آب آشامیدنی که امروزه در اختیار داریم با مواد شیمیایی مختلفی در تصفیه خانه‌های آب مورد گندزدایی قرار می‌گیرد. در نتیجه مواد معدنی طبیعی موجود در آب از بین می‌روند. در چنین شرایطی، استفاده از فرآیندهای فیلتراسیون مناسب برای حذف آلاینده‌ها و ایمن سازی آب برای مصرف ضروری است. آلاینده اصلی موجود در آب، اصطلاحا مواد جامد محلول در آب (TDS) نامیده می‌شود که پس از فرآیند معمولی فیلتراسیون در آب باقی می‌مانند. آلاینده‌هایی که بزرگتر از 2 میکرون هستند جامدات محلول کل در آب نامیده می‌شوند. یک فیلتر باکیفیت به طور کلی توانایی حذف ذراتی با اندازه 0.45 میکرون را دارا می‌باشد. پس از فرآیند فیلتراسیون، آلاینده‌های باقی مانده در آب از اتم‌ها و یون‌های باردار تشکیل شده است. TDS متوسط تا بالا در آب نه تنها طعم آب را تغییر می‌دهد بلکه خطرات زیادی برای سلامتی به همراه دارد. یکی از موثرترین راه‌ها برای حفظ سطح TDS، استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی است که با استفاده از فرآیند اسمز معکوس اقدام به تصفیه آب می‌نماید. درادامه به بررسی بهینه‌ترین روش ها برای کاهش TDS آب خواهیم پرداخت.
TDS چیست؟
کل جامدات محلول در آب (TDS)، برخی از مواد آلی و معدنی هستند که شامل مواد معدنی و یون‌هایی می‌شوند که به مقدار خاصی در آب حل می‌شوند. هنگامی که آب از میان سنگ‌ها، لوله‌ها یا سطوح مختلف عبور می‌کند، ذرات جذب آب می‌شوند. TDS موجود در آب می‌تواند از منابع مختلفی مانند مواد معدنی موجود در مواد شیمیایی مورد استفاده برای تصفیه آب، رواناب نمک‌های جاده و مواد شیمیایی یا کودهای مزارع به وجود آید. کاتیون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم و همچنین آنیون‌های کربنات، کربنات هیدروژن، کلرید، سولفات و نیترات معمولاً برجسته ترین ترکیبات هستند.
اهمیت اندازه گیری کل جامدات محلول در آب
آزمایش آب یک راه عالی برای بررسی کیفیت آبی است که در اختیار دارید و برای اهداف مختلف استفاده می‌کنید. در این قسمت چند دلیل برای اهمیت اندازه گیری TDS آب آورده شده است که برای رفع این موارد بهتر است از روش‌های کاهش TDS آب استفاده نمایید.
طعم : سطوح بالای TDS در آب بر طعم آب آشامیدنی شما تأثیر می‌گذارد. آب شرب بسته به نوع مواد جامد محلول موجود در آب ممکن است طعم تلخ، شور یا گوگردی داشته باشد.
اهداف بهداشتی : آب با TDS بالا برای نوشیدن کاملا بی خطر است. با این حال، برخی از مواد مانند سرب، یا مس می‌توانند خطراتی برای سلامتی به همراه داشته باشند.
تعمیر و نگهداری فیلترها : سیستم‌های تصفیه آب تحت تاثیر سطح بالایی از TDS هستند. آزمایش منظم سیستم‌های تصفیه آب از عملکرد صحیح فیلترها اطمینان حاصل می‌کند.
پخت و پز : اگرچه TDS بالا بر سلامتی تأثیر نمی‌گذارد، اما می‌تواند طعم غذای شما را تغییر دهد.
تمیز کردن : TDS بالا در آب لکه‌های زشتی را روی ظروف شما ایجاد می‌کند. این نوع آب همچنین رنگ لباس های شما را محو می‌کند و با تجمع در سینک، وان و شیرهای آب موجب برخی مشکلات می‌شود.
لوله کشی و لوازم برقی : مقادیر زیاد نمک‌های کلسیم و منیزیم محلول می‌تواند باعث تشکیل رسوب در لوله‌ها و لوازم خانگی شود و طول عمر آنها را کاهش دهد.
