و شاید از نظر چشمه های سلامتی نیز باشد. این چشمه ها معمولاً چشمه های چالیبیات نامیده می شوند و باعث ایجاد تعدادی از شهرهای اسپا در اروپا و ایالات متحده شده اند.

فلز روی
روی به طور معمول با استخراج فلز ، بویژه معدن سرب و نقره همراه است ، اما همچنین آلاینده ای است که با انواع دیگر فعالیت های معدنی فلزات و با معادن ذغال سنگ همراه است. روی در غلظتهای نسبتاً کم برای بسیاری از موجودات آبزی سمی است. Microregma شروع به نشان دادن یک واکنش سمی در غلظت های کم 0.33 میلی گرم در لیتر می کند

فلزات سنگین
سرب و نقره در آبهای رودخانه معمولاً در کنار هم یافت می شود و با استخراج سرب همراه است. اثرات معادن بسیار قدیمی می تواند بسیار طولانی باشد. به عنوان مثال ، در رودخانه Ystwyth در ولز ، اثرات معدن نقره و سرب در سده های 17 و 18 در سرچشمه ها هنوز هم باعث می شود که میزان زیاد روی و سرب در رودخانه درست به طور غیرقابل قبول به سمت تلاقی آن با دریا نباشد. نقره حتی در غلظت های بسیار سمی بسیار سمی است اما هیچ اثبات قابل توجهی از آلودگی آن باقی نمی گذارد.

اگر از آب به عنوان آب آشامیدنی استفاده شود ، سرب برای ارگانیسم های آب شیرین و برای انسان نیز بسیار سمی است. مانند نقره ، آلودگی سرب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. رودخانه ریدول در غرب ولز تا پایان قرن نوزدهم دارای سری عمده ای از معادن سرب در رودخانه های خود بود و تخلیه معادن و نکات زباله آن تا امروز باقی مانده است. در سالهای 1919 - 1921 تنها 14 گونه از بی مهرگان در ریدول تحتانی مشاهده شد که غلظت سرب بین 0.2ppm و 0.5ppm بود. در سال 1932 غلظت سرب به دلیل ترک کار معدن به 0.02ppm به 0.1ppm کاهش یافته بود و در آن غلظت ها ، جانوران پایین به 103 گونه از جمله سه زالو تثبیت شده بود.

استخراج زغال سنگ همچنین منبع بسیار مهمی از فلزات ، به ویژه آهن ، روی و نیکل به ویژه در آنجا است که اگر زغال سنگ غنی باشد ، اگر پییت هایی که در تماس با هوا اکسیده می شوند ، یک شیرابه بسیار اسیدی تولید کرده و قادر به حل فلزات از زغال سنگ هستند.

مقادیر قابل توجهی مس در رودخانه ها غیرمعمول است و از آنجا که در آن اتفاق می افتد ، احتمالاً این فعالیت ها شامل فعالیت های معدنکاری ، جمع آوری زغال سنگ یا تولید خوک است. سطح به ندرت ممکن است منشاء زمین شناسی باشد. مس برای بسیاری از ارگانیسم های آب شیرین ، به ویژه جلبک ها ، در غلظت های بسیار کم سمی است و غلظت قابل توجهی در آب رودخانه ممکن است اثرات منفی جدی بر روی محیط زیست محلی داشته باشد.

نیتروژن
ترکیبات نیتروژن دارای منابع مختلفی از جمله شستشو اکسیدهای ازت از جو ، برخی از ورودی های زمین شناسی و برخی از آنها از ماکروپیت و تثبیت نیتروژن جلبک است. با این حال ، برای بسیاری از رودخانه ها در مجاورت انسان ها ، بیشترین ورودی از فاضلاب اعم از تصفیه شده یا تصفیه نشده است. ازت حاصل از تجزیه محصولات پروتئین موجود در ادرار و مدفوع است. این محصولات ، که بسیار محلول هستند ، اغلب از فرآیند تصفیه فاضلاب عبور می کنند و به عنوان جزئی از پساب تصفیه فاضلاب در رودخانه ها تخلیه می شوند. نیتروژن ممکن است به شکل نمکی از نیترات ، نیتریت ، آمونیاک یا آمونیوم باشد یا آنچه که از آن به عنوان آلبوموئید نیتروژن یا ازت نامیده می شود هنوز هم در یک مولکول پروتئینوئید آلی است.

اشکال مختلف نیتروژن در اکثر سیستم های رودخانه نسبتاً پایدار است و نیتریت به آرامی به نیترات در رودخانه های خوب اکسیژن و آمونیاک تبدیل شده به نیترات / نیترات تبدیل می شود. با این حال ، این روند در رودخانه های خنک کند است و کاهش غلظت بیشتر ممکن است به رقت ساده نسبت داده شود. همه اشکال نیتروژن توسط ماکروفیت ها گرفته می شود و جلبک ها و سطح بالای نیتروژن غالباً با رشد گیاهان یا بیرون زدگی همراه است. اینها می توانند اثر مسدود کردن کانالها و مهار ناوبری را داشته باشند. با این حال ، از نظر زیست محیطی ، تأثیر مهمتر بر غلظت اکسیژن محلول است که به دلیل فتوسنتز گیاهی ممکن است در طول روز بسیار اشباع شود اما پس از آن در زمان تاریکی به مراتب بسیار پایین می رود زیرا تنفس گیاه از اکسیژن محلول استفاده می کند. همراه با انتشار اکسیژن در فتوسنتز ، ایجاد یونهای بی کربناتی است که باعث افزایش شدید pH می شود و این در تاریکی همخوانی دارد زیرا دی اکسید کربن از طریق تنفس آزاد می شود و pH را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. بنابراین مقادیر بالای ترکیبات نیتروژن تمایل به تغییرپذیری با تغییرات شدید پارامترها دارد که به نوبه خود می توانند ارزش اکولوژیکی جریان آب را تخریب کنند.

یونهای آمونیوم نیز به ویژه در ماهی اثر سمی دارند. سمیت آمونیاک هم به pH و هم به دما بستگی دارد و یک پیچیدگی اضافی اثر بافر رابط خون / آب در غشای آبشش است که هرگونه سمیت اضافی را در مورد pH 8.0 ماسک می کند. مدیریت شیمی رودخانه برای جلوگیری از آسیبهای زیست محیطی به ویژه در مورد آمونیاک دشوار است ، زیرا طیف گسترده ای از سناریوهای بالقوه غلظت ، pH و دما باید در نظر گرفته شود و نوسان pH روزانه ناشی از فتوسنتز در نظر گرفته شود. در روزهای گرم تابستان با غلظت بالای بی کربنات می توان شرایط غیرمترقبه سمی ایجاد کرد.

فسفر
ترکیبات فسفر معمولاً به عنوان فسفاتهای نسبتاً نامحلول در آبهای رودخانه یافت می شوند و به جز در برخی شرایط استثنایی ، منشأ آنها کشاورزی یا فاضلاب انسانی است. فسفر می تواند رشد بیش از حد گیاهان و جلبک ها را ترغیب کند و به فرسایش کمک کند. اگر رودخانه ای درون دریاچه یا فسفات مخزن تخلیه شود می تواند سال به سال توسط فرآیندهای طبیعی بسیج شود. در زمان تابستان ، دریاچه ها به گونه ای طبقه بندی می شوند که آب غنی از اکسیژن گرم روی آب ضعیف اکسیژن سرد شناور شود. در لایه های فوقانی گرم - epilimnion - گیاهان فسفات موجود را مصرف می کنند. هنگامی که گیاهان در اواخر تابستان می میرند ، در لایه های آب خنک در زیر آن قرار می گیرند - هیپولیمنیون - و تجزیه می شوند. در هنگام چرخش در زمستان ، هنگامی که یک دریاچه با عملکرد بادها بر روی بدن خنک کننده آب کاملاً مخلوط می شود - فسفاتها دوباره در سراسر دریاچه پخش می شوند تا از نسل جدیدی از گیاهان تغذیه کنند. این فرآیند یکی از دلایل اصلی شکوفا شدن مداوم جلبک در برخی از دریاچه ها است.

آرسنیک
ذخایر زمین شناسی آرسنیک ممکن است در رودخانه هایی آزاد شود که از آبهای عمیق زمین مانند قسمت هایی از پاکستان بهره برداری می شود. بسیاری از سنگ معدنهای فلزی مانند سرب ، طلا و مس حاوی اثری از آرسنیک هستند و بامهای کم ذخیره شده ممکن است منجر به ورود آرسنیک به چرخه هیدرولوژیکی شود.

مواد جامد
مواد جامد بی اثر در کلیه رودخانه های مونتان تولید می شوند زیرا انرژی آب به سنگ زنی سنگ ها در ماسه ، ماسه و مواد ریز کمک می کند. بخش اعظم این خیلی سریع حل و فصل می شود و بستر مهمی برای بسیاری از موجودات آبزی ایجاد می شود. بسیاری از ماهی های ماهی ماهی به تخت های شن و ماسه احتیاج دارند که تخم های خود را در آن قرار می دهند. بسیاری از انواع دیگر جامدات کشاورزی ، معدن ، معدن کاری ، رواناب شهری و فاضلاب ممکن است نور خورشید را از رودخانه مسدود کند و ممکن است در تختخواب های شن ماسه ای بلوک کند و آنها را برای تخم ریزی و حمایت از زندگی حشرات بی فایده کند.

