مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محمد خیاط *1 معصومه گوهری 1

چکیده
در گذشته نه چندان دور اهداف تصفیه خانه های آب آشامیدنی کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماری زا در آب بود که با روشهای متداول فیلتراسیون و گندزدایی قابل حصول بوده اند. لیکن با افزایش غلظت مواد ریز دانه، ترکیبات ازته، مواد آلی و معدنی و فلزات سنگین به منابع آب روش های متعارف جوابگوی نیاز تصفیه خانه ها نبوده و لازم است از فرآیندهای نسبتاً جدید در تصفیه خانه ها استفاده شود. با گسترش فن آوری نانو، نانو مواد، نانو کاتالیست ها و نانو ذرات جدیدی گسترش یافته اند که در تصفیه آب دارای بازدهی بالاتری بوده و می توانند به طور موثرتری مواد آلاینده را از آب حذف کنند. برخی از این تکنولوژی ها همچنان در مراحل تحقیقاتی هستند و با تکمیل اطلاعات مورد نیاز امکان استفاده از آن ها در آینده میسر خواهد شد. تکنولوژی مدرن و پیشرفته به کمک منابع طبیعی و محیط زیست می شتابد که از جمله آنها می‏توان نانو فیلتر ها (برای تصفیه پساب های صنعتی)، نانو پودرها (برای تصفیه گازهای آلاینده خروجی از دودکش و اگزوز اتومبیل ها)، نانو لوله ها (برای ذخیره سازی سوخت کاملا" تمیز هیدروژن) و نانو کاتالیست ها در حفظ محیط زیست اشاره کرد. مجموع کاربردهای متعددی را می‌توان در زمینه استفاده از فناوری نانو متصور بود که اهم آنها در ذیل آمده است: 1- استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفیه آلاینده ها 2- رنگ زدایی از آب آشامیدنی 3- نمک زدایی از آب 4- نانو پوشش ها 5- نانو لوله‌های جاذب گازهای سمی 6- نانو پلیمرهای متخلخل 7- استفاده از نانو ذرات در تصفیه پسابها 8- نانو فیلترها 9- حذف آرسنیک موجود در آب.
واژگان کلیدی: فناوري نانو، آلاینده ها، محيط زيست

800x600 Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif"; mso-bidi-font-family:"B Lotus";}

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کیوان الهویی نظری*
جمشید ایلاتی خامنه**

چکیده

پیشرفت در علم و مهندسی در مقیاس نانو نشان می دهد که بسیاری از مشکلات کنونی در ارتباط با کیفیت آب می تواند مرتفع گردد  و یا تا حد زیادی با استفاده از مواد جاذب در مقیاس نانویی ، نانوکریستالها ، نانوذرات فعال زیستی ، غشاء کاتالیستی نانویی و نانوذرات پیشرفته در میان سایر محصولات و فرآیندهای حاصل از توسعه فناوری نانو بهبود بخشیده شود. نوآوری در توسعه فن آوری های جدید برای شیرین نمودن آب یکی از این دستاورد ها می باشد. علاوه بر این محصولات تولیدی توسط فناوری نانو باعث کاهش غلظت مقادیر ترکیبات سمی به کمتر از حد یک قسمت در يك میلیارد در آب می گردد ، لذا این فن آوری جهت حصول استانداردهای مورد استفاده مشاوران کیفیت آب و بهداشت بکار می رود. این مقاله به بررسی امکان استفاده از نانومواد در تصفیه آب می پردازد و تمرکز بیشتر بر روی پیشرفت های اخیر در توسعه مواد و فرایندهای جدید در مقیاس نانو برای تصفیه آب های سطحی ، آبهای زیرزمینی و فاضلاب های صنعتی آلوده به یونهای فلزی سمی ، رادیونوکلوئیدها ، املاح آلی و معدنی ، باکتری ها و ویروس ها می باشد. علاوه بر این  برخی از چالش های مرتبط با توسعه نانومواد کارا و سازگار با محیط زیست و مناسب برای تصفیه آب نيز مورد بررسی قرار می گیرد.
مقدمه

