استفاده مجدد از آب: ظرفیت های بالقوه فرایندهای فراپالایش و اسمز معکوس
در سالهای اخیر بازیافت آب به طور گستردهای در هر دو جنبه نظری و عملی مورد پذیرش قرار گرفته است. عوامل مختلفی از جمله کاهش منابع آبی، خشکسالیهای شدید، نفوذ آب دریا به سفرههای زیرزمینی، افزایش جمعیت و … شهرداریها و صنایع را برآن داشته تا با جدیت به دنبال بررسی گزینه های جایگزین تامین آب باشند. امروزه راهکارهای مبتکرانهای مانند سیستمهای غشایی جهت به کارگیری در تاسیسات مختلفی که در پی فناوریهای تصفیه و استفاده مجدد از آب هستند؛ وجود دارند.
کاربردهای استفاده مجدد از آب عبارتند از:
استفاده مجددِ مستقیم از آب آشامیدنی (DPR): پساب تصفیه شده مستقیما وارد بخش توزیع سیستم تامین آب آشامیدنی میشود یا اینکه در بالادستِ سیستم تصفیه آب وارد مخزن تامین آبِ خام می شود.
استفاده مجددِ غیرمستقیم از آب آشامیدنی (IPR): بافرهای محیطی مانند آب دریاچه یا سفره های آب زیرمینی پیش از ورود به تصفیه خانه آب آشامیدنی با آب مورداستفاده مجدد ترکیب می شوند.
کاربردهای غیرآشامیدنی: آبیاری زمینهای کشاورزی، استفاده در زمینهای گلف، بوستانهای محلات و تامین آب موردنیاز در فرایندهای کاری صنایع
تمامی موارد گفته شده در سراسر امریکا به صورت گسترده اجرا شده اند و مزایای بسیاری در پایداری بلندمدت آب فراهم نموده اند.
چگونگی به کارگیری روشهای تصفیه و فیلتراسیون در فرایندهای استفاده مجدد از آب
فناوری فیلتراسیون غشایی میتواند آب قابل اطمینان، سازگار و با کیفیت بالا برای انسان تولید کند؛ به همین خاطر به طور گسترده ای در فرایندهای استفاده مجدد از آب پذیرفته و به کارگیری شده است. یکی از اهداف مهم در تصفیه آب، حذف عوامل بیماریزاست که توسط فناوری فیلتراسیون غشایی قابل انجام است. غشاها در مقایسه با روش موانع چندگانه به فرایندهای واحد کمتری نیاز دارد؛ خودکارسازی در سطح بالاتری در آن انجام می شود؛ بنابراین، نیاز به دخالت اپراتور انسانی در عملکردهای روزانه به حداقل می رسد.
سامانه فیلتراسیون مجتمع، یک واحد کاربردی و مستقل است که شامل تمام اجزا و کنترلهای موردنیاز برای یک سیستم تصفیه آب کامل و عملیاتی است.
از غشاهای میکروفلیتراسیون (MF) و فراتصفیه (UF) برای حذف جامدات معلق، کدورت و باکتری از پساب ثانویه و منابع آبی فرایندهای صنعتی استفاده میشود.MF/UF نوعی فناوری است که از موانع که در آن الیاف توخالی با حفره هایی با اندازه اسمی 01/0 تا 1/0 میکرون برای حذف آلاینده ها به کارگیری می شوند. الیاف در محفظه ای به نام ماژول قرار می گیرند. ماژولها به همراه سایر اجزا و کنترلهای موردنیاز یک سامانه عملیاتی مجتمع را شکل می دهند.
نانوفیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO)، در کاربردهای پیشرفته استفاده مجدد از آب که نیازمند نفوذ با کیفیت بالا و سطوح پایین جامدات محلول و سختی هستند؛ مورد استفاده قرار می گیرند. در فرایند RO با به کارگیری فشار بالا با فشار اسمزی طبیعی مقابله می شود و در نتیجه، آلاینده های محلول در آب خارج می شوند.
ساختار اسمز معکوس شامل یک غشای ورقی مسطح است که به صورت مارپیچ حول مرکز یک لوله پیچیده شده است. آب در جهت جریان متقاطع از غشا عبور کرده و جریانهای نفوذی که از مرکز لوله عبور می کنند را پالایش میکند. فضولات به صورت متمرکز در بیرون غشا باقی مانده و به پسماند ارسال می شوند. المانهای RO هم مشابه ماژولهای UF با سایر اجزا و کنترلهای مورد نیاز در یک سیستم سامانه عملیاتی مجتمع می شوند.
چه در مصارف آشامیدنی و چه در فرایندهای صنعتی، استفاده مجدد از آب، موجب صرفه جویی در هزینه ها و ثابت نگه داشتن میزان تولید بدون نیاز به تامین آب از منابع بیرونی می شود.
میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس نقش مهمی در توسعه شیوه های نوین و کاربردی استفاده مجدد از آب و حفظ منابع آبی کمیاب دارند. کارآیی بالا و سهولت استفاده، موجب می شود تا این فناوری ها را به عنوان یک انتخاب مناسب و شایسته در استفاده مجدد از آب بشناسیم.