بهینه‌ترین روش برای کاهش TDS آب کدام است؟
آب یک کالای کمیاب و بسیار ارزشمند است. پس از اندازه گیری TDS در آب آشامیدنی اگر متوجه شدید که سطح آن غیرقابل قبول است، می توانید راه‌های زیر را برای کاهش TDS آب امتحان کنید.
روش اسمز معکوس برای کاهش TDS آب
اسمز معکوس یکی از محبوب ترین روش‌های حذف کل جامدات محلول از آب است. دستگاه‌های تصفیه آب اسمز معکوس می‌توانند اکثر TDS از جمله نمک‌های محلول، مواد معدنی و مواد شیمیایی خطرناک را تا اندازه 0.0005 میکرون حذف کنند.
سیستم‌های اسمز معکوس معمولاً در یک مکان ثابت مانند روی میز یا زیر سینک آشپزخانه استفاده می‌شوند. آب از چندین مرحله فیلتراسیون از جمله فیلتر کربن جریان می‌یابد، سپس با فشار بالا از طریق یک توری فیلتر ظریف به نام فیلتر ممبران تصفیه نهایی صورت می‌گیرد. بیشتر ناخالصی‌های موجود در آب اجازه عبور از فیلتر را پیدا نمی‌کنند و در داخل فیلتر ممبران به دام می‌افتند. آب با سرعت مداوم از محفظه تخلیه می‌شود و ناخالصی‌های ناخواسته را در زهکشی تخلیه می‌کند.
شما فیلتر آب بهتری نسبت به سیستم اسمز معکوس برای کاهش TDS آب به محدوده قابل قبول پیدا نخواهید کرد. تصفیه آب با استفاده از اسمز معکوس یک راه حل طولانی مدت مقرون به صرفه است. سیستم‌های RO نسبتاً گران هستند و بسته به پیچیدگی سیستم، حدود 300 تا 1000 دلار هزینه دارند.
روش تقطیر برای کاهش TDS آب
تقطیر روش موثر دیگری برای حذف مواد معدنی و آلی از آب آشامیدنی است. فرآیند تقطیر شامل جوشاندن آب تا زمانی است که تبخیر شود. سپس آب در امتداد یک سطح خنک حرکت می‌کند و سپس در یک ظرف جداگانه متراکم و جمع آوری می‌شود. اکثر آلاینده‌ها دارای نقطه جوش بالاتری نسبت به آب هستند، بنابراین به صورت جامد یا مایع در انتهای محلول در حال جوش در محفظه جوش باقی می‌مانند. سپس هنگامی که محفظه بین استفاده تمیز می‌شود، این مواد نیز حذف می‌شوند.
هر TDS که قادر به تبخیر و متراکم شدن با آب باشد، توسط یک فیلتر کربنی که در دهانه دستگاه تقطیر قرار می‌گیرد، حذف می‌شود. تقطیر اساساً به عنوان یک تصفیه کننده آب آشامیدنی عمل می‌کند و اکثر TDS آب را حذف می‌کند. با این حال، تولید آب مقطر ساعت‌ها طول می‌کشد و همه حوصله صبر کردن این مقدار را ندارند. میانگین قیمت دستگاه آب مقطرگیری بین 200 تا 500 دلار است.
روش دیونیزاسیون برای کاهش TDS آب
دیونیزاسیون شامل جریان آب بین الکترودهای مثبت و منفی است. این کار باعث می‌شود یون‌های مثبت از آب جدا شوند و به سمت الکترود منفی جذب شوند. آب یونیزه شده بسیار خالص است زیرا بیشتر یون‌های مثبت و منفی آن حذف شده است. با این حال، دییونیزاسیون آلاینده‌های غیر یونی را هدف قرار نمی‌دهد، بنابراین آب معمولاً قبل از این فرآیند با سیستم اسمز معکوس تصفیه می‌شود تا TDS به محدوده مجاز کاهش یابد. به همین دلیل، دیونایزرها به عنوان تصفیه کننده آب در نظر گرفته نمی‌شوند و به اندازه روش‌های دیگر موثر نیستند. قیمت دیونایزر خانگی بین 200 تا 1700 دلار است.
