نور فرابنفش
جایگزین برای ضدعفونی آب، نور فرابنفش می باشد. نورهای UV به مدت تقریبا یک قرن در اروپا استفاده شده و اکنون در ایالات متحده رایج می باشند. با نورهای UV، آب باید همیشه ابتدا از سیستم فیلتراسیون عبور داده شود. اگر هیچ فیلتری استفاده نشود، پاتوژن ها و باکتری ها، تیرگی هایی را در آب در حال جریان ایجاد می کنند که در نتیجه به ارگانیسم های زنده اجازه عبور به صورت غیرمضر می دهند.
نور UV با نفوذ به درون دیوارهای سلولی ارگانیسم و مختل ساختن ترکیب ژنتیک سلول، تکثیر آن را غیرممکن ساخته و در نتیجه آن را بی ضرر می سازد. اغلب ادعا می شود که میکروارگانیسم را می کشد، اما این کار را انجام نمی دهد- تنها آنها را برای تکثیر ناتوان ساخته و بنابراین بی ضرر می کند. نور UV، ترکیب شیمیایی آب را تغییر نداده و هیچ محصول جانبی را باقی نمی گذارد.
جهت موثر بودن نور UV، مقدار صحیح نور باید برای واحد ویژه ای از آب استفاده شده و آب باید عاری از جامدات معلق و سایر ذرات باشد. اغلب واحدهای UV به طور معمول غیرحساس به دما و تفاوت های pH در آب می باشند، اما دستورالعمل تولید کننده باید مطالعه شده و از آن پیروی کرد.
چندین موضوع در رابطه با نور UV وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند:
لامپ را در فواصل زمانی مشخص شده توسط سازنده جایگزین کنید- به طور کلی پس از 9000 ساعت، یا در حدود هر 12 ماه
نور UV برای چشم انسان قابل دید نیست، بنابراین، ممکن است روشن به نظر رسیده و در حقیقت کاری نکند
محفظه شیشه ای اطراف نور باید گاه به گاه برای موثر بودن نور UV تمیز شود
اگر هیچ چراغ پشتیبانی نصب نشود، آب باید در لامپ قبل از جایگزینی واحد مسدود شود. به طور کلی، ضدعفونی کردن آب پایین دست پس از خاموشی سیستم به هر دلیلی عاقلانه است.
عمل آوری صحیح UV در کاهش پاتوژن های مضر از آب موثر است. به طور کلی توصیه می شود که واحدهای خانه شامل آلارم هایی باشند که زمانی که لامپ نیازمند سرویس بوده یا واحد کار نمی کند کاربر را مطلع سازند. واحدی را خریداری کنید که دارای تمیز کننده لامپ اتوماتیک جهت کاهش نیاز به تعمیر و نگه داری باشد. دو واحد باید نصب شوند، بنابراین زمانی که یک واحد نیازمند سرویس می باشد، واحد دوم را می توان روشن کرد، در نتیجه، هیچ وقفه ای در ضدعفونی ساختن آب آشامیدنی وجود ندارد.
سازندگان نور UV، سیستم های خود را با مقدار معین در سرعت جریان معین (برای مثال، 10 گالن در دقیقه) رتبه بندی می کنند. در هنگام نصب نور UV، اطمینان یابید که سرعت جریان واحد UV، مطابق با سرعت جریان آب شما می باشد (به عبارت دیگر، سرعت جریان پمپ). اگر سرعت پمپ بزرگ تر از سرعت نور UV باشد، تنظیم کننده فشار یا محدود کننده جریان را نصب کنید.
جهت تصفیه صحیح آب باران، آب، باید شامل ذراتی کوچک تر از 50 میکرون بوده و شامل تانین ها، سولفور یا باکتری های وابسته به سولفور نباشد، دارای کمتر از 3/0 بخش به ازای هر میلیون آهن، و کمتر از 005/0 بخش به ازای هر میلیون منگنز باشد. دانستن این که این مواد در آب وجود داشته و باید تصفیه شوند، دلیل بزرگی جهت تست آب قبل از نصب سیستم می باشد. اگر هر کدام از موارد بالا در آب وجود داشته باشند، فیلترها باید با این عناصر قبل از تصفیه آب توسط نور UV سروکار داشته باشند. اغلب این ترکیبات در آب باران وجود نخواهند داشت، اما می توانند ناشی از آلودگی هوای محلی یا آلودگی سیستم انتقال باشند. هیچ فرضیه ای در مورد آب تا زمانی که تست آزمایشگاهی انجام نداده اید نداشته باشید.
