آب این ماده حیاتی و با اهمیت در دنیا نقش بسیار مهمی را در شکل گیری تمدنها و استمرار آنها داشته است. مروری بر سوابق تمدنهایی که در طول تاریخ شکل گرفته اند و شکوفا شده اند نشانگر این واقعیت است که وجود آب و امکان دسترسی به آن یکی از کلیدی ترین عوامل فراگیری و استمرار آنها بوده است. افزایش تقاضا برای آب و اوجگیری رقابت بین مصرف کنندگان مختلف موجب شده انسان برای ایجاد موازنه و تعادل بین توزیع نیازها و منابع آب موجود مستقیما در وضعیت طبیعی رودخانه ها دخالت کند و با ایجاد تاسیسات گوناگون ذخیره و توزیع آب شرایط طبیعی را به منظور تامین نیازهای خود تغییر دهد.
آب معدنی و آب شرب بعنوان یکی از نیازهای اساسی روزمره انسان و استمرار حیات می باشد. میزان نیاز روزمره هر فرد 1 تا 2 لیتر میباشد که بستگی به شرایط آب و هوایی و سن و سال دارد. استفاده از آب آشامیدنی سالم و گوارا یکی از مهمترین فاکتورهای مصرف آب میباشد که از سالیان بسیار دور به آن توجه شده است. منشاء حدود 80% از بیماریهای انسان عدم دسترسی به آب سالم به هر میزان که مورد نیاز باشد به وفور در دسترس است دیگر سپری شده است. واقعیت آن است که آب سالم و گوارا کمیاب و گرانبها میباشد آلودگیها با ایجاد تغییرات نامطلوب در خواص فیزیکی، شمیایی و بیولوژیکی کیفیت آب را تنزل میدهند و در مراحلی آب را از حیطه انتفاع ساقط مینمایند. برخی از آلودگی ها زوال پذیرند و به آسانی تجزیه و یا تقلیل داده نمی شوند نظیر مواد زائد کشاورزی و حیوانی و فاضلابهای انسانی بعضی از آلاینده ها نیز انحطاط ناپذیرند، مانند جیوه و سرب و برخی از ترکیبات پلاستیکها که از افزایش آنها در آب باید جداٌ جلوگیری شود.
بررسی اجمالی تکنولوژی تولید آب معدنی
1- آماده سازی و سالمسازی و پر کردن آب معدنی یا (filling)
2- آماده سازی و سالم سازی آب:
در این قسمت آب معدنی هایت شده از منابع آب معدنی طی مراحل زیر جهت انتقال به خط پر کن آماده می گردد از آنجائی که براساس تعاریف انجام شده – محصول آب معدنی – آب طبیعی خارج شده از منابع آب (چشمه یا چاه) میباشد که بدون هیچگونه تغییری در ترکیبات شیمیایی آن پر شده باشد لذا جهت آماده سازی صرفا از مراحل زیر استفاده میگردد.
الف) انتقال آب از منابع آب: در این مرحله با توجه به محل استقرار چشمه و یا آب زیرزمینی آب از منابع مذکور به صورت کاملا بهداشتی به منابع ذخیره آب هوایی یا زیر زمینی واحد منتقل میگردد. طی این مرحله ضمن ته نشینی مواد خارجی سنگین سعی میگردد از هر گونه آلودگی جنبی آب جلوگیری بعمل آید.
ب) مخازن ذخیره آب: جهت هدایت آب به داخل واحد از منابع هوایی یا زیرزمینی باید با توجه به ظرفیت خط تولید استفاده گردد و این منایع از هر گونه آلودگی شمیایی و میکروبیولوژیک به دور باشند.
ج) فیلتراسیون آب: جهت حذف مواد معلق و شناور در آب از فیلترهای شنی مناسب در این مرحله استفاده میشود این فیلترها طوری طراحی میشود که آب با فشار معینی از یک بستر شنی با سایزهای متفاوت عبور داده میشود و مواد معلق در آن حذف میگردد این فیلترها با مکانیسم یکسان به صور مختلفی ساخته میشود که صرفنظر از نوع آلودگی همگی دارای مکانیسم یکسان و مشابه هستند.
