امروزه به دلیل کمبود منابع آب در کشورهایی با اقلیم گرم و خشک، استفاده مجدد از پساب و فاضلاب ها اهمیت زیادی دارد. تصفیه خانههای بزرگ با تمام قدرت در تلاشاند که با روشهای نوین و امروزی به تصفیه آب بپردازند و این کالای ارزشمند را با بالاترین کیفیت به دست مصرف کننده برسانند. هر چند این امر تا حدودی محقق شده، اما هنوز هم شاهد آن هستیم که آب تصفیه شده طی مسافتی که از تصفیه خانه ها تا منازل میپیماید توسط عواملی چون لوله های انتقال و فرسودگی آنها دچار آلودگی میشود. در اینجا نقش تصفیه کنندههای آب خانگی بیش از پیش محرز میگردد. آب آشامیدنی شامل املاح و مواد معدنی لازم برای انسان میباشد.

زیاد و کم شدن املاح میتواند موجب بیماری در انسان شود. مثلا اگر مقدار فلوئور در آب زیاد شود منجر به اسکلروزیس(نوعی بیماری که سلولهای عصبی را از بین میبرد) میگردد و یا اگر مقدار آن کم شود پوسیدگی دندان را به دنبال خواهد داشت. آب آشامیدنی باید دارای ظاهری شفاف و بدون کدورت باشد.

همچنین از نظر کیفیت شیمیایی باید دارای سختی کمی باشد. بنابراین آب آشامیدنی که در اختیار انسان قرار میگیرد در سلامتی و بهداشت فرد نقش مهمی دارد. در گذشته از جوشاندن آب به عنوان راهی برای از بین بردن میکروبهای آب و تصفیه آن استفاده میگردید، اما امروزه دستگاههای تصفیه آب این نقش را به خوبی ایفا میسازند. ساختار هر دستگاه تصفیه آب خانگی با توجه به عملکرد آن متفاوت است.

این دستگاه متشکل از فیلترهایی برای رفع آلودگی یا حذف املاح میباشد. امروزه از دستگاه تصفیه آب 6 مرحله ای و دستگاه تصفیه آب 7 مرحله ای استفاده میشود که تنها تفاوت آنها در استفاده از فیلتر دلخواه میباشد.

ترتیب قرار گیری فیلتر تصفیه آب

مراحل دستگاه تصفیه آب به کاربرد ترتیب فیلترهای تصفیه آبی که در آن قرار دارند، بستگی دارد. آب ابتدا وارد فیلتر اول که فیلتر الیافی نامیده میشود، میگردد. در این مرحله موادی مانند زنگ لوله های انتقال آب و فرسودگیهای آنها، و به طور کلی ذراتی که ابعاد آنها بزرگتر از 5 میکرون باشد، حذف میگردد.

فیلتر دوم کربن فعال است که طی آن کلر و ترکیبات آن، اسید و املاح جذب این فیلتر میگردند. فیلتر سوم از جنس فیلتر اول میباشد و ذرات تا یک میکرون را اجازه عبور نمیدهد. فیلتر چهارم اسمز معکوس است که نمک، املاح و باکتریها را حذف میکند. فیلتر پنجم کربن خطی است که وظیفه آن تصفیه نهایی آب میباشد.

برای اضافه کردن مواد معدنی از فیلتر مینرال به عنوان فیلتر ششم استفاده میشود. فیلتر هفتم هم دلخواه به سفارش متقاضی در دستگاه قرار داده میشود که معمولا از فیلتر ماوراء بنفش استفاده میگردد. این فیلتر جلوی رشد باکتریها را میگیرد. در ادامه فیلترهای تصفیه آب به ترتیب شرح داده خواهند شد.

انواع فیلتر تصفیه آب و مراحل آنها

فیلتر الیافی یا فیلتر پروپلین

تصفیه آب 6 مرحلهای در اینجا شرح داده میشود. مرحله اول یا اولین فیلتری که در دستگاه وجود دارد و نصب میگردد، فیلتر الیافی پلی پروپیلن 5 میکرون میباشد. این فیلتر از الیاف پلی پروپیلن(PP) خالص است. تراکم این الیاف هر چه بیشتر باشد آب تصفیه شده هم کیفیت بالاتری خواهد داشت.

ساختار آن به گونهای است که تراکم آن از سطح خارجی به سطح درونی افزایش مییابد، یعنی ذراتی که درشتتراند در قسمت بیرونی و ذراتی که ریزتر هستند در قسمت داخلی فیلتر گیر میکنند. سایز این فیلتر میتواند از 2، 5، 10 و 20 میکرون و در ابعاد 10، 20، 30 و 40 اینچ و قطرهای 2.5 و 4.5 اینچ کاربرد داشته باشد که به قطر 2.5 اینچ فیلتر کارتریج جامبو و به قطر 4.5 اینچ، فیلتر کارتریج اسلیم گفته میشود.