واحد نور UV به طور معمول پس از تمام فیلتراسیون نصب شده و آب حاصل تمیز، بدون اشکال و آماده استفاده می باشد. واحدهای ورود به سطح، حدود10 گالن در دقیقه را به کار خواهند برد. قیمت واحد با افزایش گزینه ها و سرعت های جریان افزایش پیدا می کند.
فیلتراسیون غشا
فیلتراسیون غشا، جایگزینی دیگر است. فیلتراسیون غشا شامل فشردن آب از میان لایه ای از مواد می باشد. تکنولوژی های غشایی تحریک شده با فشار شامل میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس می باشند. این مورد، یکی از چند تکنولوژی توانمند برای برداشت مواد دارویی بوده و هیچ محصول جانبی ایجاد نمی کند.
تکنولوژی های غشا، نسبت به سایر جایگزین ها پرهزینه تر می باشد، اما قیمت ها به سرعت در حال نزول می باشند. اغلب متخصصان تصفیه آب، انتظار دارند که تکنولوژی غشا، تکنولوژی غالب در سیستم های کوچک تر در طی زمان با کاهش قیمت های خود شوند.
انتخاب تکنولوژی غشایی صحیح آسان نیست، چون این تکنولوژی در حال تغییر بوده و هیچ استاندارد واقعی وجود ندارد. اطمینان داشته باشید که به چه نیاز دارید و با نوع سیستمی که در حال ارزیابی آن هستید منطبق سازید. مجددا، تست آب برای دانستن آن چه که نیاز دارید قبل از ارزیابی گزینه ها بسیار مهم است.
میکروفیلتراسیون (MF)، فرایند جداسازی غشایی استفاده کننده از اندازه منفذ 03/0 تا 10 میکرون می باشد. اگرچه این، رنجی بزرگ به نظر نمی رسد، زمانی که برای تصفیه آب به کار برده می شود این طور است. هر اندازه، سایز منفذ کوچکتر باشد، سیستم، ترکیبات بیشتری را برداشت می کند. غشاهای میکروفیلتراسیون برای جداسازی ماسه، لجن، خاک رس، جلبک، و برخی باکتری ها مناسب می باشند.
اولترافیلتراسیون (UF)، فرایند جداسازی غشایی استفاده کننده از سایز منفذ تقریبا 002/0 تا 1 میکرون می باشد. UF تمام مواد جداسازی شده توسط سیستم MF، به اضافه برخی ویروس ها را برداشت می کند.
غشاهای نانوفیلتراسیون (NF)، دارای سایز منفذ تقریبی تنها 001/0 میکرون می باشند. این سایزهای منفذ کوچک نیازمند قدرت بسیار بیشتر جهت فشردن آب از میان غشا بوده و ضایعات بیشتری را نسبت به سیستم های فیلتراسیون MF یا UF تولید می کنند. این سیستم ها، تقریبا تمام کیست ها، باکتری ها، ویروس ها و سایر مواد از جمله مواد معدنی را حذف می کنند. در نتیجه، آب حاصل دارای pH پایینی است که می تواند خورنده بوده و باید مجددا به طور معمول توسط سنگ آهک جهت افزایش pH معدنی شود. به دلیل نیاز به قدرت بیشتر، NF هنوز به مسیر اصلی تبدیل نشده است.
اسمز معکوس (RO)، امروزه بیشترین تکنولوژی غشایی استفاده شده می باشد.