ورودی های باکتریایی ، ویروسی و انگل
هر دو کشاورزی و تصفیه فاضلاب ، ورودی های زیادی به رودخانه ها با غلظت بسیار زیاد باکتری و ویروس از جمله طیف گسترده ای از موجودات بیماری زا تولید می کنند. حتی در مناطقی که فعالیت انسانی کمی دارند ، می توان سطح قابل توجهی از باکتریها و ویروسها را ناشی از ماهی و پستانداران آبزی و حیواناتی که در نزدیکی رودخانه هایی از قبیل گوزن قرار دارند شناسایی کرد. مناطقی که آبهای زهکشی شده توسط گوسفند ، بز یا گوزن مرتباع می شوند ممکن است انواع انگل های انسانی فرصت طلب مانند گلو کبد را در خود جای دهند. در نتیجه ، رودخانه های بسیار کمی وجود دارد که آب آن ها برای نوشیدن بدون نوعی عقیم سازی یا ضدعفونی کردن در امان است. در رودخانه هایی که برای تفریحات تماسی از جمله شنا استفاده می شوند ، می توان سطح بی خطر باکتری ها و ویروس ها را براساس ارزیابی خطر ایجاد کرد.

در شرایط خاص ، باکتری ها می توانند آبهای تازه را بعضاً استعمار کنند. حضور چنین ارگانیسم هایی تقریباً همیشه نشانگر آلودگی شدید آلی است و انتظار می رود که با غلظت اکسیژن محلول پایین و دردهای زیاد BOD مطابقت داشته باشد.

باکتریهای E. coli معمولاً در آبهای تفریحی یافت می شوند و از حضور آنها برای نشان دادن وجود آلودگی مدفوع اخیر استفاده می شود ، اما حضور E. coli ممکن است نشانه زباله های انسانی نباشد. E. coli در کلیه حیوانات خونگرم یافت می شود. E. coli همچنین در ماهی و لاک پشت ها یافت شده است. انتروباکتریها همچنین ممکن است در مدت زمان قابل توجهی در گل ، رسوبات ، ماسه و خاک در محیط باقی بمانند.

pH
pH در رودخانه ها تحت تأثیر زمین شناسی منبع آب ، ورودی های جوی و طیف وسیعی از سایر آلاینده های شیمیایی قرار دارد. pH احتمالاً در رودخانه های کوهستانی بافر بسیار ضعیف که در آن گوگرد و اکسیدهای نیتروژن ممکن است به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش pH به اندازه pH4 و یا در رودخانه های قلیایی اوتروفیک شود که تولید یون بی کربناتی فتوسنتزی در فتوسنتز ممکن است به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش pH شود. pH10

تجزیه و تحلیل شیمی آب

تجزیه و تحلیل شیمی آب برای شناسایی و تعیین کمیت اجزای شیمیایی و خصوصیات نمونه های آب انجام می شود. نوع و حساسیت آنالیز به اهداف آنالیز و استفاده پیش بینی شده از آب بستگی دارد. تجزیه و تحلیل آب شیمیایی بر روی آب مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی ، جریان آب پساب ، رودخانه ها و رودخانه ، بارندگی و دریا انجام می شود. در همه موارد ، نتایج تجزیه و تحلیل اطلاعاتی را ارائه می دهد که می تواند برای تصمیم گیری یا اطمینان به اطمینان از شرایط مورد نظر مورد استفاده قرار گیرد. پارامترهای تحلیلی انتخاب شده برای فرایند تصمیم گیری یا ایجاد عادی بودن قابل قبول مناسب هستند. آنالیز شیمی آب غالباً زمینه ساز مطالعات کیفیت آب ، آلودگی ، هیدرولوژی و آبهای گرمایی است. روشهای تحلیلی که بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرند ، می توانند با استفاده از روشهایی مانند کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی ، همه عناصر طبیعی و ترکیبات معدنی آنها و طیف بسیار وسیعی از گونه های شیمیایی آلی را شناسایی و اندازه گیری کنند. در کارخانجات تصفیه آب که آب شرب تولید می کنند و در بعضی از فرآیندهای صنعتی با استفاده از محصولاتی که دارای طعم و بو های متمایز هستند ، می توان از روش های ارگانولپتیک مخصوص برای تشخیص بوی در غلظت های بسیار کم استفاده کرد.

آب محیطی
نمونه هایی از آب محیط طبیعی بطور معمول به عنوان بخشی از برنامه نظارت از پیش تعیین شده توسط مقامات نظارتی گرفته شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند تا از عدم آلودگی آب ها یا در صورت آلوده ماندن ، سطح آلودگی ها در حال افزایش نباشد یا مطابق با طرح ترمیم موافقت شده. نمونه ای از این طرح ، طرح مانیتورینگ هماهنگ شده است که بر روی تمام سیستم های مهم رودخانه در انگلیس اجرا می شود. پارامترهای مورد بررسی بستگی زیادی به ماهیت محیط محلی و / یا منابع آلاینده در منطقه دارد. در بسیاری موارد ، این پارامترها استانداردهای ملی و محلی کیفیت آب را تعیین می کنند که توسط قانون یا مقررات دیگر تعیین می شوند. پارامترهای معمولی برای اطمینان از وجود آبهای سطحی آلوده در حد استانداردهای شیمیایی قابل قبول ، شامل pH ، کاتیونهای اصلی و آنیونها از جمله آمونیاک ، نیترات ، نیتریت ، فسفات ، رسانایی ، COD ، فنل و BOD است.

یک دانشمند EPA در فلوریدا Everglades از آب نمونه می گیرد

منابع آب آشامیدنی
آبهای سطحی یا زیرزمینی که برای تأمین آب آشامیدنی انتزاع شده اند ، قادر به رعایت استانداردهای شیمیایی سخت پس از تصفیه هستند. این امر نیاز به دانش دقیق در مورد آب ورودی به تصفیه خانه دارد. علاوه بر مجموعه نرمال پارامترهای شیمیایی محیط زیست ، پارامترهای دیگری مانند سختی ، فنل ، روغن و در بعضی موارد مشخصات ارگانیک در زمان واقعی از آب ورودی مانند طرح تنظیم رودخانه دی.

آب فرآيند صنعتي
در فرایند صنعتی ، کنترل کیفیت آب فرآوری شده می تواند برای کیفیت محصول نهایی حیاتی باشد. آب اغلب به عنوان حامل معرفها مورد استفاده قرار می گیرد و برای اطمینان از میزان صحیح جایگزینی ، از بین رفتن معرف در محصول باید به طور مداوم مورد بررسی قرار گیرد. پارامترهای اندازه گیری شده مربوط به فرآیند مورد استفاده و هر یک از آلاینده های مورد انتظار است که ممکن است بعنوان محصول جانبی بوجود بیایند. این ممکن است شامل مواد شیمیایی آلی ناخواسته باشد که در یک فرآیند شیمیایی معدنی از طریق آلودگی با روغن ها و گریس های ماشین آلات ظاهر می شوند. نظارت بر کیفیت فاضلاب دفع شده از محوطه های صنعتی عامل مهمی در کنترل و به حداقل رساندن آلودگی محیط زیست است. در این برنامه های نظارت بر برنامه ، تمام آلاینده های احتمالی ناشی از این فرآیند و علاوه بر این آلاینده هایی که ممکن است تأثیرات منفی بر محیط زیست مانند سیانید و بسیاری از گونه های آلی مانند سموم دفع آفات داشته باشند ، آنالیز می کنند. در این مرحله ، تجزیه و تحلیل صنعت هسته ای بر ایزوتوپ های خاص یا عناصر مورد علاقه متمرکز شده است. در جایی که صنعت هسته ای باعث زباله های فاضلاب به رودخانه هایی می شود که دارای آب آشامیدنی بر روی آنها هستند ، ایزوتوپ های رادیویی که به طور بالقوه می توانند مضر باشند یا کسانی که دارای نیمه عمر طولانی مانند تریتیوم هستند بخشی از مجموعه نظارت معمول را تشکیل می دهند.

پژوهش
بسیاری از جنبه های تحقیقات دانشگاهی و تحقیقات صنعتی مانند داروهای دارویی ، محصولات بهداشتی و بسیاری دیگر به شناسایی دقیق آب برای شناسایی مواد مورد استفاده بالقوه ، تصفیه آن مواد و اطمینان از اطمینان حاصل می شود که هنگام تولید برای فروش ، مواد شیمیایی باقی مانده است. استوار. روشهای تحلیلی بکار رفته در این زمینه بسیار پیچیده است و ممکن است مختص روند یا حوزه تحقیقاتی باشد که ممکن است استفاده از تجهیزات تحلیلی را نشان دهد.

تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی
در مدیریت محیط زیست ، تجزیه و تحلیل آب غالباً هنگامی انجام می شود که مشکوک به آلودگی برای شناسایی آلاینده ها به منظور انجام اقدامات درمانی باشد. این تحلیل اغلب می تواند آلودگی را شناسایی کند. چنین کار پزشکی قانونی می تواند نسبت های مؤلفه های مختلف را بررسی کند و می تواند نمونه هایی از روغن ها یا سایر آلاینده های آلی مخلوط را "تایپ" کند تا مستقیماً آلاینده را با منبع مرتبط کند. در منابع آب آشامیدنی ، علت کیفیت غیرقابل قبول می تواند به طور مشابه با تجزیه و تحلیل شیمیایی با دقت هدفمند از نمونه های گرفته شده در سراسر سیستم توزیع مشخص شود. در تولید ، محصولات غیر اختصاصی ممکن است به طور مستقیم به تغییرات غیر منتظره در مراحل پردازش مرطوب گره خورده و شیمی تحلیلی می تواند تشخیص دهد که چه مراحل ممکن است در معرض خطا باشد و به چه دلیل.

