همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آب تصفیه شده دقیقاً همان چیزی است که می گوید – آبی که به درجات مختلف تصفیه شده است. این می تواند از طریق بسیاری از فرآیندهای مختلف ساخته شود، و در طیف وسیعی از صنایع استفاده می شود. از آب بطری تصفیه شده تا آبی که برای کاربردهای آزمایشگاهی به اندازه کافی خالص است، این مقاله به علم پشت آب تصفیه شده می پردازد.
آب تصفیه شده را از یکی از معتبرترین تولیدکنندگان مواد شیمیایی در ایران خریداری کنید
آب تصفیه شده: مروری کوتاه
آب تصفیه شده لزوماً 100٪ خالص نیست. به عنوان مثال، آب لوله کشی معمولی باید تحت یک فرآیند تصفیه قرار گیرد تا قابل شرب شود. این نه تنها به طور طبیعی انجام می شود، مانند زمانی که آب از چشمه ها یا سفره های زیرزمینی عبور می کند، بلکه شامل یک سری فیلتراسیون مکانیکی و تصفیه های شیمیایی است. اینها آب را از مقادیر مضر بقایای معدنی، فلزات سنگین و ذرات خاک تصفیه می کنند. تصفیه همچنین عوامل بیماری زا مانند باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها، آمیب ها، کرم های میکروسکوپی و حتی تخم های انگلی را از آب حذف می کند.
شهرداری آب چندین مرحله تصفیه را طی می کند قبل از اینکه قابل شرب شود و در بین مردم توزیع شود. در اینجا چهار مرحله وجود دارد:
- مرحله 1 – انعقاد و لخته سازی: در این مرحله، ذرات دارای بار منفی در آب با افزودن مواد شیمیایی با بار مثبت فیلتر می شوند. سپس این ذرات به ذرات بزرگتری به نام لخته منعقد می شوند.
- مرحله 2 – رسوب گذاری: ذرات بزرگ‌تر و سنگین‌تر که به صورت لخته‌ها جمع می‌شوند، در کف تأسیسات تصفیه آب می‌نشینند. سپس به راحتی از آب جدا می شوند.
- مرحله 3 – فیلتراسیون: سپس آب از چندین سیستم فیلتراسیون که از ماسه، زغال سنگ و شن تشکیل شده است عبور می کند. این فرآیند آلاینده های میکروسکوپی مانند باکتری ها و مواد شیمیایی را حذف می کند.
- مرحله 4 – ضد عفونی: مواد ضدعفونی کننده شیمیایی مانند کلر به آب تصفیه شده اضافه می شود تا هر گونه پاتوژن موجود در آن را از بین ببرد.
درجات مختلف آب
آب را می توان برای حذف کامل یا جزئی ناخالصی های آلی و معدنی تصفیه کرد. این باعث می شود بسته به اینکه از کدام روش تصفیه استفاده شود، برای کاربردهای مختلف مناسب باشد. برای اندازه گیری سطح خلوص، آب به درجه بندی طبقه بندی می شود.
برای کاربردهای آزمایشگاهی، سازمان بین المللی استاندارد (ISO) سه درجه آب را مشخص کرده است: درجه 1 که خالص ترین است، درجه 2 و درجه 3 که کم خالص ترین است. هر کدام از این گریدهای آب دارای مشخصات خاص خود هستند ISO 3696:1987:
- درجه 1: در غیر این صورت به عنوان آب فوق خالص، این خالص ترین درجه آب است. به این ترتیب، در روش های آزمایشگاهی بسیار حساس، مانند کشت سلول های پستانداران استفاده می شود.
- درجه 2: معمولا به عنوان شناخته شده است آب خالص، در کاربردهای عمومی آزمایشگاهی مانند آماده سازی استفاده می شود بافرها، جایی که سطح خلوص مهم است، اما حیاتی نیست.