آب سالم (آبی که عاری از مواد شیمیایی سمی و عوامل بیماری زا است) برای سلامتي انسان ضروری است. همچنین آب سالم یک ماده خام حیاتی در بسیاری از صنایع کلیدی از جمله الکترونیک ، دارو و مواد غذایی محسوب می شود. جهان با چالش های زیادی در افزایش تقاضا برای آب سالم به عنوان منابع موجود آب شیرین روبرو است که با توجه به موارد ذیل در حال کاهش می باشد (الف) گسترش وقوع خشکسالی ، (ب) افزایش رشد جمعیت ، (ج) تشدید و بهبود مقررات بهداشتی و سرانجام (د) افزایش رشد مصرف آب .
دانشمندان و مهندسین آب در حال تحقیق در مورد افزایش کیفیت آب همسو با افزایش رشد مصرف آن با توجه به رعایت مقررات و استانداردهای سخت گیرانه هستند. وبر ((Weber  شبکه های نوین و  بهینه توزیع (DOT-NET) را به عنوان جایگزینی برای واحد های متعارف تصفیه آب "بزرگ و متمرکز" ارائه نموده است.  مفهوم  DOT-NET  بر" توزیع و ایجاد استراتژیک سیستم های تصفیه نسبتاً کوچک بسیار موثر در محل های خاص" در شبکه های موجود تامین آب دلالت دارد . چنین سیستم های تصفیه آب اقماری جریان نسبتاًَ کم آب را تصفیه کرده و از فن آوری های پیشرفته تصفیه استاندارد موجود در طبیعت استفاده می کنند ( نظير جداسازی توسط غشاء مقاوم به ته نشینی لجن با قابلیت انتخابی بالا، جاذب های غربالی پلیمری و مولکولی سفارشی شده، اکسیداسیون فوق بحرانی آب و غیره ) تا نیازهای دسته های جمعیتی موجود در واحد های مسکونی ، مجتمع های آپارتمانی و مناطق تجاری را برطرف کنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

ویژگیها و خطرات ناشی از فاضلاب هاي بیمارستانی

1-عوامل میکروبی بیماریزا

مهمترین موضوع نگران کننده در ارتباط با فاضلابهاي بیمارستانی که داراي عوامل بیماریزاي روده اي، باکتريها، ویروسها و عوامل انگلی هستند، آن است که این پاتوژنها به راحتی از طریق آب منتقل میگردد. فاضلاب آلوده تولیدشده از بخشهایی که بیماران روده اي را درمان میکند در طی شیوع بیماریهاي همه گیري اسهال یکی از مهمترین مسائل و مشکلات بهداشت محیط هستند. موضوع دیگري که مطرح است آن است که برخی از عوامل بیماریزا ي موجود در فاضلاب هاي بیمارستانی مقاومت دارویی بالایی دارند، به همین دلیل به عنوان یک تهدید جدي بر روي سلامت جامعه می باشند. علاوه بر آن برخی از میکروارگانیسم هاي فوق ممکن است مقاومت دارویی خود را به سایر عوامل بیماریزا منتقل کنند به همین دلیل در صورت شیوع عوامل عفونی در جامعه درمان نیز مشکل خواهد بود.


-2-1 مواد شیمیایی خطرناك

مقادیر جزئی از مواد شیمیایی به علت گندزدایی و نظافت وارد شبکه هاي جمع آوري فاضلاب میشوند. اما اگر مدیریت مناسب اعمال نگردد مقادیر زیادي از موادشیمیایی ممکن است وارد شبکه هاي جمع آوري فاضلاب گردد.


-3-1 زایدات دارویی

اغلب مقادیر جزئی از زایدات دارویی هم توسط بخشهاي مختلف بیمارستانی و همچنین توسط داروخانه در داخل شبکه هاي جمع آوري فاضلاب تخلیه میگردد. اگر مدیریت مناسب اعمال نگردد ممکن است مقادیر زیادتري از زایدات دارویی که شامل آنتی بیوتیک ها و داروهاي ژنوتوکسیک خواهد بود در شبکه هاي جمع آوري فاضلاب تخلیه گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تهيه آب سالم و آشاميدني در هنگام بروز بلايا
 
 آب سالم بنيان اساسي براي ادامه حيات بشر و تأمين بهداشت مي باشد . انسان معمولاً بدون غذا بيشتر مي تواند زنده بماند تا بدون آب به عبارتي بي آبي يا آلودگي آب خود يک فاجعه و بلا محسوب مي گردد . چون در زمان بروز بلا يا احتمال صدمات به سيستم شبکه آب رساني و خطر آلودگي آب زياد و گسترده مي باشد . بنابراين حفظ استانداردهاي فيزيکي ، شيميايي و ميکروبي آب اعم از تهيه ، ذخيره و انتقال آن تا دست مصرف کننده گان بر عهده مهندسين بهداشت يا مأمورين بهسازي در عمليات امداد است . بنابراين ، اين امر در زمان بروز بلايا مستلزم طرح و برنامه ريزي ديگري است .