روش شناسی

برای اطمینان از سازگاری و تکرارپذیری ، روشهای مورد استفاده در تجزیه و تحلیل شیمیایی نمونه های آب اغلب در سطح ملی یا ایالتی توافق و منتشر می شوند. طبق کنوانسیون ، این اغلب به عنوان "کتاب آبی" خوانده می شود

روشهای تعریف شده در استانداردهای مربوطه را می توان به طور گسترده ای طبقه بندی کرد:

• شیمی مرطوب مرسوم شامل روش وینکلر برای اکسیژن محلول ، رسوب ، فیلتر برای مواد جامد ، اسیدی شدن ، تیتراسیون خنثی سازی و غیره برای اندازه گیری غلظت مواد جامد به عنوان کدورت از نافلومتر استفاده می شود. این روش ها عموماً مستحکم و به خوبی امتحان شده و ارزان هستند و در حساسیت متوسط ​​درجه ای از دقت را نشان می دهند.
• الکترو شیمی شامل pH ، رسانایی و اکسیژن محلول با استفاده از الکترود اکسیژن. این روش ها با استفاده از تجهیزات الکترونیکی قادر به تغذیه مستقیم نتایج به یک سیستم مدیریت داده آزمایشگاهی ، نتایج دقیق و دقیقی را به دست می آورند
• اسپکتروفتومتری خصوصاً برای عناصر فلزی در نتایج حاصل از تولید محلول با حساسیت بسیار بالا اما ممکن است نیاز به مقداری آماده سازی نمونه قبل از تجزیه و تحلیل داشته باشد و همچنین ممکن است به روش نمونه گیری تخصصی نیاز داشته باشد تا از خراب شدن نمونه در ترانزیت جلوگیری کند.
• کروماتوگرافی برای بسیاری از گونه های ارگانیک متغیر است و یا می تواند یک جزء مشخصه فرار پس از پردازش اولیه شیمیایی را داشته باشد.
  کروماتوگرافی یون یک تکنیک حساس و پایدار است که می تواند لی ، NH4 و بسیاری از یون های با وزن کم مولکولی دیگر را با استفاده از فناوری تبادل یونی اندازه گیری کند.
• از کروماتوگرافی گازی می توان برای تعیین متان ، دی اکسید کربن ، اکسیژن سیانید و نیتروژن و بسیاری از اجزای فرار دیگر در حساسیت معقول استفاده کرد.
• طیف سنجی جرمی در جایی مورد استفاده قرار می گیرد که حساسیت بسیار بالایی داشته باشد و گاهی پس از کروماتوگرافی مایع گازی برای شناسایی مواد شیمیایی آلی ، از آن به عنوان یک فرآیند برگشت استفاده می شود.

بسته به اجزاء ، روش های مختلفی برای تعیین کمیت ها یا نسبت اجزاء استفاده می شود. در حالی که برخی از روشها می توانند با تجهیزات آزمایشگاهی استاندارد انجام شوند ، برخی دیگر به دستگاههای پیشرفته ای نیاز دارند ، مانند طیف سنجی جرمی پلاسما با القاء القایی (ICP-MS).

آب بازیافت شده

آب بازیافت شده یا بازیافت شده (همچنین به آن استفاده مجدد از فاضلاب یا بازگرداندن آب نیز گفته می شود) فرآیند تبدیل فاضلاب به آب است که می تواند برای اهداف دیگر مورد استفاده مجدد قرار گیرد. استفاده مجدد ممکن است شامل آبیاری باغها و مزارع کشاورزی یا پر کردن آبهای سطحی و زیرزمینی باشد (یعنی شارژ مجدد آبهای زیرزمینی). آب استفاده مجدد نیز ممکن است به سمت برآورده کردن نیازهای خاص در اقامتگاه ها (به عنوان مثال شستشوی توالت) ، مشاغل و صنعت باشد و حتی برای دستیابی به استانداردهای آب آشامیدنی نیز قابل درمان است. این گزینه آخر بسته به رویکرد استفاده شده "استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم" یا استفاده مجدد "غیرمستقیم" است. از نظر عرفی ، اصطلاح "توالت برای شیر" نیز به استفاده مجدد از آب آشامیدنی اشاره دارد.

احیای آب برای استفاده مجدد به جای استفاده از منابع آب شیرین می تواند یک اقدام صرفه جویی در مصرف آب باشد. هنگامی که در نهایت آب مورد استفاده مجدداً به منابع طبیعی آب تخلیه می شود ، می تواند به عنوان بخشی از چرخه آب طبیعی ، برای اکوسیستم ها ، بهبود جریان ، تغذیه عمر گیاهان و شارژ سفره های آب ، فوایدی داشته باشد.

استفاده مجدد از فاضلاب روشی طولانی است که برای آبیاری بخصوص در کشورهای خشک مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده مجدد از پساب به عنوان بخشی از مدیریت آب پایدار باعث می شود آب به عنوان منبع جایگزین آب برای فعالیت های انسانی باقی بماند. این می تواند کمبود و کاهش فشارها بر روی آبهای زیرزمینی و سایر بدنهای طبیعی طبیعی را کاهش دهد.

دنباله احیای سمت چپ: فاضلاب خام ، پساب گیاهان ، و در نهایت آب برداشت شده (پس از چند مرحله تصفیه)

زمینه
دستیابی به فاضلاب پایدارتر و مدیریت فاضلاب ، به اقدامات مرتبط با مدیریت منابع مانند استفاده مجدد از فاضلاب یا استفاده مجدد از مواد دفع فاضلاب ، که منابع با ارزش را برای استفاده های مؤثر در اختیار خواهد داشت ، تأکید می کند. این به نوبه خود از رفاه انسان و پایداری گسترده تر حمایت می کند.

به عبارت ساده تر ، آب برداشت شده آبی است که بیش از یک بار قبل از بازگشت به چرخه آب طبیعی استفاده می شود. پیشرفت های فن آوری تصفیه فاضلاب به جوامع امکان استفاده مجدد از آب را برای اهداف مختلف می دهد. بسته به منبع و استفاده از آب و چگونگی تحویل آن ، آب با آب متفاوت درمان می شود.

آب مخزن آبیاری از این مخزن پمپ می شود که پساب دریافت شده از تالاب ساخته شده در هاران-العوامید سوریه را ذخیره می کند.

بطور مكرر چرخشي از طريق هيدروسفر زميني سياره ، تمام آب هاي روي زمين آب قابل بازيافت هستند ، اما اصطلاحات "آب قابل بازيافت" يا "آب بازيافت شده" به طور معمول به معناي فاضلاب است كه از طريق يك سيستم فاضلاب به يك تصفيه خانه فاضلاب از خانه يا محل كار خود به تصفيه خانه فاضلاب فرستاده مي شود ، در آنجا تصفيه مي شود. تا حد مطابق با کاربرد مورد نظر خود

سازمان بهداشت جهانی نیروهای اصلی رانندگی زیر را برای استفاده مجدد از فاضلاب به رسمیت شناخته است:

• کمبود آب و استرس ،
• افزایش جمعیت و مسائل مربوط به امنیت غذایی ،
• افزایش آلودگی محیط زیست از دفع نامناسب فاضلاب ، و
• شناخت روزافزون ارزش منابع فاضلاب ، دفع و آبهاي خاكستري.
• بازیافت و استفاده مجدد از آب نه تنها در مناطق خشک بلکه در شهرها و محیطهای آلوده از اهمیت بیشتری برخوردار است.

در حال حاضر سفره های آب زیرزمینی که توسط بیش از نیمی از جمعیت جهان استفاده می شود بیش از حد ترسیم می شوند. استفاده مجدد از آن همچنان ادامه خواهد یافت که جمعیت جهان به طور فزاینده ای در سطح شهر نشینی قرار گیرد و در نزدیکی مرزهای ساحلی متمرکز شود ، جایی که منابع آب شیرین محلی محدود هستند یا فقط با هزینه های کلانی در دسترس هستند. با استفاده مجدد و بازیافت فاضلاب می توان مقادیر زیادی آب شیرین را نجات داد ، باعث کاهش آلودگی محیط زیست و بهبود ردپای کربن شد. استفاده مجدد می تواند یک گزینه جایگزین برای آبرسانی باشد.

انواع و برنامه ها
بیشتر موارد استفاده از آبگیری ، مصارف غیر قابل استفاده مانند شستشوی اتومبیل ، شستشوی توالت ، آب خنک کننده برای نیروگاه ها ، مخلوط کردن بتن ، دریاچه های مصنوعی ، آبیاری برای زمین های گلف و پارک های عمومی و شکستن هیدرولیک است. در صورت کاربرد ، سیستم ها سیستم لوله کشی دوگانه را اجرا می کنند تا آب بازیافت شده را از آب آشامیدنی جدا کند.