این سیستم ها، ذراتی به ریزی 001/0 میکرون را جداسازی کرده، فشرده و دارای عملکرد ساده بوده و طی یک دهه مورد استفاده قرار گرفته اند. سیستم های RO، رادیوم، مواد آلی طبیعی، آفت کش ها، کیست ها، باکتری ها و ویروس را حذف می کنند. جهت اطمینان از کاهش آلودگی، واحدهای تایید شده توسط NSF برای کاهش آلودگی و نه تنها ایمنی را جستجو کنید. سیستم های RO، آب زائدی را ایجاد می کنند که باید پردازش شود؛ با این وجود، واحدهای جدیدتر، "سبزتر" بوده، زائدات کمتر، اما هنوز قابل توجه تولید می کنند. این واحدها، به لحاظ کارایی خود بسیار متغیر هستند، بنابراین، در هنگام خرید یک سیستم RO در مورد زائدات و کارایی بپرسید.
آب زائد RO شامل غلظت بالایی از آلودگی های جداسازی شده از آب می باشد، بنابراین در هنگام نصب یک سیستم RO، باید برای برخورد با این زائدات برنامه ریزی کرد. اقدامات برای برخورد با این آب، شامل لوله کشی از میان سیستم آب خاکستری به سیستم آبیاری یا به طور مستقیم به سیستم سپتیک می باشد.
سیستم های RO، به شکل واحدهای کوچک زیر میز آشپزخانه یا سیستم های کل خانه می باشند. قیمت ها تا حد زیادی برای این واحدها متفاوت بوده و تنها واحدهای تایید شده توسط NSF باید در نظر گرفته شوند. واحدهای زیر میزی به طور کلی شامل فیلتر رسوب، فیلتر کربن، غشای RO و فیلتر کربنی دیگر بوده و به طور کلی دارای قیمت زیر 1000 دلار می باشند. واحد کل خانه، شامل تمام اجزای مشابه بوده، اما قادر به به کارگیری سرعت های جریان آب بسیار بیشتر بوده و به طور کلی شامل فیلتر کلسیت یا معادل آن جهت کاهش pH آب، و مخزن ذخیره بزرگ (برای مثال، 50-20 گالن) می باشد. قیمت واحد کل خانه می تواند تا 8000 دلار، بسته به اندازه خانه و خانواده باشد.
صرف نظر از اندازه سیستم، تعمیر و نگه داری باید به طور منظم انجام گیرد. بیشترین تعمیر تغییر کارتریج ها می باشد. فیلترها جهت محافظت غشای RO از رسوب گذاری ذرات استفاده می شوند. از آنجایی که این فیلترها ذرات را از منبع آب به دام می اندازند، کاهش در فشار رخ می دهد. بسیاری از واحدهای RO شامل سوییچ فشار پایینی می باشند که از راه اندازی RO در صورت افت بسیار زیاد فشار جلوگیری می کند. افت فشار مجاز از میان کارتریج را چک کرده و آن را با فشار خوراک ورودی مقایسه کنید. اگر، از توصیه های سازنده پایین تر باشد، فیلترها باید جایگزین شوند.
تقطیر
آخرین تکنولوژی تصفیه معمولا در دسترس، تقطیر می باشد. تقطیر، آب را از ناخالصی ها از طریق حرارت دهی و سپس جمع آوری انباشتگی جدا می سازد. این عمل، بسیار انرژی بر بوده و در حدود 10-5% آب به دلیل تبخیر از دست می رود. تقطیر، تقریبا تمام ترکیبات را از آب جدا ساخته، به استثناء مواد شیمیایی آلی فرار (VOCها) که به آسانی تبخیر می شوند. به این منظور، تعدادی از سیستم های تقطیر، هم چنین با فیلترهای کربن جهت برداشت VOCها مجهز می شوند.
تقطیر، به آهستگی جهت کاهش نیاز به انرژی عمل کرده و همانند سیستم های RO، آب تصفیه شده را در مخزنی برای استفاده بعدی ذخیره خواهد ساخت. علاوه بر استفاده از مقدار زیادی از برق جهت عملکرد، سیستم های تقطیر حرارت تولید می کنند.
واحد های تقطیر تولید کننده 12-5 گالن آب در روز، به طور معمول دارای قیمتی در حدود 2000-1500 دلار می باشند. با افزایش ظرفیت و افزایش گزینه ها، قیمت بالا خواهد رفت. گران ترین واحدهای خانگی با ظرفیت ذخیره بیشتر ممکن است تا 4000 دلار قیمت داشته باشند. تقطیرکننده های خورشیدی جدید، به شما گزینه کاهش نیاز به برق را می دهند.