- درجه 3: که به آن آب درجه اولیه نیز می گویند، در روش هایی استفاده می شود که غیر بحرانی در نظر گرفته می شوند، مانند شستشوی تجهیزات شیشه آزمایشگاهی یا تغذیه اتوکلاوها.
چه روش هایی برای تصفیه آب استفاده می شود؟
روش های زیادی برای تصفیه آب وجود دارد. رایج ترین روش جوشاندن آن است که باکتری ها و ویروس ها را از بین می برد. در حالی که این روش برای تصفیه آب آشامیدنی معمولی موثر است، اما به اندازه کافی برای استفاده در کاربردهای آزمایشگاهی یا پزشکی موثر نیست.
هنگامی که به آب با خلوص بالاتر نیاز است، تقطیر روش اصلی تصفیه است. تقطیر از زمان های قدیم برای تصفیه محتوای الکل در مایعات الکلی تخمیر شده و تبدیل آن به ارواح استفاده می شده است. این روزها، آب مقطر رایج ترین شکل آب تصفیه شده در مقیاس صنعتی است. این فرآیند اساساً شامل می شود آب جوش را در یک ظرف و اجازه می دهد تا در ظرف دیگر رسوب کند و متراکم شود.
به غیر از تقطیر، روش های دیگر تصفیه آب عبارتند از:
- دیونیزاسیون
- اسمز معکوس
- فیلتر کربن
- میکروفیلتراسیون
- اولترافیلتراسیون
- اکسیداسیون اشعه ماوراء بنفش
- یونیزاسیون الکترود
آب تصفیه شده تجاری موجود با استفاده از ترکیب دو یا چند روش تصفیه فرآوری می شود. در نتیجه، اکنون ممکن است آبی داشته باشیم که به ندرت هیچ آلاینده ای در آن وجود داشته باشد – در واقع می تواند آنقدر کم باشد که نمی توان آن را در قسمت در میلیارد یا حتی قسمت در تریلیون اندازه گرفت.
درجه معرف یا آب تصفیه شده درجه آزمایشگاهی کاربردهای متعددی دارد. از نظر کاربردهای بزرگ، آب با تصفیه بالا عمدتاً در تولید داروها استفاده می شود. در همین حال، تولید صنعتی آب تصفیه شده با عیار پایین تا حد زیادی در صنعت نوشیدنی استفاده می شود.
فرآیند تصفیه آب چیست؟
فرآیند تصفیه آب با نام‌های زیادی انجام می‌شود که به برخی از آنها اشاره کردیم، مانند تقطیر، دیونیزه کردن و اولترافیلتراسیون. این که فرآیند تصفیه نامیده می شود بستگی به روش مورد استفاده دارد.
اگرچه فرآیندها و مراحل مختلفی در تصفیه آب وجود دارد، اما مکانیسم های اصلی به همین ترتیب عمل می کنند: آنها ناخالصی ها را از آب حذف می کنند. مراحل مختلف تصفیه آب را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:
- فرآیندهای فیزیکی: اینها شامل فیلتراسیون در مراحل مختلف، ته نشینی و تقطیر آب است. یکی، یا ترکیبی از فرآیندهای مختلف، در اینجا استفاده می شود.
- فرآیندهای بیولوژیکی: اینها شامل حذف آلاینده های آلی و بیولوژیکی در آب است. فیلترهای شنی و کربن فعال بیولوژیکی نیز در این فرآیند استفاده می شود.
- فرآیندهای شیمیایی: برخی از نمونه‌های فرآیندهای شیمیایی عبارتند از کلرزنی و لخته‌سازی، که در آنها از مواد شیمیایی برای حذف یا از بین بردن آلاینده‌ها استفاده می‌شود.
- فرآیندهای قرار گرفتن در معرض تابش: در طول این نوع فرآیندها، آب برای از بین بردن پاتوژن ها مانند باکتری ها و ویروس ها تحت تابش قرار می گیرد. رایج ترین روش مورد استفاده قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش است.