برنامه های اصلی بازیابی آب در جهان در زیر نشان داده شده است:
دسته بندی موارد استفاده
شهری از آبیاری پارک های عمومی ، امکانات ورزشی ، باغ های خصوصی ، کنار جاده ها استفاده می کند. تمیز کردن خیابان؛ سیستم های ضد حریق؛ شستشوی خودرو؛ شستشوی توالت؛ تهویه هوا؛ کنترل گرد و غبار
مصارف کشاورزی کشاورزی محصولات غذایی که فرآوری نشده تجاری هستند؛ محصولات کشاورزی فرآوری شده تجاری. مرتع برای دامداران؛ علوفه؛ فیبر؛ محصول دانه؛ گلهای زینتی؛ باغ ها؛ فرهنگ هیدروپونیک؛ آبزی پروری؛ گلخانه ها؛ تاکستان
استفاده های صنعتی از آب فرآوری شده؛ آب خنک کننده؛ برجهای خنک کننده چرخشی آب شستشو؛ شستشوی مصالح؛ ساخت بتن؛ تراکم خاک؛ کنترل گرد و غبار
استفاده تفریحی از آبیاری زمین گلف؛ نقص های تفریحی با / بدون دسترسی عمومی (به عنوان مثال ماهیگیری ، قایقرانی ، حمام کردن). نقص های زیبایی بدون دسترسی عمومی. برف زدن
با استفاده از محیط زیست شارژ Aquifer؛ تالاب ها؛ باتلاق؛ افزایش جریان؛ زیستگاه حیات وحش؛ فرهنگ سازی
با استفاده از آب قابل شارژ Aquifer برای مصرف آب آشامیدنی. افزایش منابع آب آشامیدنی سطحی. درمان تا زمان آب آشامیدنی با کیفیت.

استفاده مجدد از فاضلاب های فاضلاب (استفاده مجدد از آب آشامیدنی بدون برنامه ریزی)
استفاده مجدد از آب آشامیدنی و غیر قابل برنامه ریزی برای استفاده مجدد از آب آشامیدنی به وضعیتی اطلاق می شود که استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در واقع عملی است اما به طور رسمی شناخته نمی شود. به عنوان مثال ، یک تصفیه خانه فاضلاب از یک شهر ممکن است در حال تخلیه فاضلاب به رودخانه باشد که از آن به عنوان یک منبع آب شرب برای شهر دیگری در پایین دست استفاده می شود.

استفاده غیرمستقیم غیرمستقیم غیرمترقبه برای مدت طولانی وجود داشته است. شهرهای بزرگ در رودخانه تیمز در بالادست لندن (آکسفورد ، ریدینگ ، سویندون ، براکنل) فاضلاب تصفیه شده خود ("آب غیر قابل شرب") را در تیمز تخلیه می کنند ، که آب را در پایین دست لندن تأمین می کند. در ایالات متحده ، رودخانه می سی سی پی به عنوان مقصد فاضلاب تصفیه خانه فاضلاب و منبع آب آشامیدنی استفاده می شود.

استفاده مجدد شهری

• بدون محدودیت: استفاده از آب بازیافت شده برای برنامه های غیر قابل شرب در مکان های شهری ، در جایی که دسترسی عمومی محدود نیست.
• محدود شده: استفاده از آب فراخوانده شده برای كاربردهای غیرقابل آشامیدنی در اماكن شهری ، جایی كه دسترسی عمومی توسط موانع جسمی یا نهادی مانند شمشیربازی ، علائم مشاوره یا محدودیت دسترسی موقتی كنترل یا محدود می شود.

استفاده مجدد از کشاورزی
مزایای استفاده از آب بازیافت شده برای آبیاری از جمله هزینه کمتری در مقایسه با برخی منابع دیگر و قوام عرضه بدون در نظر گرفتن فصل ، شرایط آب و هوایی و محدودیت های مرتبط با آب است. هنگامی که از آب برداشت شده برای آبیاری در کشاورزی استفاده می شود ، محتوای مواد مغذی (ازت و فسفر) فاضلاب تصفیه شده از مزایای عمل به عنوان کود برخوردار است. این می تواند استفاده مجدد از مواد دفع فاضلاب موجود در فاضلاب را جذاب کند.

از آب آبیاری می توان به روشهای مختلف در محصولات مختلف استفاده کرد:

• محصولات غذایی که به صورت خام باید خورده شوند: محصولاتی که برای مصرف انسان در نظر گرفته شده است تا به صورت خام یا بدون فرآوری خورده شوند.
• محصولات غذایی فرآوری شده: محصولات زراعی که برای مصرف انسان در نظر گرفته شده است که به صورت خام خورده نشود بلکه پس از طی مراحل معالجه (به عنوان مثال پخته شده ، فرآوری شده صنعتی) انجام می شود.
• محصولات غیر غذایی: محصولات زراعی که برای مصرف انسان در نظر گرفته نشده است (به عنوان مثال مراتع ، علوفه ، فیبر ، زینتی ، بذر ، جنگل و چمنزار).

در کشورهای در حال توسعه ، کشاورزی به طور فزاینده ای از فاضلاب تصفیه نشده برای آبیاری استفاده می کند - غالباً به روش ناامن. شهرها بازارهای پرسود را برای محصولات تازه فراهم می کنند ، بنابراین برای کشاورزان جذاب است. با این حال ، از آنجا که کشاورزی مجبور به رقابت برای منابع آب کمبود فزاینده با صنعت و کاربران شهری است ، اغلب چاره ای برای کشاورزان وجود ندارد ، بلکه از آبهای آلوده با پسماندهای شهری مستقیماً برای آب دادن به محصولات خود استفاده می شود.

خطرات بهداشتی قابل توجهی در ارتباط با استفاده از فاضلاب تصفیه نشده در کشاورزی وجود دارد. فاضلاب شهرها می تواند ترکیبی از آلاینده های شیمیایی و بیولوژیکی باشد. در کشورهای کم درآمد ، غالباً مقادیر بالایی از عوامل بیماری زا از دفع مدفوع مشاهده می شود. در کشورهای نوظهور ، جایی که توسعه صنعتی از مقررات محیطی فراتر است ، خطرات ناشی از مواد شیمیایی معدنی و آلی خطر بیشتری دارد. سازمان بهداشت جهانی با همکاری سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد (FAO) و برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) ، دستورالعمل هایی را برای استفاده ایمن از پساب در سال 2006 تدوین کرده است. این دستورالعمل ها از "مانع چندگانه" حمایت می کنند. برای مثال ، با ترغیب کشاورزان به انجام رفتارهای کاهش دهنده خطر ، از پساب استفاده کنید. این موارد شامل متوقف کردن آبیاری چند روز قبل از برداشت محصول می شود تا عوامل بیماری زا در نور آفتاب از بین بروند ، آب را با احتیاط بمالید تا آلوده نشود برگهایی که احتمالاً به صورت خام خورده می شوند آلوده نشود ، تمیز کردن سبزیجات با مواد ضد عفونی کننده یا اجازه دادن لجن مدفوع مورد استفاده در کشاورزی قبل از استفاده خشک شود. به عنوان کود انسانی

استفاده مجدد از محیط زیست
استفاده از آب بازیافت شده برای ایجاد ، تقویت ، پایداری یا تقویت اجسام آب شامل تالاب ها ، زیستگاه های آبزی یا جریان آب ، "استفاده مجدد از محیط زیست" نامیده می شود. به عنوان مثال ، تالابهای ساخته شده توسط فاضلابهای فاضلاب و تصفیه خانه فاضلاب و زیستگاه های گیاهان و جانوران فراهم می آورد.

استفاده مجدد صنعتی
استفاده از آب احیا شده برای شارژ سفره های آب که به عنوان منبع آب قابل شرب استفاده نمی شود.

استفاده مجدد از آب آشامیدنی برنامه ریزی شده
استفاده مجدد از آب آشامیدنی برنامه ریزی شده به عنوان یک پروژه عمدی برای بازیافت آب برای آشامیدن آب شناخته شده است. دو روش وجود دارد که می توان از آب آشامیدنی برای استفاده مجدد استفاده کرد - "استفاده مجدد از آب غیرمستقیم" (IPR) و "استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم". هر دو شکل استفاده مجدد در زیر شرح داده شده است ، و معمولاً شامل یک پروسه رسمی رسمی و یک برنامه مشاوره عمومی نسبت به مواردی است که در مورد استفاده مجدد de facto یا غیرقابل شناسایی وجود دارد.

برخی آژانسهای آب از پساب بسیار تصفیه شده فاضلاب شهری یا کارخانجات بازیابی منابع به عنوان منبع معتبر و ضد خشکی آب آشامیدنی استفاده می کنند. آنها با استفاده از فرآیندهای پیشرفته تصفیه ، آب تولید می کنند که مطابق با استانداردهای قابل استفاده در مورد آب آشامیدنی است. قابلیت اطمینان سیستم و نظارت و آزمایش مکرر برای برآورده کردن کنترل دقیق آنها ضروری است.

نیاز آبی یک جامعه ، منابع آب ، مقررات بهداشت عمومی ، هزینه ها و انواع زیرساخت های موجود در محل مانند سیستم های توزیع ، مخازن ساخته شده توسط انسان یا حوضه های آب های زیرزمینی طبیعی ، تعیین می کند که آیا و چگونه آب قابل بازیافت بخشی از منبع آب آشامیدنی برخی جوامع برای پر کردن حوضه های آب زیرزمینی از آب استفاده می کنند. برخی دیگر آن را درون مخازن آبهای سطحی قرار می دهند. در این موارد ، آب برداشت شده با سایر منابع آب مخلوط شده و / یا قبل از بیرون آمدن برای مدت معینی در انبار قرار می گیرد و مجدداً در سیستم تصفیه آب یا سیستم توزیع آب تصفیه می شود. در بعضی از جوامع ، آب مورد استفاده مجدد مستقیماً در خطوط لوله قرار می گیرد که به تصفیه خانه یا سیستم توزیع می روند.

