:آب چیست و اهمیت آب

بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل شده‌ است

بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده است نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع

با وجود این حجم عظیم آب تنها دو درصد از آبهای کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک ها خصوصا نمک طعام غیر قابل استفاده است. از همین دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده است

:خصوصیات آب

بی ‌بو-

بی ‌رنگ-

بی ‌طعم-

افزایش غیرعادی حجم به هنگام انجماد-

آب مایعی است که در دمای صفر تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد بین انجماد و تبخیر باقی می‌ماند

آب گرمای ویژه بالایی دارد که به این معنی است که می‌تواند گرمای زیادی را جذب کند یا از دست بدهد بدون اینکه درجه حرارتش تغییر کند. این مسئله برای یکسان نگه داشتن گرمای بدن پستانداران، مثل انسان خیلی مهم است

آب گرمای پنهان تبخیر بالایی دارد. به این علت، آب به کندی از استخرها و دریاچه‌ها بخار می‌شود

-آب در حالت جامد، کم چگالی تر از حالت مایع می‌باشدهمین امر سبب می گردد تا یخ بر روی آب شناور ‌شود. این خصوصیت اجازه زندگی در نواحی قطبی، نیمه قطبی، و یا در سایر مکانها که زمستان بسیار سردی دارند را به موجودات در زیر آب را می دهد

-آب ،حلال خوبی برای گازهایی اکسیژن و دی اکسید کربن می‌باشد. و این امرباعث ایفای نقش خاص برای آب در داخل سلولهای بدن موجودات زنده می گردد. به این شرح که اکسیژن در فاز آبی سلول‌های زنده به منظور استفاده در اکسیداسیون غذایی حل شده و از طرف دیگر در همان زمان دی اکسید کربن برای خارج شدن از سلول در آب حل شده تا از شش‌ها خارج شود

آب دارای کشش سطحی است. مولکول‌های آب روی سطح یک حوضچه آرام و ساکن تمایل به کشیده شدن به داخل آب دارند به این منظور که سطح مایع سخت می‌باشد. این سختی کشش سطحی نامیده می‌شود. این حالت می‌تواند یک سنی کوچک مثل سوزن خیاطی را نگه دارد. این پوست روی آب می‌تواند حشرات در حال پرواز به دام بیاندازد بطوریکه دیگر قادر به پرواز نباشند

آب ویسکوزیته یا غلظت دارد.همین امر سبب ایجاد آرامش درحواشی رودخانه می گردد در حالی که در مرکز رودخانه تلاطم شدید وجود دارد. این خصوصیت به ماهی های کوچک اجازه زندگی کردن در نزدیک ساحل را می‌دهد ویسکوزیته با ایفای نقش مهم در تشکیل گرداب و ایجاد آشفتگی ، منجر به مخلوط کردن هوا در آب شده و همچنین سبب پراکندگی یکنواخت میکروارگانیسم‌ها در آب می گردد.

آب در میان مایعات دیگر خواص ویژه ای دارد. بیشترین خواص آب ناشی از وجود پیوند هیدروژنی در میان ملکولی های آن است

:چرخه آب یا هیدرولوژی

آب دایم بین اتمسفر( بالاترین بخش تشکیل‌دهندهٔ کرهٔ زمین است) ، هیدروسفر (آب ‌کره بیانگر مجموعهٔ آب موجود در زیر، رو و فضای یک زمین است) و لیتوسفر (سنگ‌کره پوسته‌ای سفت و سخت زمین است. خارجی‌ترین لایهٔ زمین است) در حال حرکت است. بین حرکت آب، چرخه آب یا هیدرولوژی گفنه می شود. آب در این چرخه به سه شکل: مایع ، بخار و یخ تبدیل می گردد. چرخش آب یک فرآبند کاملا پویا است. چرخش آب شاید بتوان گفت چندین میلیارد سال است که وجود دارد و به این روال ادامه پیدا کرده است. نمی توان نقطه شروع برای آن تعیین نمود و یا پایانش را نشان داد. یک چرخه هماهنگ با نظم طبعیت است که تداوم حیاط را روی کره زمین باعث می گردد. شاید بشود گفت که آبی که اکنون در دسترس است و مصرف می گردد همان آبی است که در زمان دایناسور و یا مارها و والهای قول پیکر ماقبل تاریخ بوده و مصرف می شده است