کدام دستگاه تصفیه آب بهتر است؟
یکی از فاکتورهای مهمی که هنگام جستجوی دستگاه تصفیه آب باید در نظر بگیرید، سطح TDS است. بسته به سطح TDS، باید تصمیم بگیرید که آیا به یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس، اولترافیلتراسیون یا دستگاه تصفیه آب UV نیاز دارید. برای اینکه تصمیم گیری برایتان راحت شود در ادامه توضیحاتی را در جدول زیر می آوریم که به شما کمک می‌کند بفهمید کدام دستگاه تصفیه آب برای یک سطح TDS خاص ایده آل است.
| نوع دستگاه تصفیه آب | سطح TDS |
| دستگاه تصفیه آب UV | 0 – 200 |
| اسمز معکوس + دستگاه تصفیه آب UV | 200 – 300 |
| اسمز معکوس + دستگاه تصفیه آب UV + اولترافیلتراسیون | 300 – 500 |
مناطقی که آب با سطح TDS بسیار بالا دارند توصیه می‌شود از دستگاه‌های تصفیه آبی استفاده کنند که از ترکیب RO+UV/UF با کنترلر TDS استفاده می‌کنند. ترکیبی از فن آوری‌های مختلف تصفیه آب، ناخالصی‌های شیمیایی، محلول و فیزیکی را از آب حذف می‌کند تا آن را برای مصرف مناسب کند.
دلیل بالا بودن TDS در برخی مناطق چیست؟
برخی از مناطق، آب حاوی مواد معدنی و املاح محلول بیشتری نسبت به سایر مناطق است. اگر موقعیت زمین شناسی شما به گونه ای باشد که مواد معدنی زیادی در آن منطقه موجود باشد، سطح TDS آب ممکن است بالاتر از حد متوسط باشد. البته، همه مواد جامد محلول موجود در آب مفید نیستند، بنابراین TDS بالا همچنین می‌تواند نشان دهده این باشد که آب حاوی ناخالصی‌های خطرناک است. آب چاه معمولاً دارای سطوح TDS بالایی در مقایسه با آب لوله کشی است زیرا آب قبل از رسیدن به خانه شما تصفیه نمی‌شود، بنابراین حاوی ناخالصی‌های طبیعی است که باید برای کاهش TDS آب اقدامات لازم انجام شود.
آیا آب با TDS پایین مضر است؟
آب با سطح بسیار پایین TDS برای اکثر مصرف کنندگان به دلیل طعم متفاوت و کسل کننده آن نامطلوب است. همچنین، آب غیر معدنی یا TDS بسیار کم برای ورزشکاران و افرادی که سبک زندگی بسیار فعال دارند، مناسب نیست. اما برای اکثر مردم، نوشیدن آب با مقدار TDS پایین هیچ گونه نگرانی برای سلامتی ایجاد نمی‌کند. آب تنها منبع مواد معدنی ضروری مانند کلسیم و منیزیم نیست. غذایی که می‌خورید نیز حاوی این مواد معدنی است. مواد معدنی مورد نیاز بدن شما می‌تواند به راحتی با غذایی که می‌خورید برآورده شود. جدا از طعم کسل کننده، آب با TDS بسیار پایین خورنده تر است و می‌تواند فلزات مضر مانند سرب یا مس را از لوله‌های انتقال آب جدا کرده و وارد آب نماید.
تفاوت بین TDS و سختی آب
- TDS مخفف کل جامدات محلول است اما سختی آب به وجود مواد معدنی بالا اشاره دارد.
- TDS توسط نمک‌های معدنی و مواد آلی محلول ایجاد می‌شود ولی سختی آب توسط کربنات های منیزیم و کلسیم یا سولفات ها و کلریدهای آنها ایجاد می‌شود.
- سختی آب با واحدهای mol/L یا mmol/L اندازه گیری می‌شود اما TDS با واحد ppm اندازه گیری می‌شود.
- TDS با روش وزن سنجی یا آنالیز هدایت الکتریکی اندازه گیری می‌شود و سختی آب با استفاده از آزمایش های آزمایشگاهی یا کیت های تست سختی اندازه گیری می‌شود.
- اندازه گیری TDS برای آزمایش آب رودخانه، دریاچه، نگهداری استخر و آبگرم، کشاورزی و کشت های هیدروفونیک، نگهداری آکواریوم و غیره مفید است. سختی آب باعث تشکیل رسوب سفید روی سطوح ظرف، تغییر طعم آب، تشکیل کف صابون و غیره می‌شود.