فن آوری های مدرن مانند اسمز معکوس و ضد عفونی کننده اشعه ماوراء بنفش معمولاً در هنگام مخلوط کردن آب مجدد با منبع آب آشامیدنی استفاده می شوند.

استفاده مجدد از آب آشامیدنی غیرمستقیم
استفاده مجدد از آب آشامیدنی غیرمستقیم (IPR) به این معنی است که آب به طور غیرمستقیم به مصرف کننده ارسال می شود. پس از تصفیه ، آب مورد استفاده مجدد با سایر مواد مخلوط می شود و / یا قبل از آنکه به خط لوله منتهی به تصفیه خانه یا سیستم توزیع منتقل شود ، در نوعی از ذخیره سازی ، ساخته شده توسط انسان یا طبیعی قرار می گیرد. این ذخیره سازی می تواند یک حوضه آب زیرزمینی یا یک مخزن آب سطحی باشد.

برخی از شهرداری ها در حال استفاده هستند و برخی دیگر در حال تحقیق مجدد برای استفاده مجدد از آب آشامیدنی غیرمستقیم (IPR) هستند. به عنوان مثال ، آب برداشت شده ممکن است در (شارژ زیرسطحی) پمپ شود یا به سفره های زیرزمینی آب (زیر شارژ سطحی) فرو رود ، پمپ شود ، دوباره تصفیه شود ، و در آخر به عنوان آب آشامیدنی استفاده شود. این روش ممکن است به عنوان شارژ مجدد آبهای زیرزمینی نیز گفته شود. این شامل فرآیندهای آهسته از مراحل تصفیه چندگانه بیشتر از طریق لایه های زمین / ماسه (جذب) و میکرو فلورا در خاک (تجزیه بیولوژیکی) است.

IPR یا حتی استفاده آشامیدنی غیر قابل برنامه ریزی از فاضلاب احیا شده در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرار می گیرد ، جایی که دومی برای نگه داشتن نفوذ شور در سفره های ساحلی در آب های زیرزمینی تخلیه می شود. IPR به طور کلی نوعی از بافر زیست محیطی را شامل می شود ، اما شرایط در مناطق خاصی نیاز فوری به گزینه های مستقیم تر ایجاد کرده است.

IPR از طریق افزودن منابع آب آشامیدنی با فاضلاب شهری که در سطح مناسبی برای IPR تصفیه شده و به دنبال آن یک بافر محیطی (به عنوان مثال رودخانه ها ، سدها ، سفره های آب و غیره) که پیش از تصفیه آب آشامیدنی است ، رخ می دهد. در این حالت ، فاضلاب شهری از یک سری مراحل تصفیه عبور می کند که شامل فرآیندهای تصفیه و جداسازی غشاء (به عنوان مثال MF ، UF و RO) و پس از آن یک فرآیند اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته (به عنوان مثال UV ، UV + H2O2 ، ازن) می شود. در برنامه های کاربردی استفاده مجدد قابل استفاده "غیرمستقیم" ، فاضلاب احیا شده مستقیم یا با منابع دیگر مخلوط می شود.

استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم
استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم به این معنی است که آب مورد استفاده مجدد مستقیماً در خطوط لوله ای قرار می گیرد که به تصفیه خانه یا سیستم توزیع آب می روند. استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم ممکن است با یا بدون "ذخیره سازی مهندسی" مانند مخازن زیرزمینی یا زیر زمین رخ دهد.

در یک طرح استفاده مجدد قابل شرب مستقیم (DPR) ، آب مستقیماً در خطوط لوله ای که به تصفیه خانه یا سیستم توزیع آب می روند ، قرار می گیرد. استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم ممکن است با یا بدون "ذخیره سازی مهندسی" مانند مخازن زیرزمینی یا زیر زمین رخ دهد. به عبارت دیگر ، DPR عبارت است از ورود آبهای برگشتی حاصل از فاضلاب شهری پس از تصفیه و نظارت گسترده ، تا اطمینان حاصل شود که الزامات دقیق کیفیت آب در هر زمان و به طور مستقیم به یک سیستم آبرسانی شهری برآورده می شود. استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم "توالت برای شیر" نیز گفته می شود.

استفاده مجدد در فضا
احیای فاضلاب در رابطه با جریان فضایی انسان می تواند از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. در سال 1998 ، ناسا اعلام كرد كه يك بيورآكتور احياي زباله هاي انساني ساخته شده است كه براي استفاده در ايستگاه فضايي بين المللي و مأموريت مأموريت ماريخ ساخته شده است. ادرار و مدفوع انسان به یک انتهای راکتور وارد می شود و اکسیژن خالص ، آب خالص و کمپوست (کود طبیعی) از انتهای دیگر تولید می شود. خاک می تواند برای رشد سبزیجات مورد استفاده قرار گیرد ، و بیورآکتور نیز برق تولید می کند.

در ایستگاه فضایی بین المللی ، فضانوردان به دلیل معرفی سیستم ECLSS توانسته اند ادرار بازیافت شده را بنوشند. این سیستم 250 میلیون دلار هزینه دارد و از ماه مه 2009 کار می کند. این سیستم فاضلاب و ادرار را به آب آشامیدنی که برای نوشیدن ، تهیه غذا و تولید اکسیژن استفاده می شود ، بازیافت می کند. این امر نیاز به استفاده مجدد از ایستگاه فضایی را در اغلب موارد کاهش می دهد.

فواید
استفاده مجدد از آب و فاضلاب ، به عنوان منبع جایگزین آب ، می تواند مزایای اقتصادی ، اجتماعی و زیست محیطی مهمی را ایجاد کند ، که انگیزه های اصلی برای اجرای چنین برنامه های استفاده مجدد هستند. به طور خاص ، در کشاورزی ، آبیاری با فاضلاب ممکن است در بهبود بازده تولید ، کاهش ردپای اکولوژیکی و ترویج مزایای اقتصادی - اقتصادی مؤثر باشد. این مزایا شامل موارد زیر است:

• در دسترس بودن آب افزایش یافته است
• تعویض آب آشامیدنی - نگه داشتن آب آشامیدنی برای آشامیدنی و آب برداشت نشده برای استفاده غیر آشامیدنی (یعنی صنعت ، تمیز کردن ، آبیاری ، مصارف خانگی ، شستشوی توالت و غیره)
• کاهش بیش از حد آبهای سطحی و زیرزمینی
• کاهش مصرف انرژی مرتبط با تولید ، تصفیه و توزیع آب در مقایسه با استفاده از منابع آب زیرزمینی عمیق ، واردات آب یا نمک زدایی
• کاهش بار مواد مغذی به آب های دریافتی (یعنی رودخانه ها ، کانال ها و دیگر منابع آب سطحی)
• کاهش هزینه های تولید با استفاده از آب تصفیه شده با کیفیت بالا
• افزایش تولید محصولات کشاورزی (یعنی بازده محصول)
• کاهش کاربرد کودها (به عنوان مثال حفظ مواد مغذی ، کاهش نیاز به کود مصنوعی (به عنوان مثال تغذیه خاک توسط مواد مغذی موجود در پساب تصفیه شده)
• حفاظت از محیط زیست با احیای جویبارها ، تالاب ها و استخرها تقویت شده است
• افزایش اشتغال و اقتصاد محلی (به عنوان مثال گردشگری ، کشاورزی).

ملاظات طراحی

توزیع
آب احیای غیر قابل کنترل غالباً با یک شبکه لوله کشی دوگانه توزیع می شود که لوله های آب بازپس گیری شده را کاملاً از لوله های آب آشامیدنی جدا می کند.

در بسیاری از شهرها با استفاده از آب احیا شده ، اکنون تقاضا شده است که مصرف کنندگان فقط مجاز به استفاده از آن در روزهای مشخص باشند. برخی از شهرهایی که قبلاً آب معدنی نامحدود را با نرخ تخت ارائه می دادند ، اکنون شروع به پرداخت شهریه شهروندان با مبلغ مورد استفاده خود می کنند.

خط لوله ای با اسطوخودوس که آب غیر قابل حمل را در یک سیستم لوله کشی دوگانه در منظره کوه ، کالیفرنیا ، ایالات متحده آمریکا حمل می کند.

فرآیندهای درمانی
فاضلاب فاضلاب برای بسیاری از انواع کاربردهای مجدداً باید مراحل مختلفی از تصفیه فاضلاب را پشت سر بگذارد. مراحل شامل غربالگری ، حل و فصل اولیه ، درمان بیولوژیکی ، درمان سوم (مثلاً اسمز معکوس) و ضد عفونی کردن است. می توان نیتروژن را از فاضلاب به دست آورد و نیترات آمونیوم تولید کرد. این درآمد ایجاد می کند و کود مفید برای کشاورزان تولید می کند.

چندین فناوری برای تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد از آنها استفاده شده است. ترکیبی از این فناوری ها می تواند استانداردهای سخت درمانی را رعایت کرده و اطمینان حاصل کند که آب فرآوری شده از نظر بهداشتی بی خطر است و به معنای عاری از باکتری ها و ویروس ها است. موارد زیر برخی از فن آوری های معمولی عبارتند از: اوزوناسیون ، اولترافیلتراسیون ، تصفیه هوازی (بیوراکتور غشایی) ، اسمز به جلو ، اسمز معکوس ، اکسیداسیون پیشرفته.