چرخه آب برای حیاط یر روی زمین ضروری است و در مدت میلیاردها سال است که این چرخه در طبیعت جریان دارد. آب از آن زمان تا کنون دایماّ در حال آلوده شدن و دوباره تمیز شده است و منابع آبی زمین همواره از طریق چرخه آب در حال تجدید شدن می باشند. منابع زیرزمینی آب، آب رودخانه ها، چشمه ها و ... با این چرخه، حیاط پیدا می کنند

:فرآیندهای چرخه آب
:پنج فرآیند زیربا هم موجب می شوند آبهای زمین به صورت چرخه دائما در حرکت باشند

تراکم-

بارش-

نفوذ-

روان آب-

تبخیرو تعریق-

این فرآیندها همزمان بوده و به غیر از بارش، بقیه دائمی می باشند
این پنج فرآیند، با هم چرخه آب را می سازند. بخار آب متراکم شده و ابرها را تشکیل می دهد که در شرایط مناسب منجر به بارش می شود. باران به سطح فرو می ریزد و به خاک نفوذ می کند یا به صورت روان آب جریان می یابد. آب سطحی(مثل دریاچه ها، رودخانه ها، اقیانوسها و غیره) تبخیر شده و به صورت رطوبت به جو بر می گردد. و همچنین گیاهان طی فرآیند تعریق، آب را به جو برمی گردانند

تراکم: فرآیندی است که طی آن آب از حالت بخار به حالت مایع تبدیل می شود. غالبا" بخار آب موجود در هوا،‌ به سمت بالا می رود. یعنی هوای گرم و مرطوب بالا رفته و هوای سرد به سمت پایین حرکت می کند. همانطور که هوای گرمتر بالا می رود، بخار آب انرژی خود را از دست داده و حرارت آن افت پبدا می کند. در نتیجه،‌ بخار آب به حالت مایع یا یخ در می آید. هنگامیکه بطری آب سردی را از یخچال بیرون می آوریم و آن را در هوای اتاق قرار می دهید. آب نمی تواند از داخل بطری خارج شود ولی بخار از داخل بطری خارج شده و وارد هوا می شود. و همچنین همانطور که هوای اطراف بطری آب سرد می شود، بخار آب هوا بر روی سطح بیرونی بطری به صورت قطره در می آید.

بارش، آبی است که به صورت باران، تگرگ یا برف می بارد. بارش وقتی آغاز می شود که بخار آب موجود در هوا متراکم شده و سنگین شود. در نتیجه نمی تواند در اتمسفر باقی بماند و فرو می ریزد