اقدام استاندارد برای استفاده خانگی
اقدامی معمول در خانه های خارج از شبکه، فیلتر تمام آب باران ورودی و سپس ذخیره آن در مخزن فشار کوچک می باشد. از مخزن فشار، آب خروجی به دو مسیر جداگانه تقسیم می شود- یک مسیر برای آب آشامیدنی و مسیر دیگر برای آب غیرآشامیدنی. فرایند تصفیه، برای تولید آب آشامیدنی افزوده می شود. مزیت مهم این روش این است که نیازمند واحد بسیار کوچک تر و هزینه های کمتر می باشد، چون آب کمتری را نسبت به واحد کل خانه تصفیه می سازد. اما عیب آن این است که نیازمند سیستم لوله کشی مضاعف می باشد- یک مورد برای تامین آب فیلتر شده اما غیرآشامیدنی برای سرویس های بهداشتی، ماشین لباسشویی، شیر آب آبیاری و غیره، و مورد دیگر برای تامین آب آشامیدنی برای شیرهای آب.
سیستم سطح ورودی ظاهرا کم هزینه، واحد نوع آشپزخانه ای یا پیچری برای آب آشامیدنی می باشد. با این وجود، زمانی که با گالن های آب پردازش شده بین فیلترهای در حال تعویض اندازه گیری می شود، این واحدها در بلند مدت بسیار گران تر می شوند. برای مثال، واحد شیر آب معمول موجود در بزرگ ترین فروشگاه های ابزارآلات نیازمند این می باشد که فیلتر هر 100 گالن تعویض شود. برای یک خانواده، این اقدام بیش از یک بار در ماه بوده و هزینه هر فیلتر در حدود 30 دلار است. در نتیجه تقریبا 500 دلار در سال تنها برای فیلترها هزینه می شود.
قبل از سرمایه گذاری در تجهیزات فیلتراسیون یا تصفیه، در برداشت ذرات قبل از ورود به سیستم با نصب و راه اندازی غربال های گاتر، غربال های برگی و واشرهای سقفی سرمایه گذاری کنید. برداشت مواد قبل از ورود آنها به سیستم بسیار آسان تر و کم هزینه تر از سروکار داشتن با آنها پس از آن می باشد.
هیچ راه حلی عالی برای ضدعفونی کردن آب وجود ندارد، چون تمام راه حل ها دارای برخی هزینه های زیست محیطی می باشند. تعدادی نیازمند انرژی قابل توجه می باشند، تعدادی محصولات جانبی مضر و تعدادی آب زائد ایجاد می کنند. جهت صرفه جویی در پول، آب خود را تست کرده و واحد درستی را برای حل مشکل ویژه خود بیابید. به طور کلی، هر اندازه ظرفیت کوچک تر باشد، واحد ارزان تر می شود، بنابراین تنها آن چه که به آن نیاز دارید را تهیه کنید.
در آخر، به یاد آورید که به عنوان مالک سیستم آب، این مسئولیت شماست که آن را تعمیر و نگه داری کنید. زمانی که برای ابزار تصفیه کننده و تحویل دهنده آب پرداخت می کنید، تعمیر و نگه داری در صورتحساب شما گنجانده می شود. اما زمانی که مالک سیستم آب خود هستید، این مسئولیت شماست که آن را به طور منظم تعمیر و نگه داری کنید.
آب باران را می توان به صورت ایمن در خارج و داخل خانه استفاده کرد در صورتی که مراحلی صحیح برای رسیدگی، ذخیره و تمیز سازی آن در نظر گرفته شود. اگرچه این امر هنوز در ایالات متحده معمول نیست، استفاده داخل خانه آب باران در سرتاسر دنیا به کار برده می شود. همان طور که رشد جمعیت ادامه یافته و مصرف آب و تمایل به "سبزتر" بودن و خود اتکایی افزایش پیدا می کند، استفاده از آب باران در این جا در ایالات متحده رایج تر می شود.