این فیلتر نیاز به توجه کافی برای تعویض به موقع دارد. هنگامی که املاح موجود در آب زیاد باشند یا میزان آب مصرفی بالا باشد، ذرات بیشتری در آن فیلتر به دام میافتند که معمولا رنگ این فیلتر را کدر میسازند. این تغییر رنگ به معنی تعویض فیلتر میباشد. توجه داشته باشید این فیلتر به هیچ وجه با شستن قابلیت استفاده پیدا نمیکند. در صورت عدم تعویض این فیلتر علاوه بر پایین آمدن کیفیت آب تصفیه شده، موجب خرابی پمپ آب و سوختن دستگاه میگردد.

کربن اکتیو پودری و فیلتر کربن فعال(نارگیلی)

در دستگاه تصفیه آب پس از فیلتر الیافی، فیلتر کربن فعال یا فیلتر زغالی وجود دارد. کربن فعال به دلیل تخلخل، جذب بسیار قوی ناخالصیهای مایعات شیمیایی و گازها نقش بسیار مهمی در صنعت تصفیه دارد. هنگامی که کربن با مواد آلاینده آلی واکنش پیدا میکند، فیلتر کربن به وجود میآید. کربن فعال موجودات زنده و آلاینده را از پیرامون خویش جذب میکند. نحوه کار این فیلتر به این صورت است که ذرات از فاز مایع(آب) به فاز جامد(فیلتر) منتقل میشوند.

باکتریهایی که به سطح کربن میچسبند این مواد را جذب و با آنها واکنش نشان میدهند. طی این جذب و واکنش، گاز اوزون آزاد میشود که گاز بیخطری میباشد. انواع زغال فعال شامل زغال فعال گرانولی(GAC)، زغال فعال پودری(PAC)، کربن تزریق شده، کربن روکش شده با پلیمر و زغال فعال کروی میباشند. نوع فعال پودری به دلیل آنکه سطح تماس آن بزرگتر از بقیه است، قدرت جذب بالاتری نسبت به آنها دارد. این نوع کربن (PAC) در دو دسته ساده هوزینگی و خطی موجود میباشد.

فیلتر کربن فعال در دستگاههای تصفیه آب، مزه، بو، مواد شیمیایی، اسیدها، کلر و ترکیبات آنها که در آب باقی مانده است را از بین میبرد. معمولا عمر این فیلترها به مقدار آلایندههای آب و میزان مصرف آب بستگی دارد و عمر آن 4 تا 6 ماه میباشد. در صورت عدم تعویض به موقع موجب پارگی غشاء ممبران و دیگر فیلترهای دستگاه میگردد.

فیلتر الیافی یک میکرون

فیلتر سوم فیلتر الیافی یک میکرون نامیده میشود. این فیلتر از جنس فیلتر اول میباشد. با این تفاوت، مواد و املاح موجود در آب که ابعاد آنها تا یک میکرون میباشد و فلزاتی مانند سرب و مواد شیمیایی باقی مانده را از بین میبرد و به نحوی کار فیلتر اول و دوم را تکمیل مینماید. عمر فیلتر با عوض شدن رنگ آن مشخص میشود. هرگاه رنگ فیلتر از سفید به قهوهای تغییر پیدا کند، موقع تعویض آن فرا رسیده است. دمای آب هم مهم است و اگر دمای آن بیشتر از 45 درجه باشد خاصیت این فیلتر از بین میرود. البته در شرایط عادی عمر این فیلتر بین 3 تا 6 ماه میباشد.

ممبران در فیلتر اسمز معکوس

فیلتر چهارم فیلتر ممبران اسمز معکوس(RO) میباشد. هر محلولی که غلظت آن بیشتر باشد دارای فشار اسمزی بیشتری است. محیط نیمه تراوا به غشایی گفته میشود که در آن فقط برخی یونهای خاص اجازه عبور خواهند داشت. پدیدهای طبیعی که طی آن، آب بدون صرف انرژی و از محیطی نیمه تراوا از محلولی که غلظت آن کمتر است به یک محلول با غلظت بیشتر، حرکت میکند، اسمز نامیده میشود.

اگر این پدیده بالعکس اتفاق بیفتد به آن اسمز معکوس گفته میشود. تصفیه آب در این فیلتر به این شکل است که در آن با اعمال فشاری بیشتر از فشار اسمزی ناشی از تفاوت غلظت دو محلول، به مولکولهای آب اجازه عبور داده میشود ولی نمک، سرب، نیترات، املاح و باکتریها نمیتوانند عبور نمایند. بدین ترتیب تمام ناخالصیها در یک طرف فیلتر باقی خواهند ماند و آب خالص از آب تصفیه نشده جدا میگردد و در واقع تصفیه میشود. این عمل بهترین روش برای نمک زدایی از آبهای شور میباشد.