نفوذ : آب بارش( برف و باران) بر روی سطح زمین و همچنین آب سطحی در رودخانه ها و دریاچه ها در خاک نفوذ کرده و در نهایت آب زیرزمینی تقویت و یا ان را تشکیل می دهند. لذا بخشی از بارش که به سطح زمین می رسد‌، طی فرآیند نفوذ به داخل زمین می رود. میزان آبی که به زمین نفوذ می کند بسته درجه شیب زمین، میزان و نوع پوشش گیاهی، نوع خاک و سنگ و میزان اشباع شدگی خاک، متفاوت است. وجود سوراخهای بیشتر(ترکها، حفره ها، درزه ها)،‌ میزان نفوذ را افزایش می دهد
روان آب : آبی که به خاک نفوذ نکند، در سطح به صورت روان آب جاری می شود. بارشی که به سطح زمین می رسد اما به خاک نفوذ نمی کند روان آب نامیده می شود. روان آب در نتیجه ذوب برف و یخ هم به وجود می آید. هنگامی که میزان بارش زیاد است، خاکها از آب اشباع می شوند. با افزایش بارش، آب اضافی نمی تواند به خاک وارد شود. روان آب به رودخانه ها و رودها وارد شده و مقدار زیادی از آب اضافی جریان می یابد. آب سطحی همیشه به سمت پایین ترین نقطه ممکن، معمولا اقیانوسها، حرکت می کند. در طول این مسیر، بخشی از آب تبخیر می شود، بخشی به زمین نفوذ کرده یا برای مقاصد کشاورزی یا صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
تبخیر و تعریق،‌ آبی است که از زمین تبخیر شده و یا توسط گیاهان تعریق می شود. تبخیر و تعریق، راهی برای ورود مجدد بخار آب به هواست
تبخیر، ‌هنگامی رخ می دهد که انرژی تابشی خورشید، آب راگرم کرده و سبب می شود که ملکولهای آب فعال شوند در نتیجه بخشی از آنها، به صورت بخار وارد اتمسفر می شوند
تعریق، هنگامی رخ می دهد که گیاهان آب را توسط ریشه جذب کرده و آن را از طریق برگها پس می دهند که این فرآیند به علت حذف و انتقال آلاینده ها، آب را تمیز می کند

:تصفیه آب

ایجاد تغییر در کیفیت و کمیت مواد آب بر اساس نیاز

:ایجاد تغییر در مفهوم تصفیه آب می تواند شامل موارد زیر باشد

تغییر کمی مواد آب

تغییر کیفی مواد آب

:تغییر کمی مواد آب

شامل حذف مواد مثل حذف سختی آب-

افزودن مواد مثل اضافه کردن کلر-

:تغییر در کیفی مواد آب

تغییر بدون اضافه کردن یا حذف مواد مثل کشتن باکتریهای مضر آب با اشعه یو وی

تصفیه آب بر اساس نیاز نهایی به آب می تواند یک، دو یا چند مرحله صورت گیرد برای مثال تصفیه آب تک مرحله ای: برای حذف ذرات درشت ( بالای بیست میکرون) از فیلترشنی استفاده می گردد

تصفیه آب دو مرحله ای: برای حذف کلر آب از فیلترشنی به عنوان پیش تصفیه و سپس کربن اکتیو استفاده می گردد

تصفیه آب چند مرحله ای : برای حذف سختی آب توسط ممبران از چند مرحله پیش تصفیه به همراه ممبران استفاده می گردد

نیاز مشخص کننده نوع آبی است که در نهایت باید بعد از تصفیه حاصل گردد

:نیاز به تصفیه را می توان در انوع زیر خلاصه کرد

تصفیه شیمیایی آب : نیاز به حذف عوامل شیمیایی مثل نیاز به تصفیه آب دیگ بخار که می توان سختی را با رزین حذف کرد

تصقیه میکروبی آب: نیاز به حذف عوامل میکروبی مثل نیاز به گندزدایی آب برای شرب

تصفیه فیزیکی آب: نیاز به حذف عوامل فیزیکی مثل نیاز به حذف شن و ماسه آب در ورودی پمپ آب

:ساختار کلی تصفیه آب می تواند به یکی از شکل های زیر باشد

دستگاه تصفیه آب که اکثرا سازه فلزی پرتابل است. مثل دستگاه های تصفیه آب خانگی، دستگاه های تصفیه آب نیمه صنعتی، مخازن فیلتر شنی تند

تصفیه خانه آب که از سازه بتنی و یا فلزی مستقر در محل ساخته می شود و غیر قابل پرتابل می باشد. مثل تصفیه خانه حذف کدورت آب با استفاده از مواد لخته ساز، فیلترهای شنی کند

فرآیند تصفیه آب در هر دو نوع ساختار فوق می تو اند یکی باشد