فاضلاب معمولاً در هنگام استفاده از آبیاری فقط برای تصفیه سطح ثانویه درمان می شود.

یک ایستگاه پمپ آب قابل بازیافت را برای کاربران در سطح شهر توزیع می کند. این ممکن است شامل زمین های گلف ، مصارف کشاورزی ، برج های خنک کننده یا پر کردن زمین باشد.

گزینه های جایگزین
به جای تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد ، گزینه های دیگر می توانند اثرات مشابه پس انداز آب شیرین را بدست آورند:

• سیستم های استفاده مجدد از خاکستریهای آبی - در سطح خانگی ، آبهای خاکستری تصفیه شده یا تصفیه نشده ممکن است برای توالت فرنگی یا برای آبیاری باغ استفاده شود.
• برداشت آب باران و بازیابی آب طوفان- سیستم های طراحی شهری که شامل برداشت آب باران و کاهش رواناب هستند به عنوان طراحی شهری حساس به آب (WSUD) در استرالیا ، توسعه تأثیر کم (LID) در ایالات متحده و سیستم های زهکشی پایدار شهری (SUDS) در ایالات متحده شناخته می شوند. پادشاهی.
• آب شیرین کن آب دریا - فرآیندی پر انرژی که در آن نمک و سایر مواد معدنی از آب دریا خارج می شوند تا آب آشامیدنی را برای آشامیدن و آبیاری تولید کنند ، به طور معمول از طریق تصفیه غشاء (اسمز معکوس) و تقطیر بخار.

هزینه ها
هزینه آب بازیافت شده در بسیاری از مناطق جهان ، جایی که تأمین آب شیرین فراوان است ، از میزان آب آشامیدنی فراتر می رود. با این حال ، آب برداشت شده معمولاً برای ترغیب استفاده از آن با نرخ ارزانتر به شهروندان فروخته می شود. با محدود شدن منابع آب شیرین از هزینه های توزیع ، افزایش تقاضای جمعیت یا منابع کاهش آب و هوا ، نسبت هزینه ها نیز تکامل می یابد. ارزیابی آب برداشت شده باید کل سیستم آبرسانی را در نظر بگیرد ، زیرا ممکن است ارزش مهم انعطاف پذیری را به سیستم کلی وارد کند.

سیستم های آب پس انداز شده معمولاً به یک شبکه لوله کشی دوگانه ، اغلب با مخازن ذخیره سازی اضافی نیاز دارند که این امر به هزینه های سیستم افزوده است.

موانع اجرای

• اجرای و بهره برداری کامل از طرح های استفاده مجدد از آب هنوز با چالش های نظارتی ، اقتصادی ، اجتماعی و نهادی روبرو است.
• دوام اقتصادی طرح های استفاده مجدد از آب.
• هزینه های نظارت بر کیفیت آب و شناسایی آلاینده ها. مشکلات در شناسایی آلاینده ها می تواند شامل جداسازی آلاینده های غیر آلی و آلی ، میکروارگانیسم ها ، کلوئیدها و سایر موارد باشد.
• بازیابی کامل هزینه از برنامه های استفاده مجدد از آب - عدم وجود سیستم های قیمت گذاری آب اقتصادی قابل مقایسه با تصفیه خانه های معمولی در حال حاضر یارانه دار.
• موانع روانشناختی ، که گاهی اوقات به عنوان "عامل یوک" نیز شناخته می شوند ، می تواند مانعی برای اجرای آن باشد ، خصوصاً برای برنامه های استفاده مجدد از آب آشامیدنی. به نظر می رسد که این عوامل روانشناختی با انزجار ، به ویژه اجتناب از پاتوژن ، ارتباط نزدیکی دارند.

جنبه های بهداشتی

آب مورد استفاده در هنگام استفاده مناسب از امنیت استفاده می شود. آب احیا شده برنامه ریزی شده برای استفاده در شارژ مجدد سفره های آب یا تقویت آب های سطحی قبل از مخلوط کردن با آبهای طبیعی و طی فرایندهای ترمیم طبیعی ، تصفیه کافی و قابل اطمینان را دریافت می کند. برخی از این آب در نهایت به بخشی از منابع آب آشامیدنی تبدیل می شوند.

یک مطالعه کیفیت آب که در سال 2009 منتشر شد ، تفاوت کیفیت آب آبهای قابل بازیافت / بازیافت شده ، آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی را مقایسه کرد. نتایج حاکی از آن است که آب ، سطح زیرکی و آبهای زیرزمینی از نظر عناصر تشکیل دهنده شباهت بیشتری با هم دارند. محققان 244 عنصر نماینده را که معمولاً در آب یافت می شوند ، آزمایش کردند. در صورت تشخیص ، بیشتر اعضای تشکیل دهنده قطعات در هر میلیارد و قطعات در هر تریلیون دامنه بودند. DEET (یک ماده دافع کننده اشکال) و کافئین در انواع آب و تقریباً در همه نمونه ها یافت شد. تریکلوزان (در صابون ضد باکتریایی و خمیر دندان) در همه انواع آب یافت شد ، اما در سطوح بالاتر (قطعات در هر تریلیون) در آبهای قابل بازیابی نسبت به آبهای سطحی یا زیرزمینی مشاهده شد. تعداد کمی از هورمون ها / استروئیدها در نمونه ها تشخیص داده شدند ، و هنگامی که تشخیص داده شدند در سطح بسیار پایین بودند. اسیدهای هالواستریک (یک محصول ضد عفونی کننده) در انواع نمونه ها ، حتی آب های زیرزمینی نیز یافت شد. به نظر می رسد بیشترین تفاوت بین آب برداشت شده با آبهای دیگر این است که آب احیا شده ضد عفونی شده است و بنابراین دارای فرآورده های ضد عفونی کننده (به دلیل استفاده از کلر) است.

مطالعه ای در سال 2005 با عنوان "آبیاری پارک ها ، زمین های بازی و حیاط های مدرسه با آب تصفیه شده" نشان داد که هیچ گونه بروز بیماری یا بیماری از عوامل بیماریزای میکروبی یا مواد شیمیایی مشاهده نشده است ، و خطرات استفاده از آب احیای شده برای آبیاری به طور قابل توجهی با آبیاری متفاوت نیست. با استفاده از آب آشامیدنی

مطالعه ای در سال 2012 که توسط شورای ملی تحقیقات در ایالات متحده انجام شده است ، نشان داد که خطر قرار گرفتن در معرض برخی آلاینده های میکروبی و شیمیایی ناشی از نوشیدن آب احیا نشده به هیچ وجه بالاتر از ریسک تجربه شده در حداقل برخی از تصفیه های فعلی آب آشامیدنی نیست. سیستم ها ، و ممکن است سفارشات از قدر کمتر باشد. این گزارش ، تنظیماتی را در چارچوب تنظیم مقررات فدرال پیشنهاد می کند که می تواند حفاظت از سلامت عمومی را برای استفاده مجدد از برنامه ریزی شده و غیر برنامه ریزی شده (یا به صورت عملی) تقویت کرده و اعتماد به نفس عمومی در استفاده مجدد از آب را افزایش دهد.

بسیاری از انسان ها احساس انزجار را با آب فراخوانده مرتبط می کنند و 13٪ از یک گروه نظرسنجی می گویند که حتی آن را فرو نمی کنند. با این وجود ، اصلی ترین خطر سلامتی برای مصرف آب آشامیدنی پتانسیل وجود مواد شیمیایی دارویی و سایر مواد شیمیایی خانگی یا مشتقات آنها (آلاینده های دارویی پایدار محیط زیست) برای ماندن در این آب است. این امر جای نگرانی نخواهد داشت اگر با استفاده از توالتهای خشک یا سیستمهایی که آب سیاه را جداگانه از آبهای خاکی تصفیه می کنند ، دفع مدفوع انسان از فاضلاب خارج شود.

برای پرداختن به این نگرانی ها در مورد منبع آب ، شرکت های ارائه دهنده آب از فرایند تصفیه چند مانع و نظارت مداوم استفاده می کنند تا اطمینان حاصل کنند که آب احیا شده ایمن بوده و برای استفاده نهایی در نظر گرفته شده به درستی درمان می شود.

جنبه های زیست محیطی
بحث در مورد اثرات احتمالی بهداشتی و محیطی وجود دارد. برای رفع این نگرانی ها ، یک مطالعه ارزیابی خطر در مورد خطرات بالقوه بهداشتی آب بازیافت شده و مقایسه آن با داروهای معمولی و قرار گرفتن در معرض محصولات مراقبت شخصی (PPCP) توسط بنیاد تحقیقات استفاده مجدد آب انجام شد. برای هر چهار سناریو که در آن افراد با آب بازیافت شده مورد استفاده برای آبیاری - کودکانی که در زمین بازی ، گلف بازان و چشم اندازها و کارگران کشاورزی قرار دارند تماس پیدا می کنند - یافته های این مطالعه نشان می دهد که ممکن است در هر جایی از چند سال تا میلیون ها نفر برسد. سالها قرار گرفتن در معرض آب قابل بازیافت غیر قابل کنترل برای رسیدن به قرار گرفتن در معرض همان PPCP ها که در یک روز از طریق فعالیتهای روزمره دریافت می کنیم.

