چرا باید نیترات حذف شود، نیترات چیست؟ چه خطراتی دارد، چرا تصفیه آب به روش اسمز معکوس یا RO بهترین راه برای حذف نیترات موجود در آب است؟ در این مقاله سعی شده تا به تمامی این سوالات پاسخ داده شود.

خطرات نیترات برای انسان را بشناسیم

نیترات یک یون چند اتمی است با فرمول مولکولی −۳NO  است، این ماده به تنهایی برای انسان یک ماده سمی محسوب نمی شود اما ترکیبات اکسیداسیون این ماده، سمی و سرطان زا هستند، نوشیدن آبی که در آن ترکیبات نیترات مانند نیتریت وجود داشته باشد باعث افزایش احتمال ابتلا به بیماری هایی مانند کم خونی متهموگلوبین (Methmoglobinemia) در کودکان می گردد. محیط دستگاه گوارش کودکان و نوزادان نسبت به بزرگسالان کمتر اسیدی است به همین دلیل شرایط برای رشد باکتریهایی تبدیل کننده نیترات به نیتریت مساعد تر است در نتیجه پس از ورود ماده ای آلوده به نیترات (مانند آب تصفیه نشده و دارای نیترات) به بدن کودک، نیتریت تولید شده و جذب خون میگردد و در خون با هموگلوبین (پروتئین ناقل اکسیژن در خون) ترکیب میشود و به متهموگلوبین تبدیل میگردد. متهموگلوبین باعث نارسایی در رسیدن اکسیژن به بافت های بدن میشود و اثرات آن مخرب است. این عارضه ممکن است بدون علامت باقی بماند موجب اختلال در رشد کودکان و همچنین عوارض بر روی جنین گردد.

در بزرگسالان نیز  نیتریت در دستگاه گوارش و در اثر ترکیب با اسید آمینه به ماده سرطانزایی به اسم نیتروزآمین تبدیل مرگردد.

طبق توصیه کارشناسان و متخصصین حوزه سلامت، میزان مجازی برای ورود نیترات به بدن تعیین گردیده و این میزان معادل کمتر از ۶۵/۳ میلی گرم در کیلوگرم وزن بدن میباشد، یعنی یک شخص با وزن ۶۰ کیلوگرم حداکثر مجاز به مصرف ۲۱۹ میلی گرم نیترات در طی روز میباشد.

راه های ورود نیترات به بدن انسان

نیترات از طریق خوردن و آشامیدن و مواد آلوده به آن وارد بدن میگردد. آب یکی از منابعی است اکثرا به این ماده آلوده بوده و نوشیدن آب به طور مستقیم نیترات را وارد بدن میکند. خود نیترات نیز از راه های مختلفی آب را آلوده میکنند. پساب صنایع مختلف، کودهای شیمیایی، سموم کشاورزی، گازهای ناشی از سوخت های فسیلی آزاد شده در هوا و …. همگی به طور مستقیم و یا از طریق باران موجب آلودگی رودخانه ها، آبهای زیر زمین و دریاچه ها و دریاها و … به نیترات می گردد.

آیا تصفیه خانه ها و تصفیه آب لوله کشی میتواند نیترات را حذف کند؟

در تصفیه خانه ها آب از املاح درشت پاک شده و همچنین به وسیله روش هایی مانند اضافه کردن کلر، گندزدایی میگردند. املاح مضری مانند نیترات (به دلیل قطر بسیار کوچک این املاح) در چنین روشهایی حذف نمیگردند و همچنان در آب لوله کشی باقی می مانند و به همین راحتی و با نوشیدن آب آلوده به نیترات، وارد بدن میگردد.

از طرفی نیز به یاد داشته باشیم آب لوله کشی فقط مصرف شرب نداشته و در بسیاری از موارد برای شستشو و … نیز استفاده میگردد و به همین دلیل نه منطقی و نه عملی است که آن را در سطح مولکولی تصفیه کرد و به همین دلیل املاحی مانند نیترات را در تصفیه خانه های شهری حذف نمیشود. اما سوال اینجاست که چاره چیست؟

راه حذف نیترات از آب آشامیدنی چیست؟

چندین نوع دستگاه های تصفیه با روشهای متفاوت برای حذف نیترات از آب آشامیدنی وجود دارد و از میان آنها دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس هستند که میتوانند بسیار مقرون به صرفه و بهینه آب را از املاح تصفیه کنند. تکنولوژی این دستگاه ها به گونه ای است که میتواند با استفاده از فیلتری به اسم فیلتر ممبران املاح را تا قطر ۰٫۰۰۰۱ میکرون از آب جدا کند و در این میان املاحی مانند نیترات و نیتریت که قطری در حدود ۰٫۰۰۰۶ میکرون دارند از آب جدا و حذف میگردند.