تفاوت بین آب تصفیه شده و تصفیه شده چیست؟
به طور کلی، آب تصفیه شده یکی از انواع آب تصفیه شده است. با این حال، خلوص آن بستگی به سطح فیلتراسیون استفاده شده و تعداد آلاینده های فیلتر شده دارد. به یاد داشته باشید، اگر آب تصفیه شده به حساب نمی آید سطح آلاینده ها در محدوده استاندارد نیست.
تفاوت اصلی این است که فیلتراسیون معمولا برای حذف ذرات جامد استفاده می شود، در حالی که تصفیه برای از بین بردن همه اشکال آلاینده ها استفاده می شود. به عنوان مثال، آب گل آلود را می توان به روش های مختلفی مانند اسمز معکوس و فیلتر شن و کربن فیلتر کرد. اما اگر مقداری رسوب یا ذرات دیگر همچنان باقی بماند، هنوز خالص نشده است. آب باید مراحل مختلف فیلتراسیون را طی کند و تطهیر قبل از اینکه خالص تلقی شود.
pH آب آشامیدنی تصفیه شده چقدر است؟
در سطح pH آب تصفیه شده بستگی به نوع آن و فرآیندهایی دارد که طی می کند. در اینجا لیستی از انواع مختلف آب تصفیه شده و سطوح pH مربوط به آنها آورده شده است:
- آب لوله کشی دارای pH متوسط 7.5 است
- آب بطری معمولی دارای pH بین 6.5 تا 7.5 است
- آب بطری که به عنوان آب قلیایی به بازار عرضه می شود دارای PH بین 8 تا 9 است
- آب اسمز معکوس مقطر دارای PH بین 5 تا 7 است
این یک تصور اشتباه است که آبی که به درستی از طریق تقطیر یا دیونیزه کردن تصفیه شده است، دارای pH خنثی دقیقاً 7 است. در حالی که این روش‌های تصفیه اغلب نوسان‌کننده‌های pH مانند یون‌ها، مواد معدنی و سایر آلاینده‌ها را حذف می‌کنند، آبی که تولید می‌کند دارای یک PH خنثی است. PH کمی اسیدی این به این دلیل است که دی اکسید کربن را از جو جذب می کند که pH آن را به 5.8 یا 5.5 می رساند.
تاثیر اجتماعی تصفیه آب
خلوص آب یک موضوع جدی است که به طور مستقیم با سلامت و پایداری محیط زیست مرتبط است. آب آلوده بسیار خطرناک است زیرا حامل عوامل بیماری زا مانند گونه های باکتریایی است که باعث وبا می شود. سایر بیماری‌های ناشی از آب آلوده عبارتند از:
- اسهال خونی
- تب حصبه
- شیستوزومیازیس
- فلج اطفال (فلج نوزادی)
در سطح جهانی، تخمین زده می شود که در حدود 780 میلیون نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند. بسیاری از منابع طبیعی آب شیرین مانند رودخانه ها، برکه ها و دریاچه ها متأسفانه به دلیل آلودگی برای آشامیدن مناسب نیستند. حتی آبی که از چشمه‌ها و سفره‌های زیرزمینی می‌آید می‌تواند توسط عوامل بیماری‌زا و مواد سمی که نیاز به فیلتر کردن دارند، آلوده شود.
بسیاری از جوامع به سادگی منابع لازم برای پردازش آب آلوده به آب آشامیدنی را ندارند، و محصولات آب بطری شده تجاری موجود گاهی اوقات برای بسیاری از مردم ساکن در شهرستان های فقیر بسیار گران هستند. با این حال، فرآیند تصفیه آب می‌تواند برای جوامع و خانواده‌هایی که بیشتر به آن نیاز دارند مقرون به صرفه‌تر شود. به عنوان مثال، نی فیلتر آب به طور بالقوه می تواند تأثیر قابل توجهی بر زندگی میلیون ها نفر در کشورهای جهان سوم داشته باشد.