استفاده از آب احیا شده برای مصارف غیر قابل شرب موجب صرفه جویی در مصرف آب آشامیدنی می شود ، زیرا از آب آشامیدنی کمتری برای مصارف غیر قابل استفاده استفاده می شود.

بعضی اوقات حاوی مقادیر بیشتری از مواد مغذی مانند نیتروژن ، فسفر و اکسیژن است که در هنگام استفاده برای آبیاری می تواند تا حدودی به لقاح باغات و گیاهان کشاورزی کمک کند.

استفاده از احیای آب ، آلودگی ارسال شده به محیطهای حساس را کاهش می دهد. همچنین می تواند تالابها را تقویت کند ، که بسته به سیستم اکوسیستم ، از حیات وحش سود می برد. همچنین به جلوگیری از احتمال خشکسالی کمک می کند زیرا بازیافت آب باعث کاهش استفاده از منابع آب شیرین از منابع زیرزمینی می شود. به عنوان مثال ، کارخانه کنترل آلودگی آب سان خوزه / سانتا کلارا یک برنامه بازیافت آب را برای محافظت از باتلاق های نمکی طبیعی منطقه خلیج سان فرانسیسکو ایجاد کرد.

خطرات اصلی احتمالی مرتبط با استفاده مجدد از پساب فاضلاب برای اهداف آبیاری ، در صورت عدم کفایت تصفیه ، موارد زیر است:

• آلودگی زنجیره غذایی با میکروکنترل کننده ها ، پاتوژن ها (به عنوان مثال باکتری ها ، ویروس ها ، تک یاخته ها ، هلمین ها) یا عوامل مقاومت آنتی بیوتیکی.
• نمک زدایی خاک و تجمع عناصر مختلف ناشناخته که ممکن است بر تولید محصولات کشاورزی تأثیر منفی بگذارد.
• توزیع جوامع میکروبی خاک بومی.
• تغییر خصوصیات فیزیکوشیمیایی و میکروبیولوژیکی خاک و سهم در تجمع آلاینده های شیمیایی / بیولوژیکی (به عنوان مثال فلزات سنگین ، مواد شیمیایی (به عنوان مثال بور ، نیتروژن ، فسفر ، کلرید ، سدیم ، سموم دفع آفات / علف کش ها) ، مواد شیمیایی طبیعی (یعنی هورمون ها) ، آلاینده های نگرانی نوظهور (CEC) (به عنوان مثال داروسازی و متابولیت های آنها ، محصولات مراقبت شخصی ، مواد شیمیایی خانگی و مواد افزودنی غذایی و محصولات تبدیل آنها و غیره) در آن و جذب بعدی گیاهان و محصولات زراعی.
• رشد بیش از حد جلبک ها و پوشش گیاهی در کانال های دارای فاضلاب حاوی فاضلاب (به عنوان مثال تبخیر)
• تخریب کیفیت آب زیرزمینی توسط آلاینده های مختلف تصفیه شده آب ، مهاجرت و انباشت در خاک و سفره های آب.

تاریخ

استفاده مجدد از فاضلاب (برنامه ریزی شده یا بدون برنامه ریزی) یک رویه باستانی است که از زمان طلوع تاریخ بشر مورد استفاده قرار گرفته و از نزدیک با توسعه تأمین بهداشتی ارتباط دارد.

ایالات متحده
در ایالات متحده آمریکا ، قانون آب پاک 1972 دستورالعمل حذف دفع زباله های تصفیه نشده از منابع شهری و صنعتی را برای تأمین امنیت آب برای ماهیگیری و تفریح ​​صادر کرد. دولت فدرال ایالات متحده میلیاردها دلار کمک مالی برای ساخت کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب در سراسر کشور تأمین کرده است. تصفیه خانه های مدرن ، معمولاً علاوه بر درمان اولیه و ثانویه ، از اکسیداسیون و یا کلرزاسیون نیز استفاده می کنند.

در سال های 1929 ، مناطق بهداشتی و درمانی شهرستان لس آنجلس تهیه فاضلاب تصفیه شده برای آبیاری چشم انداز در پارک ها و زمین های گلف را آغاز کرد. اولین تأسیسات بازپرداخت آب در کالیفرنیا در سال 1932 در پارک گلدن گیت سان سانفرانسیسکو ساخته شد. به دست آوردن مجاز استفاده از آب بازیافت شده برای شارژ مجدد آبهای زیرزمینی در سال 1962.

اورنج کانتی در جنوب کالیفرنیا ، ایالات متحده واقع شده است و نمونه ای کلاسیک در استفاده مجدد از آب آشامیدنی غیرمستقیم است. یک طرح شارژ مجدد آبهای زیرزمینی مصنوعی در مقیاس بزرگ در این منطقه وجود دارد که مانع آب شیرین بسیار مورد نیاز برای نفوذ به آب دریا را فراهم می کند. بخشی از آب تزریق شده شامل آب بازیافت شده است ، که در سال 1976 با کارخانه آب 21 آغاز شد ، که از RO و آهک بالا برای تمیز کردن آب استفاده می کرد (ظرفیت تولید 19000 متر مکعب در روز). این نیروگاه در سال 2004 از بین رفت و از آن زمان مکان جدیدی را برای پروژه جدید با ظرفیت بالاتر (265،000 متر مکعب در روز با ظرفیت نهایی 492،000 متر مکعب در روز) تحت عنوان سیستم دوباره پر کردن آب زیرزمینی ایجاد کرده است.

دستورالعمل ها و مقررات
سازمان های بین المللی

• سازمان بهداشت جهانی (WHO): "دستورالعمل ها برای استفاده ایمن از فاضلاب ، دفع مواد معدنی و آب شیرین" (2006).
• برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP): "دستورالعمل ها برای استفاده مجدد از فاضلاب شهری در منطقه مدیترانه" (2005).
• برنامه دهه آب سازمان ملل در مورد توسعه ظرفیت (UNW-DPC): مجموعه مقالات مربوط به پروژه UNWater "استفاده ایمن از فاضلاب در کشاورزی" (2013).

اتحادیه اروپا
شرایط بهداشتی و ایمنی محیط زیست که در آن ممکن است از فاضلاب استفاده مجدد شود ، به طور خاص در سطح اتحادیه اروپا (EU) تنظیم نشده است. هیچ دستورالعمل یا مقرره ای در سطح اتحادیه اروپا در مورد کیفیت آب برای اهداف استفاده مجدد از آب وجود ندارد. در دستورالعمل چارچوب آب ، استفاده مجدد از آب به عنوان یکی از اقدامات ممکن برای دستیابی به اهداف کیفی این دستورالعمل ذکر شده است ، اما این یک توصیه نسبتاً مبهم است و نه یک الزام: بخش B از ضمیمه VI استفاده مجدد را به عنوان یکی از "مکمل" ها ذکر می کند. اقداماتی که کشورهای عضو در هر منطقه حوضه رودخانه ای می توانند اتخاذ کنند به عنوان بخشی از برنامه اقدامات مورد نیاز ماده 11 (4) اتخاذ شود. "

علاوه بر این ، ماده 12 دستورالعمل تصفیه فاضلاب شهری در مورد استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده اظهار داشت: "پساب تصفیه شده در صورت استفاده مجدد از آن استفاده می شود" ، به اندازه کافی خاص برای ترویج استفاده مجدد از آب نیست و فضای تفسیری را بیش از حد در اختیار شما قرار می دهد. به عنوان یک وضعیت "مناسب" برای استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در نظر گرفته شده است.

با وجود عدم وجود معیارهای مشترک استفاده مجدد از آب در سطح اتحادیه اروپا ، چندین کشور عضو (MS) چارچوب ها ، مقررات یا دستورالعمل های قانونی خود را برای برنامه های مختلف استفاده مجدد از آب (به عنوان مثال قبرس ، فرانسه ، یونان ، ایتالیا و اسپانیا) صادر کرده اند.

با این حال ، پس از ارزیابی انجام شده توسط کمیسیون اروپا (EC) در مورد استانداردهای استفاده مجدد از آب از چندین کشور عضو ، نتیجه گیری شد که آنها در رویکرد خود متفاوت هستند. در مورد استانداردهای مختلف در مورد استفاده های مجاز ، پارامترهایی که باید مورد بررسی قرار گیرند و مقادیر حد مجاز مجاز هستند ، تفاوت های مهمی وجود دارد. عدم هماهنگی بین استانداردهای استفاده مجدد از آب ، ممکن است برخی از موانع تجاری برای کالاهای کشاورزی آبیاری شده با آب قابل بازیافت را ایجاد کند. هنگامی که در بازار مشترک قرار داریم ، ممکن است سطح ایمنی در کشورهای عضو تولید کننده به اندازه کافی توسط کشورهای وارد کننده در نظر گرفته نشود. نماینده ترین استانداردها در مورد استفاده مجدد از فاضلاب از کشورهای عضو اروپایی موارد زیر است:

• قبرس: قانون 106 (I) 2002 کنترل آلودگی آب و خاک و مقررات مربوط به آن (KDP 772/2003 ، KDP 269/2005) (موسسات صادر کننده: وزارت کشاورزی ، منابع طبیعی و محیط زیست ، دپارتمان توسعه آب).
• فرانسه: Jorf num.0153 ، 4 ژوئیه 2014. سفارش سال 2014 ، مربوط به استفاده از آب فاضلاب تصفیه شده شهری برای آبیاری محصولات زراعی و سبز (موسسات صدور: وزارت بهداشت ، وزارت كشاورزی ، مواد غذایی و شیلات ، وزارت زیست محیطی ، انرژی و پایداری).
• یونان: شماره CMD 145116. اقدامات ، محدودیت ها و مراحل استفاده مجدد از پساب تصفیه شده (موسسات صادر کننده: وزارت محیط زیست ، انرژی و تغییرات آب و هوا).
• ایتالیا: DM 185/2003. اقدامات فنی برای استفاده مجدد از فاضلاب (موسسات صادر کننده: وزارت محیط زیست ، وزارت کشاورزی ، وزارت بهداشت عمومی).
• پرتغال: NP 4434 2005. استفاده مجدد از آب معدنی شهری برای آبیاری (موسسات صادر کننده: مؤسسه کیفیت پرتغال).
• اسپانیا: RD 1620/2007. چارچوب قانونی استفاده مجدد از پساب تصفیه شده (مؤسسات صدور: وزارت محیط زیست ، وزارت كشاورزی ، غذا و شیلات ، وزارت بهداشت).