تصفیه آب اسمز معکوس با تمام جزئیات

تصفیه آب به روش اسمز معکوس که به آن تصفیه آب با نرم کننده آب یا RO نیز می گویند یکی از روش های الهام گرفته از رفتار طبیعت است که تا حد زیادی نمک، املاح و یون های مضر آب را حذف می کند. این روش تصفیه آب در واقع برخلاف رفتار طبیعت و کلیه انسان عمل می کند و با کمک غشای نیمه تراوا از ورود آلاینده ها، مواد رسوب دهنده و … جلوگیری می کند و در نهایت آب خالص را تامین می کند. گروه صنعتی هفت; سازنده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب در ادامه به معرفی تصفیه آب اسمز معکوس و تشریح جزئیات آن می پردازد.

تفاوت بین اسمز طبیعی و اسمز معکوس چیست؟

فرآیند مهاجرت آب شور به آب با شوری بیشتر در طبیعت اسمز نامیده می شود. این فرآیند در همه انسان ها و همچنین جذب آب از خاک توسط ریشه گیاهان مشاهده می شود. انسان از این رفتار طبیعت برای تصفیه آب الهام می گیرد و مخالف آن را برای حذف نمک، یون، املاح و آلاینده های موجود در آب به کمک نرم کننده آب صنعتی به کار می گیرد.

در این روش از غشای نیمه تراوا استفاده می شود و آب با غلظت بالاتر که حاوی آلاینده است با فشار از آن عبور می کند. عبور آب با آلاینده های زیاد از غشای نیمه تراوا باعث می شود که فقط مولکول های آب از غشاء عبور کنند و املاح و آلاینده ها در طرف دیگر غشا باقی بمانند. با توجه به اینکه در تصفیه آب اسمز معکوس، آب با غلظت بالاتر به سمت آبی با غلظت کمتر حرکت می کند و برخلاف رفتار طبیعت است، لذا استفاده از پمپ های فشار برای این منظور ضروری است.

دستگاه های تصفیه آب شرکت صدر آب با تکنولوژی اسمز معکوس صنعتی در قالب دستگاه RO عرضه می شود. اسمز معکوس عبارت است از عبور آب تحت فشار از یک لایه غشایی و برعکس فشار اسمزی معمولی که در آن آب از محلول حاوی املاح جدا می شود. اسمز معکوس روشی برای جداسازی انواع ناخالصی ها از آب است که عامل جداکننده ایجاد و اعمال فشار مکانیکی است.

اسمز معکوس گاهی شبیه اسمز معکوس است زیرا هر دو فرآیند ناخالصی ها را از آب جدا می کنند. بنابراین گاهی اسمز معکوس را هایپر می نامند اما باید توجه داشت که فشار اسمزی آن پایین است و تقریباً هیچ نقشی ندارد.
در اندازه ذرات مهم است اما در سیستم اسمز معکوس علاوه بر اندازه برگ های خریداری شده عوامل دیگری نیز نقش دارند.

مراحل مهم در تصفیه آب به روش اسمز معکوس

غشای نیمه تراوا فیلتری است که با داشتن سطحی با سوراخ های بسیار کوچک از عبور برخی یون ها و اتم ها جلوگیری می کند. استفاده از این غشا در اسمز معکوس آلاینده ها را تا حد زیادی کاهش می دهد و از طرفی تجمع بیش از حد مواد زائد روی آن کاهش عملکرد فیلتر را در پی خواهد داشت. برای این منظور مراحل متعددی در تصفیه آب به روش اسمز معکوس برای غلبه بر این محدودیت ها در نظر گرفته شده است. مهمترین مراحل در اسمز معکوس به شرح زیر است:

اسمز معکوس برای جداسازی یون ها و ماکرومولکول ها از جریان مایع استفاده می شود. کاربرد اصلی آن در تصفیه آب، نمک زدایی یا نمک زدایی آب دریا، نمک زدایی آب های به اصطلاح شور، حذف آلاینده ها و آفت کش های خاص، حذف NOM، سخت شدن، حذف نیتریت ها و تهیه آب با خلوص بالا می باشد.
دستگاه های تصفیه آب شرکت صدر آب در سایزهای مختلفی قابل تولید و راه اندازی می باشد که با توجه به حجم آب مورد نیاز مجموعه ها متغیر است.

