آب آشامیدنی یکی از منابع حیاتی برای بقای انسان است و کیفیت آن مستقیماً با سلامت جامعه مرتبط است. با توجه به اینکه در طبیعت، منابع آب طبیعی ممکن است آلوده به انواع آلودگی‌های میکروبی، شیمیایی و فیزیکی شوند، تصفیه آب یکی از مهم‌ترین فرآیندهایی است که برای تأمین آب سالم و ایمن انجام می‌شود. در این مقاله، به بررسی مراحل تصفیه آب آشامیدنی به ترتیب پرداخته و فرآیندهای مختلف آن را بررسی خواهیم کرد.
1. مرحله اول: پیش‌تصویه یا جداسازی ذرات درشت
اولین مرحله در فرآیند تصفیه آب، حذف ذرات درشت از آب است. این ذرات شامل خاک، شن، ماسه، برگ‌های ریز و دیگر آلودگی‌های بزرگ هستند که ممکن است در آب وجود داشته باشند. برای این کار از فیلترهای مکانیکی یا دستگاه‌های پیش‌تصویه استفاده می‌شود. این فیلترها می‌توانند ذرات درشت را از آب جدا کرده و آن را به مرحله بعدی تصفیه انتقال دهند. هدف اصلی این مرحله، کاهش آلودگی‌های اولیه و آماده‌سازی آب برای مراحل بعدی است.
در برخی موارد، پیش‌تصویه شامل استفاده از دستگاه‌هایی مانند صافی‌های شن و ماسه است که به‌طور مؤثر ذرات بزرگ‌تر از آب را حذف می‌کنند. این مرحله، اگرچه به‌طور مستقیم بر کیفیت آب تأثیر نمی‌گذارد، اما در کاهش بار تصفیه در مراحل بعدی بسیار مؤثر است.
2. مرحله دوم: انعقاد و لخته‌سازی
در این مرحله، از مواد شیمیایی خاصی به‌نام “انعقادگر” استفاده می‌شود تا ذرات ریز و آلودگی‌های موجود در آب به هم بچسبند و تشکیل لخته دهند. این لخته‌ها معمولاً از ذرات کلوئیدی و دیگر آلاینده‌های نامحلول تشکیل می‌شوند که نمی‌توانند با فیلترهای معمولی جدا شوند. مواد شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم یا پلی‌الکترولیت‌ها در این مرحله به آب اضافه می‌شوند تا روند تشکیل لخته‌ها تسهیل شود.
این لخته‌ها بعد از تشکیل، به سمت پایین ته‌نشین می‌شوند و از آب جدا می‌شوند. این فرایند نه تنها موجب حذف آلودگی‌های کلوئیدی و فیزیکی می‌شود، بلکه در کاهش بار میکروبی و شیمیایی آب نیز مؤثر است.
3. مرحله سوم: ته‌نشینی
پس از فرآیند انعقاد و لخته‌سازی، ذرات لخته شده در آب به سمت ته تانک‌ها و مخازن ته‌نشین می‌شوند. این مرحله که به آن “ته‌نشینی” می‌گویند، فرآیندی طبیعی است که به‌طور مؤثر بیشتر ذرات سنگین را از آب جدا می‌کند. آب در این مرحله از آلودگی‌های فیزیکی و کلوئیدی پاک می‌شود، ولی هنوز نیاز به تصفیه بیشتری دارد.
در این مرحله، تصفیه‌خانه‌ها معمولاً از مخازن بزرگ استفاده می‌کنند تا آب برای مدت‌زمان مشخصی در آن‌ها بماند و ذرات سنگین ته‌نشین شوند. این فرآیند معمولاً بین چند ساعت تا یک روز به‌طول می‌انجامد.
4. مرحله چهارم: فیلتراسیون
پس از ته‌نشینی، آب همچنان ممکن است ذرات ریزتری داشته باشد که باید حذف شوند. برای این منظور، از سیستم‌های فیلتراسیون استفاده می‌شود. در این مرحله، آب از فیلترهایی با جنس‌های مختلف مانند شن، کربن فعال، ذغال سنگ و یا مواد دیگر عبور می‌کند. این فیلترها قادر به حذف ذرات ریزتر، میکروب‌ها، مواد شیمیایی و حتی فلزات سنگین هستند.
یکی از انواع رایج فیلترهای مورد استفاده در این مرحله، فیلترهای کربن فعال هستند که قادرند مواد شیمیایی مانند کلر، سموم و دیگر آلاینده‌ها را از آب حذف کنند. همچنین، فیلترهای شن و ماسه در این مرحله به‌عنوان فیلترهای اولیه برای حذف ذرات معلق ریزتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
5. مرحله پنجم: گندزدایی
گندزدایی یکی از مهم‌ترین مراحل تصفیه آب است که در آن، هدف حذف میکروب‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا از آب است. در این مرحله، معمولاً از مواد گندزدای شیمیایی مانند کلر یا ترکیبات کلرینه استفاده می‌شود. این مواد میکروب‌ها و ویروس‌ها را از بین می‌برند و آب را برای مصرف ایمن می‌کنند.
گندزدایی ممکن است به‌وسیله دیگر روش‌ها نیز انجام گیرد، مانند استفاده از اشعه ماوراء بنفش (UV) یا استفاده از اوزون. اشعه UV به‌طور مستقیم DNA میکروب‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد و آن‌ها را از بین می‌برد، در حالی که اوزون نیز به‌عنوان یک گندزدای قوی عمل می‌کند.
6. مرحله ششم: تنظیم pH و افزودن مواد معدنی
در این مرحله، سطح pH آب بررسی و در صورت لزوم تنظیم می‌شود. pH آب باید در حدود 7 باشد تا برای مصرف انسان مناسب باشد. اگر pH آب کمتر از 7 (اسیدی) یا بیشتر از 7 (قلیایی) باشد، ممکن است برای سلامتی مضر باشد و نیاز به تنظیم داشته باشد.
علاوه بر تنظیم pH، در این مرحله ممکن است برخی مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم و فلوراید به آب اضافه شوند. این مواد نه تنها به بهبود طعم و مزه آب کمک می‌کنند، بلکه برای سلامت دندان‌ها و استخوان‌ها نیز مفید هستند.
7. مرحله هفتم: ذخیره و توزیع آب
در آخرین مرحله، آب تصفیه‌شده به مخازن ذخیره‌سازی انتقال می‌یابد. این مخازن برای نگهداری آب تصفیه‌شده به‌صورت موقت طراحی شده‌اند تا آب آماده توزیع به شبکه‌های شهری شود. پس از ذخیره‌سازی، آب به شبکه توزیع منتقل می‌شود و از طریق لوله‌ها به منازل، صنایع، بیمارستان‌ها و دیگر مصرف‌کنندگان منتقل می‌شود.
در این مرحله، نظارت مستمر بر کیفیت آب صورت می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که آب به‌طور مستمر از نظر بهداشتی سالم باقی می‌ماند. این نظارت شامل آزمایش‌های دوره‌ای برای تشخیص آلودگی‌ها و مشکلات ممکن است.
نتیجه‌گیری
مراحل تصفیه آب آشامیدنی از اهمیت بسیاری برخوردار هستند، زیرا آب آشامیدنی باید به‌طور کامل از آلودگی‌ها پاکسازی شود تا برای مصرف انسان ایمن باشد. این فرآیند پیچیده، از پیش‌تصویه گرفته تا ذخیره‌سازی نهایی، تمام آلودگی‌ها و مواد مضر را از بین می‌برد و آب را به یک منبع مطمئن و سالم تبدیل می‌کند. استفاده از روش‌های مختلف تصفیه و گندزدایی، مانند فیلتراسیون، انعقاد، لخته‌سازی و گندزدایی، به تأمین آب سالم کمک می‌کند و از بروز بیماری‌ها و مشکلات بهداشتی جلوگیری می‌کند.