* تأمين آب سالم و بهداشتي بهنگام وقوع بلايا
۱ - منبع تأمين آب ( چاه - رودخانه - قنات ، چشمه يا ... ) بايد با فاصله مناسب و بالاتر از محل اردوگاه باشد .
۲ - آب مصرفي قبل از تهيه از منبع اصلي از نظر ميکروبي و شيميایي بايد مورد آزمايش قرار گيرد .
۳ - در مناطقي که آب قابل شرب کمياب است مي توان از آب لب شور و حتي شور جهت مصارف بهداشتي خانگي استفاده نمود .
۴ - معمولاً حداقل نياز مصرف روزانه آب براي هر نفر ۱۵ ليتر محاسبه مي گردد .
۵ - يخ مصرفي بايد از کارخانه هائي که از آب سالم استفاده مي کنند ( با تأييد آزمايشات ميکروبي و شيميايي ) خريداري گردد و در حمل و مصرف آن بايد ضوابط پيشگيري از آلودگي يخ اعمال گردد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مدیریت پسماندهاي شهری
تعريف و تقسيم بندي پسماند
تعريف مواد زايد جامد:
به كليه موادي گفته ميشود كه در اثر فعاليتهاي روزمره انسان توليد و وارد محيط زيست مي گردد يا به عبارت ديگر به موادي گفته ميشود كه توسط فعاليتهاي انسان در بخشهاي صنعتي، تجاري، كشاورزي و شهري توليد ميشود.
تقسيم بندي زباله:
الف) زباله هاي معمولي
ب) زباله هاي صنعتي
ج) زباله هاي ويژه
تعريف پسماندها:                                                                                                                             به مواد جامد، مايع وگاز (غير از فاضلاب ) گفته ميشود كه بطور مستقيم ويا غير مستقيم حاصل فعاليتهاي انسان بوده واز نطر توليد كننده زائد تلقي ميشود.
 
مدیریت پسماندهاي شهری
مدیریت پسماند به عنوان یکی از مهمترین دغدغه های جوامع بشری مطرح می باشد. افزایش روزافزون حجم پسماند ها  از یک سو و تنوع و گوناگون آن ها از سوی دیگر بر پیچیدگی شرايط و نحوه جمع آوری و دفع آن ها می افزاید.پيشرفتهاي گسترده  فن آوری وعلوم در زمینه های مختلف شیمی ، فیزیک ، پزشکی و ……  باعث ورود انواع پسماند های  خطرناک حتی در داخل پسماندهاي عادي خانگی شده است . . امروزه دیگر سیستم های جمع آوری و دفع سنتی پسماند ها جوابگونبوده و نمی تواند از آلودگی های زیست محیطی  ناشی از انواع پسماند های  شیمایی ، میکربی ، رادیو اکتیو و …جلوگیری کند. تصویب قانون مدیریت پسماندها علیرغم وجود اشکالات در آن ، می تواند بعنوان یکی از گام های مهم در راه ارتقاء وضعیت مدیریت پسماندها در سطح کشور باشد . بر اساس این قانون شهر داری ها در محدوده شهر ها  برای اولین بار قانوناً و رسماً بعنوان ارگان مدیریت کننده پسماند های خانگی شناخته شدند  اگر چه به نظر می رسد که اقدامات شهر داری ها به تنهایی نمی تواند ثمربخش بوده و موارد زیر  در جهت بهبود وضعیت مدیریت مواد زائد جامد در شهر ها بنظرلازم می رسد :
1 ـــ  تغییر الگوی مصرف مردم  از طریق آموزش و فر هنگ سازی و تصویب قوانین مورد نیا ز شامل : خرید و استفاده از اجناس با دوام ، تهیه مواد غذایی باندازه مصرف ، بازیافت و استفاده مجدد، تفكيك در مبداء تولید
2- استفاده از نیروهای متخصص و دارای دیدگاه های بهداشتی و زیست محیطی در مدیریت پسماند (مواد زائد جامد)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

عدسک آبی یا علف هرز اردکی، گیاه سبز کوچکی از خانواده ی لمناسه است و به طور متراکمی در سطح آبها می روید و آب را همچون حصیری می پوشاند. در طبقهبندی ها، عدسک آبی متعلق به رده ی تک لپه ای ها و شامل چهار سرده (جنس) هستند: لِمنا، اسپیرودلا، ولفیا و ولفیِلا.