تجهیزات اصلی در دستگاه اسمز معکوس

• سیستم پیش تصفیه شامل فیلتر شنی، فیلتر کربن و فیلتر میکرون

• غشای نیمه تراوا (Membrane) ساخت شرکت DOW آمریکا.

• مخزن تحت فشار ساخت Codeline America

• پمپ فشار قوی ساخت Grundfos دانمارک

• پکیج تزریق آنتی اسکالانت شامل پمپ تزریق و مخزن اروپای غربی

• شاسی از فولاد استنلی ساخته شده است

• کنترل پنل تمام اتوماتیک

• سیستم CIP

•  تجهیزات و ابزار كنترلی سیستم اسمز معکوس مانند ، نانومتر اندازه‌گیری فشار ، pH متر، متر (هدایت سنج)

•  لوله و اتصالات استنلی استیل 316 برای خطوط تحت‌فشار و UPVC برای خطوط فشار پائین

•  شیرفلکه‌های تنظیم جریان، شیرهای نمونه‌گیری و شیر فشارشکن

•  کنترل‌کننده فشار بالا و پایین(Low Pressure کلید & High Pressure کلید)

پیش‌تصفیه آب

همان‌طور که اشاره شد، غشای نیمه‌تراوا به‌مرور به دلیل انباشته شدن مواد آلاینده مختلف بر روی آن با کاهش عملکرد مواجه می‌گردد. به همین منظور، لازم است به‌عنوان پیش‌تصفیه برخی از مواد آلاینده موجود در آب ابتدا به روش‌های مختلف حذف شوند و سپس آب با کدورت کمتر وارد دستگاه اسمز معکوس گردد. ازجمله فرآیندهای صورت گرفته در مرحله پیش‌تصفیه می‌توان به حذف مواد معلق جامد در آب اشاره نمود.

علاوه به راین، به کمک مواد ضدعفونی‌کننده مانند کلر تا حد زیادی میکروارگانیسم‌های موجود در آب حذف‌شده و نسبت به تنظیم PH و حذف مواد رسوب کننده اقدام می‌گردد. با انجام این فرآیندها تا حد زیادی می‌توان به‌سلامت بیشتر غشا کمک نمود و آب برای تصفیه به روش اسمز معکوس آماده‌تر عمل می‌کند. لازم به ذکر است که مراحل پیش‌تصفیه به کمک تجهیزاتی از قبیل فیلتر شنی و فیلتر کربنی صورت می‌گیرد.

تصفیه با اسمز معکوس

پس از پیش‌تصفیه، آب وارد دستگاه اسمز معکوس می‌گردد و به‌منظور عبور آن‌ها از غشا یا ممبران نیاز به فشار هست که توسط پمپ‌های مخصوص این فشار تأمین می‌گردد. منافذ موجود بر روی غشا بسیار کوچک بوده و تنها آب خالص امکان عبور از آن را پیدا خواهد کرد و درنهایت از دستگاه خارج می‌گردد.

کاربردهای دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس بسیار متنوع بوده و صنایع گوناگون را شامل می‌شود.

1.  تصفیه و بازیافت فاضلاب تولیدشده از صنایع تولیدی فلزکاری و آبکاری

2.  صنعت چاپ و ساخت مواد نیمه‌رسانا

3.  صنایع تولید خودرو (تصفیه و بازیافت آب مورداستفاده برای تمیز کردن و نقاشی)

4.  تولیدات مواد غذایی و نوشیدنی (فاضلاب غلیظ شده برای استفاده مجدد و کاهش BOD قبل از تخلیه)

5.  آب‌های زیرزمینی و محل دفن زباله‌ها (حذف نمک‌ها و فلزات سنگین قبل از تخلیه)

6.  به ویلرها و پیش‌تصفیه در برج خنک‌کننده

7.  پیش‌تصفیه در دستگاه‌های تصفیه آب با خلوص بالا

8. * تولیدات ارگانیک داروسازی

در انتها فقط به این موضوع اشاره‌کنیم که ممکن است برخی از افراد خرید و استفاده از آب‌های معدنی راه‌حل رهایی از نیترات بداند، در این خصوص پیشنهاد می‌شود حتماً مقاله آیا دستگاه تصفیه آب خانگی نخریم؟! را مطالعه بفرمائید.