وجود ناخالصی در آب به این دلیل است که تقریبا هر ماده ای تا حدودی در آب محلول است. در واقع آب بخاطر ویژگی حلالیت بالا، مشهورترین حلال است. آب به شکل خالص در طبیعت وجود ندارد. زیرا مواد قطبی و بسیاری از نمک ها به مقدار متفاوت در آن حل می شوند. آب در طبیعت همواره در حال انحلال، انتقال و رسوبگذاری است. برای طراحی فرایندهای تصفیه آب در دستگاه آب شیرین کن دانستن خصوصیات این املاح ضروری است. در گزارش آنالیز آب تمامی موارد زیر با جزییات ذکر میشوند که باید مورد توجه قرار گیرد.
انواع ناخالصی های آب
1. ناخالصی های شیمیایی آب
ناخالصی های شیمیایی آب به صورت عناصر گوناگون در نتیجه آزمایش آب گزارش میشوند. ناخالصی های شیمیایی آب شامل دو دسته زیر می شوند.
• ناخالصی های یونی
ناخالصی های یونی آب شامل نمک های محلول در آب به صورت کاتیونها و آنیونها می باشد. کاتیونها از قبیل کلسیم، منیزیم، آهن، سدیم، منگنز هستند. آنیونها مانند کربنات، بی کربنات، سولفات،هیدروکسید، کلراید، فسفات، نیترات میباشند. حلالیت نمک ها در آب به دما، pH و عوامل دیگر بستگی دارد.
•ناخالصی های گازی
این ناخالصی ها شامل گازهای محلول در آب همچون اکسیژن، دی اکسید کربن، نیتروژن، هیدروژن سولفوره و متان می باشد. حلالیت گازها در آب تابع دما و فشار جزئی آن گاز است. هرچه دمای آب بیشتر باشد، حلالیت گازها کمتر میشود. برخلاف آن هرچه فشار جزئی گاز درتماس با آب بیشتر باشد، حلالیت آن نیز بیشتر می شود.
2. ناخالصی های فیزیکی آب
منظور از ناخالصی های فیزیکی، مواد معلق و کلوئیدی می باشد. مانند گل و لای، جلبک، روغن و مواد ریز کلوئیدی. این ناخالصی ها درکدورت، رنگ، بو و طعم آب نقش مهمی دارند.
3. ناخالصی های میکروبیولوژیکی آب
ناخالصی های میکروبیولوژی عمدتا مربوط به انواع میکروارگانیسم ها نظیر باکتریها و ویروس ها است. چنانچه میزان این ناخالصی ها در آب از حد معینی تجاوز کند، دیگر نمی توان از آن حتی برای مصارف معمولی استفاده کرد.
تأثیر ناخالصی ها بر خواص ظاهری آب آشامیدنی
منظور از خواص ظاهری آب، رنگ، بو، طعم، کدورت و رنگ آن است. آب مناسب آشامیدن، آبی است که فاقد بو، طعم، کدورت و رنگ باشد.
الف) بو و طعم
اساسی ترین مسأله در مورد آب تصفیه شده خصوصا در تصفیه آب شرب عدم داشتن بو و طعم است. طعم و بوی آب ارتباط نزدیکی با هم دارند. عوامل مختلفی می توانند در آب بو و طعم خاصی را ایجاد کنند. این عوامل شامل موارد زیر می باشند.
- جلبک ها
- متلاشی شدن گیاهان آبزی
- محصولات ناشی از کلرینه کردن آب نظیر کلروفنل ها
- کاتیونها و آنیونهای محلول در آب
دلایل وجود طعم های مختلف در آب آشامیدنی
- تلخی آب بخاطر وجود نمک های منیزیم می باشد.
- مزه گس مربوط به نمک های آهن و آلومینیوم محلول در آب است.
- مزه شور آب ناشی از یون کلراید می باشد.
- آب های ترش، pH کمتر از 3 دارند.
- pH بیشتر از 9 باعث بوجود آمدن مزه صابون در آب می شود.
- مزه گندیدگی آب، ناشی از وجود املاح آلی است.
با رعایت حد مجاز نمک های محلول و گازها، می توان بو و طعم آب را مطلوب تر کرد. به طور مثال آبی که مقداری گاز اکسیژن دارد، مزه بهتری دارد.
ب) کدورت آب
کدورت فاکتوری است که میزان شفافیت آب را تعیین می کند و یکی از مشخصات مهم آن محسوب میشود. مقدار آن متناسب با ذرات کلوئیدی درشت و یا ذرات معلق بسیار ریز است که به طرق معمول ته نشین یا صاف نمی شوند. کدورت در واقع میزان مقاومت محلول آب در مقابل عبور نور است که موجب پراکنده شدن و یا جذب نور تابیده به آن میشود. واحدهای اندازه گیری کدورت NTU, JTU و FTU است.
ج) رنگ آب
مواد در حال فرسایش نمک های فلزی نظیر آهن، منگنز و آلودگی های مختلف صنعتی باعث ایجاد رنگ در آب می شوند. به عنوان مثال دی اکسیدهای آهن موجود در آب، در تماس با هوا رنگ زرد – قهوه ای در آن ایجاد می کنند. باید در نظر داشت که میزان رنگ تابعی از pH است و بایستی در بیان رنگ pH نیز ذکر شود. رنگ آب به دو گونه است.
• رنگ ظاهری : به رنگ آب قبل از فیلتراسیون اطلاق می شود. که ذرات معلق کلوئیدی نقش باعث آن می شوند.
• رنگ واقعی : رنگی که پس از فیلتراسیون و حذف کدورت در آب مشاهده می شود.
معمولترین روشی که برای اندازه گیری مقدار رنگ در آب به کار برده می شود، روش چشمی است. در این روش رنگ آب با محلول های متعددی که دارای رنگ های مختلفی هستند مقایسه میشود. این محلول ها حاوی پتاسیم کلرو پلاتینات (K2Pt Cl6) و کلروکبالت (CoCl2.6H2O) می باشند که در محیط اسیدی رقیق رنگ های متفاوتی دارند. رنگ آب معمولا به واحد هازن که همان مقیاس پلاتین – کبالت (CU) است بیان می شود. طبق استانداردهای بین المللی، میزان رنگ مورد قبول آب آشامیدنی معادل 1 میلی گرم در لیتر طبق مقیاس پلاتین – کبالت است.
روشهای حذف رنگ آب
1. جذب سطحی
2. منعقد سازی
3. اکسیداسیون
الزام تصفیه آب شرب و حذف ناخالصی های آن
بیشترین ناخالصی های آب مربوط به فرسایش زمین و در نتیجه انحلال نمک ها و گازها می باشد. این نمک ها و گازها حاصل متلاشی شدن مواد آلی گیاهی یا حیوانی است. البته مواد حاصل از آلودگی هوا و تخلیه فاضلاب های صنعتی نیز نقش بسیار پررنگی در این زمینه دارند. فاضلاب های صنعتی گاهی حتی از فاضلاب های شهری نیز خطرناک ترند. چون ممکن است حاوی فلزات سنگین و ترکیبات مضری چون آرسنیک، سیانور و … باشند. در نتیجه جلوگیری از آلودگی آب ها و تصفیه آب های آلوده به عنوان یکی از مسائل حیاتی بشر مطرح است.