د) تعدیل طعم – رنگ و بوی آب (puriffication): جهت حذف هرگونه بو احتمالی در آب همچنین حذف رنگهای احتمالی آن در این مرحله آب را از یک بستر کربن اکتیو عبور میدهند که طی آن از هرگونه بو و رنگ غیر طبیعی عاری میگردد.
ه) مرحله فیلتراسیون نهایی آب (polishing): طی این مرحله آب از یک فیلتر کارتریجی به نام پولیشر عبور داده میشود با توجه به اینکه این فیلترها بسیار ریز است (در حدود 130تا 140 میکرون) آب از هر گونه مواد معلق که با چشم غیر مسلح قابل رویت نمی باشد عاری میگردد این فیلترها با مکانیسم یکسان ولی به اشکال مختلف ساخته می شوند.
و) مرحله استرلیزاسیون آب: جهت حذف هر گونه آلودگی احتمالی میکروبی در آب بهداشتی کردن آن از یک سیستم uv استفاده می گردد در این مرحله آب با دبی و فشار معینی از یک بستر نور uv عبور داده می شود که طی زمان مذکور هرگونه آلودگی میکروبیولوژیکی آن از بین رفته و آب 100% استریل و آماده پرکردن میباشد.
2- شفاف کردن آب: (clarification)
ساده ترین راه برای جدا کردن مواد معلق آب وارد کردن در حوضچه های بزرگ میباشد که به این حوضچه ها اصطلاحا شفاف کننده (clarifier) گویند. این حوضچه ها بدو دسته تقسیم می شوند:
1) ته نشین کننده های ساکن: آب آب وارد شده به اینها چندین ساعت راکد می مانند تا مواد معلق آن ته نشین شوند.
2) ته نشین کننده های مداوم: این ته نشین کننده ها که به فرم های مختلف ساخته میشوند آب را دائما تصفیه و شفاف میسازند. ته نشین کننده های ساکن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند و بیشتر ته نشین کننده های با جریان مداوم مورد مصرف دارد.
- مراحل شفاف سازی:
1- برای خنثی کردن کاتیونهای مثل AI و Fe که جذب یونهای منفی ذرات سطحی میشوند از یونهای ساده یا کمپکس های هیدراته قوی استفاده میشود.
2- استفاده از ماده عالی محلول در آب که یونیزه شده و تولید یون مثبت نماید. این کاتیونها بار منفی ذرات آب را جذب کرده و مانع بارهای هم نام ذرات آب میشود.
3- استفاده از کاتیونهای معدنی که پس از جذب کدورت آبها هیدرولیز شده تا رسوب نامحلول بوجود آورند که در حین رسوب کردن سایز ذرات را با خود ته نشین نمایند. بعنوان نمونه میتوان از املاح Al یا آهن نام برد که بصورت هیدروکسید رسوب میکنند. جداسازی مواد معلق در سه مرحله انعقاد – لخته شدن و ته نشین سازی انجام میشود.
- انعقاد ((cogaulation
انعقاد عملی است که طی آن با خنثی سازی بار ذرات آنها را به حالت ناپایدار و فاقد بار کرده و مانع دفع ذرات شده در نتیجه در کنار هم مجتمع میشوند.
- لخته شدن (Flocculation)
لخته شدن ذرات مرحله ای است که طی آن ذرات ناپایدار به یکدیگر متصل شده مینماید.
- ته نشین سازی (sedaimentation)
مرحله ای است که مواد معلق لخته شده ته نشین میشود. در سالهای اخیر روش های ته نشین مداوم بر پایه روشهای بالا متداول گردیده و به منظور بالا بردن راندمان شفاف سازی آب به آن مواد شیمیایی یا پلیمری بعنوان مواد منعقد کننده اضافه میکنند.