در دستگاههای تصفیه آب شهری، پس از تصفیه آب، پساب حاصل از این کار از طریق شیلنگ تخلیه دستگاه، وارد سیستم فاضلاب میشود. انواع غشاهای به کار رفته در این فیلتر می توانند از جنس لایه نازک و یا سلولزی باشند. عمر این فیلتر به دمای آب، فشار، PH و کدورت آب بستگی دارد.

فیلتر پست کربن

فیلتر پست کربن یا خطی(Inline) پنجمین فیلتر در دستگاه تصفیه آب میباشد. کربن فعال موجود در این فیلتر برگرفته از زغال پوسته نارگیل میباشد که با توجه به گیاهی بودن آن، برای سلامتی مفید میباشد. این فیلتر با فیلتر دوم تفاوتهایی دارد.

فیلتر دوم برای مرحله پیش تصفیه به کار میرود ولی این فیلتر برای تصفیه نهایی استفاده میشود. همچنین در مقایسه با فیلتر دوم، موادی که در این فیلتر به کار میروند توسط اسیدی شسته میشوند که موجب استفاده از آنها به منظور تصفیه نهایی آب میگردد.

این فیلتر هرگونه ناخالصی که تا فیلتر چهارم حذف نشده باشد را از بین میبرد و موجب بهتر شدن مزه آب تصفیه شده میشود. مدت استفاده از این فیلتر بسته به حجم آب عبوری از آن دارد و معمولا پس از یک سال تعویض میگردد. هنگام خرید این فیلتر باید به این نکته توجه نمود که رنگ پوستهی آن سفید روشن، بدون لکه و کمی براق باشد.

فیلتر مینرال

مرحله ششم فیلتر مینرال (Mineral) یا فیلتر مواد معدنی نامیده میشود. این فیلتر برای دستگاه تصفیه ضروری نیست ولی به دلیل اینکه ممکن است برخی مواد معدنی توسط فیلترهای دیگر از بین برود، این فیلتر برای بازگرداندن آن مواد استفاده میگردد. در ساختمان آن سنگهای مواد معدنی مانند کلسیم، پتاسیم، سدیم و... به کار رفته است که آب پس از عبور از آنها دارای املاح معدنی میشود. عمر این فیلتر حدود 18 ماه میباشد که به دلیل رشد میکروبها پس از این مدت، باید تعویض گردد.

فیلتر قلیایی

آبهای آشامیدنی بعد از تصفیه نیز مقداری خاصیت اسیدی دارند که برای بدن انسان مضر میباشد. از این رو استفاده از فیلتر قلیایی به عنوان تنظیم کننده PH آب به کار میرود.

فیلتر ماوراء بنفش

تا اینجا تمام فیلترهای به کار رفته در دستگاه تصفیه آب 6 مرحله ای شرح داده شد. برای دستگاه تصفیه آب 7 مرحله ای تمام فیلترهای شرح داده شده و یک فیلتر دیگر به کار می رود. فیلتر هفتم برای دستگاه تصفیه آب لازم نمیباشد و شرکتهای سازنده با توجه به سفارشات خود این فیلترها را اضافه میکنند. ممکن است فیلتر اشعه ماوراء بنفش(UV) و یا فیلتر قلیایی به عنوان فیلتر هفتم در دستگاه تصفیه آب 7 مرحلهای به کار رود. فیلتر UV با تابش اشعه ماوراء بنفش تمام باکتریهای باقی مانده را از بین میبرد. این فیلتر برای آبهای حاوی کلر(مانند آب شهری) مناسب نمیباشد.

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس

تحقیقات صورت گرفته پیرامون آب تصفیه شده توسط دستگاههای تصفیه آب نشان میدهد، دستگاههای تصفیه آب اسمز معکوس توانسته اند کارایی خوبی از خود بین سایر دستگاهها به اثبات برسانند. فناوری اسمز معکوس یکی از روشهای هزینه بر در تصفیه آب میباشد ولی با توجه به اینکه تمام آلاینده ها با دستگاههای تصفیه معمولی از بین نمیروند، لذا انتخاب به سمت اسمز معکوس باز میگردد.

پس برای انتخاب یک دستگاه تصفیه آب خانگی حتما به این نکته توجه داشته باشید که سیستم اسمزی در آن به کار رفته باشد. همچنین انتخاب یک دستگاه مناسب برای تصفیه آب به عوامل آلاینده آن بستگی دارد. به عنوان مثال برای تصفیه آبی که دارای مقادیر زیادی املاح یا شوری است، استفاده از دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس توصیه میشود. همانطور که در بخش قبل بیان شد اسمز معکوس عکس روند فرآیند اسمز است و طی آن آب با فشاری که، از فشار اسمزی بین دو محیط بیشتر است، از یک محیط با غلظت بیشتر به طرف مقابل با غلظت کمتر حرکت میکند. در این دستگاه با تکیه بر چندین مرحله پیش تصفیه انجام میشود و در نهایت با تکیه بر روند اسمز معکوس، آب به خوبی تصفیه میگردد.