ایالات متحده
آب احیا شده توسط آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) تنظیم نشده است ، اما EPA دستورالعمل های استفاده مجدد از آب را که اخیراً در سال 2012 به روز شده اند ، تهیه کرده است. دستورالعمل های EPA برای استفاده مجدد از آب نشان دهنده استاندارد بین المللی بهترین روش ها در استفاده مجدد از آب است. این سند تحت توافق نامه تحقیق و توسعه تعاونی بین آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) ، آژانس توسعه بین المللی ایالات متحده (USAID) و CDM اسمیت مشاوره جهانی تهیه شده است. دستورالعملها چارچوبی را برای ایالتها فراهم می كنند تا قوانینی را تهیه كنند كه بهترین اقدامات را شامل می شوند و نیازهای محلی را برطرف می كنند.

کشورهای دیگر

• کانادا: "دستورالعمل های کانادایی در مورد آب قابل بازیافت داخلی برای استفاده در توالت و شستشوی ادرار" (2010).
• چین: استاندارد ملی کیفیت پذیرفته شده آب چین؛ چین استاندارد ملی GB / T 18920-2002 ، GB / T 19923-2005 ، GB / T 18921-2002 ، GB 20922-2007 و GB / T 19772-2005.
• اسرائیل: مقررات وزارت بهداشت (2005).
• ژاپن: موسسه ملی مدیریت زمین و زیرساخت: گزارش پروژه کیفیت آب میکروبی در فاضلاب تصفیه شده و پساب تصفیه شده (2008).
• اردن: پایگاه فنی اردن n. 893/2006 برنامه مدیریت استفاده مجدد از آب اردن (سیاست).
• مکزیک: استفاده مجدد از فاضلاب حاکم بر استاندارد NOM-001-ECOL-1996 در کشاورزی.
  سیاستهای آفریقای جنوبی: آخرین اصلاح قانون خدمات آب در سال 1997 مربوط به پساب و خاکستری پساب تصفیه شده (وزارت امور آب و جنگلداری ، 2001).
• تونس: استاندارد استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی (106-109 NT 1989) و لیست محصولاتی که با فاضلاب تصفیه شده قابل آبیاری می شوند (وزارت زراعت ، 1994).
• ایالات متحده آمریکا: آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (USEPA) "دستورالعمل استفاده مجدد از آب" (2012).
• دستورالعمل های سطح ملی استرالیا: دولت استرالیا (شورای وزیران مدیریت منابع طبیعی ، شورای حفاظت از محیط زیست و میراث فرهنگی و کنفرانس وزیران بهداشت استرالیا (NRMMC-EPHC-AHMC)): دستورالعمل های مربوط به بازیافت آب: مدیریت خطرات بهداشتی و زیست محیطی "فاز 1 ، 2006.

مثال ها

استرالیا
هنگامی که خشکسالی در استرالیا وجود دارد علاقه به گزینه های پساب پس گرفته شده افزایش می یابد. بریزبن به عنوان یک رهبر در این روند دیده شده است ، و سایر شهرها و شهرها پس از اتمام ، پروژه آب بازیافت کریدور غربی را بررسی خواهند کرد.

در حالی که در حال حاضر هیچ برنامه کاربردی با قابلیت استفاده مجدد کامل در آب آشامیدنی در استرالیا وجود ندارد ، بخش قطب جنوب استرالیا در حال بررسی گزینه نصب یک طرح استفاده مجدد از آب آشامیدنی در پایگاه تحقیقاتی دیویس خود در قطب جنوب است. برای افزایش کیفیت ترشحات دریایی از دیویس WWTP ، تعدادی از فن آوری های مختلف و اثبات شده انتخاب شده اند که در آینده مورد استفاده قرار می گیرند ، مانند ازن ، ضد عفونی UV ، کلر و همچنین UF ، فیلتر کربن فعال و RO.

اسرائيل
از سال 2010 ، اسرائیل به نسبت آبی که بازیافت می کند ، جهان را رهبری می کند. اسرائیل 80٪ فاضلاب خود را (400 میلیارد لیتر در سال) تصفیه می کند ، و 100٪ فاضلاب های منطقه کلاهبرداری تل آویو به عنوان آب آبیاری برای کشاورزی و کارهای عمومی تصفیه و استفاده مجدد می شود. از امروز ، تمام آبهای فاضلاب بازیافت شده در اسرائیل برای اهداف کشاورزی و بهسازی زمین استفاده می شود.

ناميبيا
نمونه ای از استفاده مجدد از آب آشامیدنی مستقیم مورد Windhoek (نامیبیا ، کارخانه احیای آب جدید گورنگاب (NGWRP)) است که فاضلاب تصفیه شده بیش از 40 سال با آب آشامیدنی مخلوط شده است. این است که در مفهوم موانع درمان چندگانه (به عنوان مثال قبل از ازون سازی ، افزایش انعقاد / شناور هوا حل شده / تصفیه سریع شن و ماسه ، و متعاقب آن ازن ، کربن فعال / دانه دانه کربن فعال ، بیولوژیکی بالا ، تصفیه فوق (UF) ، کلرینگ) برای کاهش خطرات مرتبط و کیفیت آب را بهبود بخشید. پساب تصفیه شده امروزه حدود 14٪ از تولید آب آشامیدنی شهر را نشان می دهد.

سنگاپور
در سنگاپور آب احیا شده NEWater نامیده می شود و به طور مستقیم از یک مرکز تصفیه آب پیشرفته برای اهداف آموزشی و جشن گرفته می شود. گرچه بیشتر آب استفاده مجدد برای صنایع پیشرفته در سنگاپور مورد استفاده قرار می گیرد ، اما مقدار کمی برای آب آشامیدنی به مخازن بازگردانده می شود.

در اواخر سال 2002 ، این برنامه - با موفقیت با نام NEWater - میزان پذیرش 98٪ را به دست آورد ، 82٪ از پاسخ دهندگان اظهار داشتند كه آب مورد استفاده مجدد را می نوشند ، 16٪ دیگر فقط در صورت مخلوط شدن با آب مخزن. NEWater تولید شده پس از تثبیت (افزودن مواد شیمیایی قلیایی) مطابق با الزامات WHO است و می توان آنرا به طیف گسترده ای از کاربردهای آن (به عنوان مثال استفاده مجدد در صنعت ، تخلیه به مخزن آب آشامیدنی) انتقال داد. در حال حاضر NEWater حدود 30٪ از کل استفاده از سنگاپور را تشکیل می دهد ، تا سال 2060 آژانس ملی آب سنگاپور قصد دارد سه برابر ظرفیت فعلی NEWater را برای تأمین 50٪ از تقاضای آب آتی سنگاپور سه برابر کند.

آفریقای جنوبی
در آفریقای جنوبی عامل اصلی استفاده مجدد از فاضلاب ، شرایط خشکسالی است.

به عنوان مثال ، در باوفورت غربی ، آفریقای جنوبی یک کارخانه احیای فاضلاب مستقیم (WRP) برای تولید آب آشامیدنی در اواخر سال 2010 ، در نتیجه کمبود شدید آب (تولید 2300 متر مکعب در روز) ساخته شد. پیکربندی فرآیند بر اساس مفهوم چند مانع و شامل فرایندهای درمانی زیر است: فیلتراسیون شن و ماسه ، UF ، RO دو مرحله ای ، و نفوذ به وسیله نور ماوراء بنفش (UV) ضد عفونی شده.

ایالات متحده
رهبران استفاده از آب برداشت نشده در ایالات متحده آمریکا فلوریدا و کالیفرنیا هستند.

در گزارش شورای تحقیقات ملی ایالات متحده در ژانویه 2012 ، کمیته ای از متخصصان مستقل دریافتند که گسترش استفاده مجدد از فاضلاب شهری برای آبیاری ، مصارف صنعتی و تقویت آب آشامیدنی می تواند به طور قابل توجهی کل منابع آب موجود ایالات متحده را افزایش دهد.

یکی از نمونه ها ، اورنج کانتی است که در کالیفرنیای جنوبی ، ایالات متحده واقع شده است و نمونه ای کلاسیک در استفاده مجدد از آب آشامیدنی غیرمستقیم است. یک طرح شارژ مجدد آبهای زیرزمینی مصنوعی در مقیاس بزرگ در این منطقه وجود دارد که مانع آب شیرین بسیار مورد نیاز برای نفوذ به آب دریا را فراهم می کند.

پایان