کلاویفایر (Clarifier)
معمولا 4 عمل بطور همزمان در دستگاه کلاویفایر صورت میگیرد:
1- منعقد کردن مواد معلق کلوئیدی
2- لخته کردن مواد منعقد شده
3- ته نشینی لخته تشکیل شده
4- سرازیر شدن آب از حوضچه ته نشینی
- فیلتراسیون (filteration)
با انجام عمل انعقاد ته نشین سازی مواد معلق آب برای اکثر مصارف صنعتی مناسب میشود. چنانچه آب برای آشامیدن – استفاده در دیگهای بخار – برج های خنک کننده مصرف شوند باید مواد معلق آن را جدا کرد. میتوان این مواد معلق را با عبور دادن آب از فیلترهایی با درجه تخلخل متوسط فیلتر شنی عبور داد.
شن کواترز – شن سیلیس – زغال آنتراسیت – کلسیت – مگنتیت یا سایر مواد ممکن است برای فیلترها مورد استفاده قرار گیرد. معمولا در صنایع شنی – سیلیس و انتراسیت بیشتر مصرف دارد.
انواع فیلترها:
فیلترها بدو دسته گراویتی و فشاری تقسیم میشوند:
الف – فیلترهای گراویتی: جریان آب در این فیلتر با وزن (سنگین) آن انجام میشود. در فیلترهای شنی یا زغالی آب با استفاه از وزن خود و با سرعت نسبتا بالا که حدود 4-2 GPM است عبور مینماید.
قسمتهای اساسی این فیلترها عبارتند از:
1- پوسته فیلتر که ممکن است از جنس سیمان – استیل یا چوب و به شکل مربع – مستطیل یا کروی باشد نوع مستطیل شکل که با بتون مسلح ساخته شده رایج تر است.
2- ته بستر را قلوه سنگ های درشت تشکیل می دهد و مانع از این میشود که شن و آنتراسیت از بستر بگذرد و در عین حال پخش کننده مناسبی برای آب است.
3- محفظه پایین فیلتر که بدو منظور در نظر گرفته میشود: جمع آوری آب تصفیه شده و توزیع آب شستشوی معکوس
4- قسمتی (trough) به منظور فرآوری و جمع آوری آب شستشوی معکوس که معمولا از جنس استیل چدن و یا سیمان میباشد.
5- وسایل کنترل کننده جریان آب که روی فیلتر نصب میشود نیز میتوان استفاده کرد.
ب) فیلتر فشاری: نسبت به نوع قبلی کاربرد وسیعتری دارد یکی از مزایای این فیلترها این است که میتوان آنرا مستقیما در مسیر تولید و ارسال به واحدهای فرآیند قرار داد و از پمپاژ مجدد جلوگیری نمود.
فیتلترهای فشاری ممکن است عمودی یا افقی باشد و پوسته آن از جنس استیل به شکل استوانه ای باشد.
محدودیت روش فیلتراسیون در این است که فقط ذرات درشت را جدا می کند.
کلر زنی (Cloronization)
کلر از مهمترین عناصری است که در میکروب زدایی آبها به کار می رود ترکیبات کلر همانند هیپوکلریت سدیم و کلسیم و کلرآمین ها نقش میکرب زدایی را ایفا میکنند. چنانچه کلر به آبهای طبیعی اضافه نمایند ایجاد واکنش شیمیایی میکند برخی از کاربردهای مهم کلر به شرح زیر است:
1- میکرب زدایی
2-جداسازی آمونیاک و دیگر ترکیبات عالی ازت دار
3- کنترل بو و طعم
4- جداسازی هیدروژن سولفوره
5- جداسازی آهن و منگنز
6- تخریب تجمع های آلی
7- برطرف نمودن جلبک
8- از بین بردن رنگ
9- کنترل آهن منگنز و باکتریهای احیا کننده سولفات و ...