با توجه به توانایی زاد ولد سریع با مصرف مغذّیهای حل شده در آب، در شرایط بهینه (وجود مغذّی ها، آفتاب، پی اچ حدود خنثی، و دمای بیست تا سی درجه ی سانتیگراد)، زیست توده ی (بیوماس) آن طی دو یا سه روز، دو برابر میشود و می توان آن را برداشت کرد و در آفتاب خشکاند، بی آنکه هزینه، نیروی کار و تخصص زیادی لازم باشد.

برای رشد و تکثیر خود، نیازمند حجم عظیمی از مواد معدنی است و از اینرو تکامل آن در جهتی بوده است که بتواند به سرعت و قوت، مواد معدنی (و در صورت وجود، مواد آلی) را از آبی که در آن شناور است، جذب میکند. این مغذّیهای کانی و آلی، به بدنه ی گیاه (زیست توده) تبدیل میشوند. این باعث شده است که آن را یک «پمپ مغذی ها» بخوانند، که عناصری نظیر نیتروژن، فسفر، کلسیوم، سدیم، منیزیم، کربن و کلر را که پیوسته از زمینهای زراعی گرفته میشوند، به چرخه ی تولید بر می گرداند. ضمن اینکه با برداشت فسفات ها و نیتروژن (به ویژه آمونیاک) که هر دو از فراوانترین آلاینده ها در پساب عملیات کشاورزی می باشند و با افزایش جمعیت آدمها و نیاز به تراکم هر چه بیشتر دامها در مساحت های کوچک، در حال گسترش هستند، مسئله ی بزرگی را حل میکند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بحران كم آبي و تاثير آن در جهان
حجم آب در كره زمين ثابت و در مداري بسته به طور دايم در حال گردش است. همچنين تنها ٣درصد از كل آب هاي كره زمين كه براي مصارف انساني مانند كشاورزي و صنعت و شرب مناسب است شيرين مي باشد از اين مقدار نيز سه چهارم در يخ هاي قطبي و خارج از دسترس انسان است. بنابراين درصد بسيار كمي از آب دنيا براي ما قابل استفاده مي باشد.
پيش بيني محققان دانشگاه كلرادو، حاكي است كه ذخائر آب شيرين جهان هر سال كاهش مي يابد و تا ٢٥سال ديگر نيمي از جمعيت جهان با مشكل كمبود آب شيرين مواجه خواهند بود.
مطالعات نشان مي دهد اكنون يك سوم جمعيت دنيا در نقاطي زندگي مي كنند كه آب كافي ندارند.
در نواحي روستايي وضع به مراتب وخيم تر است. تنها ٢٩درصد مردم به منابع آب دسترسي دارند و تعداد كساني كه از تاسيسات بهداشتي استفاده مي كنند، حتي به ١٣درصد هم نمي رسد.
مجمع عمومي سازمان ملل متحد يادآور مي شود، نيمي از مردم جهان سوم حتي براي نوشيدن به آب پاكيزه دسترسي ندارندو با وجود اين كه سه چهارم بيماري هاي انساني به دليل فقدان آب سالم، مي باشد، مع هذا ٧٥درصد مردم جهان سوم از داشتن آب بهداشتي محروم اند.
بر پايه تخمين هاي سازمان بهداشت جهاني، ٨٠ درصد بيماري هايي كه گريبان گير انسان است، مستقيما با آب در ارتباط هستند.
اگر آب آشاميدني سالم در اختيار همه انسان ها باشد، بي شك مرگ ومير كودكان از بيماري هاي مختلف از جمله اسهال به نصف كاهش پيدا خواهد كرد.
ميزان متوسط بارندگي سالانه در اروپا حدودا ٧٥٠ميلي متر، در آسيا ٥٠٠ميلي متر، در ايران ٢٥٠ميلي متراست؛ بنابراين در مقايسه با كشورهاي پرباران، ايران از حداقل ريزش هاي جوي برخوردار است با توجه به تقسيم بندي هاي اقليمي، استان ما جزو مناطق خشك و نيمه خشك محسوب مي شود و تامين آب در چنين اقليمي واقعا دشوار و پرهزينه است.
در هر حال ما موظف هستيم، هيچ قطره آبي در هيچ گوشه اي از اين كشور بيهوده هدر نرود لذا بايد درچگونگي مصرف آب و در فعاليت هاي شخصي و روزانه در راستاي صرفه جويي از آب پاكيزه مسئولانه و دل سوزانه عمل كنيم.
همچنين با رشد جمعيت و گسترش شهرنشيني مصارف آبي افزايش مي يابد. از سوي ديگر اعداد و ارقام حكايت از گران بودن هزينه هاي تامين آب دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب