تصفیه آب در مناطق خشک یکی از چالش های بسیار مهم در اغلب مناطق دنیا؛ مخصوصا ایران است که به شیوه های گوناگونی می توان آن را انجام داد. کمبود منابع آبی، بالا بودن مقدار املاح و نمک در این آب ها و روش های اشتباه در مدیریت آب همگی اهمیت این موضوع را بیشتر می کند. اما واقعیت این است که تمام فرآیندها و تجهیزات تصفیه آب موجود در این زمینه نمی تواند برای آب مناطق خشک و کویری موثر باشد. در ادامه چند راهکار برای تصفیه آب در مناطق خشک و شیرین سازی آب مناطق کویری با کمترین هزینه و بالاترین راندمان را ارائه می دهیم.
چالش های تصفیه آب در مناطق خشک
متاسفانه ایران و بسیاری از کشورهای دنیا با کمبود منابع آبی باکیفیت و قابل شرب روبرو هستند و یکی از روش های مدیریت در این شرایط، تصفیه آب است. چون با تصفیه آب دریا، آب های لب شور و سطحی می توان بسیاری از منابع آبی غیرقابل استفاده را به صورت بهینه به کار برد. اما در مسیر تصفیه آب در مناطق خشک چالش های متعددی وجود دارد که عبارتند از:
- پیاده سازی فرآیندهای تصفیه نیاز به تجهیزات متعدد با هزینه بالا دارد
- پیاده سازی روش های تصفیه و شیرین سازی آب زمان بر است
- نوع آلاینده ها و املاح موجود در منابع آبی مختلف با هم تفاوت دارد؛ تمام منابع آبی در مناطق خشک از نظر پارامترهای کیفی آب مشابه هم نیستند.
- منابع آبی باکیفیت و بی کیفیت در بسیاری از مناطق خشک محدود هستند
روش تصفیه آب در مناطق خشک
به دلیل چالش های فوق، تمام روش ها را نمی توان برای تصفیه آب مناطق کویری و خشک استفاده کرد. در حالت کلی روشی برای این شرایط مناسب است که با نوع آلاینده ها، میزان بودجه، شرایط آب و هوایی و میزان ظرفیت منابع آبی تناسب داشته باشد. بر همین اساس از بهترین راهکارها برای تصفیه و شیرین سازی آب مناطق خشک می توان به گزینه های زیر اشاره کرد:
1- تصفیه آب با اسمز معکوس
استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی که با روش اسمز معکوس کار می کند، یکی از بهترین و موثرترین روش ها برای شیرین سازی است. از آنجا که در آب مناطق خشک مقدار زیادی املاح و نمک وجود دارد، با استفاده از ممبران می توان جداسازی و حذف این آلاینده ها انجام داد. در این روش آب شور و دارای املاح وارد دستگاه شده و با فشار پمپ به سمت ممبران های وسط مخزن هدایت می شود. از غشای نیمه تراوا تنها آب خالص امکان عبور دارد و املاح روی آن تجمع می کنند.
اگر در آب مناطق خشک علاوه بر املاح و فلزات سنگین، ذرات معلق و یون های مختلف نیز وجود دارد و بو و طعم آب تغییر یافته، در کنار اسمز معکوس از فیلتر شنی و فیلتر کربنی نیز استفاده می شود.
در بسیاری از دستگاه های تصفیه آب صنعتی به صورت همزمان اسمز مکعوس در کنار فیلتر شنی و فیلتر کربنی و فیلتر کارتریج انجام می شود. به همین دلیل خروجی آنها در سطح مطلوبی از نظر کیفیت نسبت به سایر روش ها قرار دارد.
2- تصفیه آب با اشعه UV
یکی دیگر از روش های تصفیه آب در مناطق کویری و خشک، استفاده از اشعه UV است. گندزدای UV قدرت بسیار بالایی در از بین بردن باکتری، قارچ و جلبک و سایر آلاینده ها و ضدعفونی دارد. لازم به ذکر است، این روش در شرایطی کاربرد دارد که تنها هدف ضدعفونی و گندزدایی آب است. چون اشعه UV تاثیری بر شیرین سازی و مقدار املاح موجود در آب ندارد.
3- تصفیه آب با نانوفیلتراسیون
در شرایطی که آب حاوی مقدار زیادی ذرات ریز، باکتری و پاتوژن است، نانوفیلتراسیون یک راهکار مناسب برای حذف آنها است. نانوفیلتراسیون دارای منافذ بسیار ریز است که تمام ذرات کمتر از 0.001 میکرون را از آب حذف می کند. غشای نیمه تراوای به کار رفته در این دستگاه جداسازی ذرات را انجام داده و به صورت دوره ای نیاز به شستشوی دارند.
4- تصفیه آب با اولترافیلتراسیون
مشکل همیشگی در مناطق خشک همیشه شوری آب نیست، بلکه ممکن است منابع آبی محدود آن دارای مقدار زیادی باکتری و پاتوژن باشد. در این شرایط اولترافیلتراسیون یک راهکار مناسب برای تصفیه آب به شمار می رود. منافذ روی این این سیستم قادر به حذف ذرات کمتر از 0.02 میکرون است.
5- تصفیه آب با فیلتر شنی
اگر در آب مناطق خشک مقدار زیادی ذرات ریز و معلق وجود دارد، با فیلتر شنی می توان آنها را حذف کرد. در این فیلتر دانه های سیلیس فاصله کمی با هم دارند و آب در زمان عبور از میان آنها تصفیه می شود. ذرات معلق در آب امکان عبور از بستر شن و سیلیس را پیدا نمی کنند و در نهایت تصفیه انجام می شود. این روش تنها برای از بین بردن ذرات جامد ریز معلق در آب کاربرد دارد و شیرین سازی و حذف فلزات سنگین انجام نمی شود.
6- تصفیه آب مناطق خشک با فیلتر کربنی
اگر منابع آب مناطق خشک کدورت بالایی دارند و طعم و مزه آن نیز تغییر یافته است، فیلتر کربنی می تواند تا حد کمی تصفیه را انجام دهد. کربن فعال قدرت جذب سطحی بالایی دارد و آلاینده ها و یون های موجود در آب با سرعت زیاد جذب منافذ روی کربن اکتیو شده و تصفیه انجام می شود.
7- تصفیه آب با روش های نوین در مناطق خشک
علاوه بر روش های رایج و مرسوم، در برخی از تجهیزات از روش های نوین تصفیه آب استفاده می شود. البته اجرای این روش ها در اغلب مواقع هزینه بر هستند. به عنوان مثال، از بهترین روش های جدید برای شیرین سازی و تصفیه آب مناطق خشک می توان به استفاده از تیوب آکوستیک، باریکه های الکترونی، فیتوکاتالیست، اوگلنا و تصفیه با پوسته برنج و ذرات نانو نقره اشاره کرد.
جمع بندی
با توجه به آنچه در طول متن اشاره شد، روشی برای تصفیه آب مناطق خشک مناسب است که با نوع آلاینده های آب و شرایط محیط تناسب داشته باشد. به عنوان مثال، اگر هدف از بین بردن املاح آب و شیرین سازی است، اسمز معکوس یکی از بهترین روش ها است. اگر هدف گندزدایی آب است، اشعه UV، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون راهکارهای مناسب است. علاوه براین، در کنار استفاده از روش های تصفیه، بهتر است به مدیریت آب نیز توجه شود.