10- کمک به انعقاد آب
- استفاده از اشعه ماورا بنفش گرایش به کاربرد اشعه ماورا بنفش بعنوان گندزدا در تصفیه آب و فاضلاب را میتوان به این دلیل نسبت داد که کاربرد کلر و ترکیبات آن در آب تولید محصولات جانبی (DBPs) بخصوص تری هالو متان ها (THMs) میکنند که با توجه به مطالعات انجام گرفته خواص سرطان زائی برخی از آنها مورد بحث است.
برای تولید اشعه uv میتوان از لامپهای بخار جیوه با فشار کم که بطور تجاری در بازار است استفاده کرد. برای گندزدایی آب و فاضلاب این لامپها را در یک پوشش شیشه ای از جنس کوارتز قرار میدهند (جهت محافظت و جلوگیری از صدمه) و آنها را در آب غوطه ور کرده یا در بالای محل عبور جریان آن نصب میکنند.
- مزایای استفاده از اشعه ماوراء بنفش:
1- عدم نیاز به مصرف مواد شیمیایی و در نتیجه کاهش هزینه های خرید و جابجائی و حمل و نقل و ذخیره سازی مواد شمیایی.
2- زمان تماس کوتاه باعث میشود که به گندزدائی نیازی نباشد و نتیجه آن کاهش مساحت لازم برای تاسیسات است.
3- عدم تولید محصولات جانبی مضر مثل (THMs)
4- بالا بودن ضریب اطمینان سیستم
5- کم بودن مصرف انرژی
پرکردن آب در بطری
در این مرحله آب طی مراحل زیر در بطری پر می گردد.
1- ردیف کردن بطری:
طی اینمرحله بطری های خالی جهت هدایت به دستگاه فیلتر به صورت دستی و یا ماشینی ردیف می گردند. در صورتی که این عملیات دستی انجام گیرد توسط نیروی انسانی بطری های خالی بر روی نوار نقاله انتقال بطری خالی قرار داده می شود در این روش ماشینی با استفاده از یک دستگاه بطری به صورت خودکار بر روی نقاله مربوطه قرار گرفته و توسط یک نوار نقاله بادی به طرف دستگاه پر کن هدایت می گردند.
2- شستشو بطری پر کردن و دربندی
طی این مرحله بطری ها توسط یک دستگاه روتاری شستشو می گردند وسپس بطری ها جهت پر شدن به دستگاه پر کن هدایت شده و بعد از عملیات پر شدن بطری توسط دستگاه در بندروتایی دربندی می گردند.
3- برچسب زنی:
بطریها پر و دربندی شده توسط یک نوار نقاله به این دستگاه هدایت شده و برچسب زده می شود. این مرحله نیز صرف از نوع ماشین آلات انتخابی و میزان اتوماسیون آن دارای مکانیسم کار یکسان می باشد.
4) چاپ مشخصات تولید
در این مرحله بطری ها ضمن عبور از یک دستگاه اطلاعات مورد نیاز از قبیل تاریخ تولید، تاریخ انقضاء و سایر اطلاعات مورد نیاز بر روی قسمتی از بطری و یا درب آن چاپ می نماید.
5) شیرینگ پک
طی این مرحله بطریها در ردیف های مورد نظر که معمولا 3*2 تایی می باشند شیرینگ می گردند این ماشین آلات نیز صرف نطر از نوع و اتوماسیون آن همگی دارای مکانیسم یکسانی می باشند
6) PALLAT SHIRINK WAPPER در نهایت پس از برچسب خوردن بطری ها بصورت 6 تایی بسته بندی می شوند. در بسته بندی نهایی هر بسته با استفاده از فیلم شیرینگ بسته بندی می شود. فیلم شیرینگ بسته بندی می شود. فیلم شیرینگ فیلمی از جنس پلاستیک با جهت یافتگی معین است که پس از عملیات چاپ به صورت تیوپ درآمده و بر روی بسته بندیها قرار گرفته و پس از ورود به داخل تونل شیرینگ با کمی حرارت جمع می شود و تمام محیط آنرا می پوشانند. در بسته بندی مقدار فیلم شیرینگ باید همیشه 10% بزرگتر از اندازه ظرف مورد نظر باشد.
نظر خود را بگذارید