کارایی فیلتراسیون شنی به‌‏عنوان یک رویکرد مبتنی بر طبیعت برای تصفیه آب

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 3، دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 35، خرداد 1404، صفحه 6-13   

نوع مقاله: فنی و ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v12i1.2406-1336

نویسندگان

علیرضا رادخواه^{* 1}؛ سهیل ایگدری¹؛ هادی پورباقر¹؛ اسماعیل صادقی نژاد ماسوله²

¹گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

²پژوهشکده آبزی‏‌پروری آب‏‌های داخلی، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بندر انزلی، ایران

چکیده

امروزه تامین آب آشامیدنی سالم به یک معضل مهم در بسیاری از کشورهای جهان تبدیل شده است. ازاین‌‏رو، سازمان ملل توجه به این مسئله را امری ضروری در جهت رسیدن به اهداف توسعه پایدار می‌‏داند. اگرچه، در حال حاضر، از روش‏‌های مختلف فیزیکی، شیمیایی و زیستی به‌‏منظور تصفیه آب در بسیاری از نقاط جهان استفاده می‏‌شود، اما با این حال، بهره‌‏گیری از روش‏‌های آسان، ارزان و کارآمد اولویت ویژه‏‌ای در کشورهای در حال توسعه دارد. امروزه، یکی از کارآمدترین و ارزان‏‌ترین روش‌‏ها برای دستیابی به آب با کیفیت، ترویج استفاده از فیلترهای شنی کُند (SSF) است که به نوعی با الهام‌‏گیری از طبیعت توسعه یافته‏‏‌اند. پژوهش حاضر با هدف بررسی ابعاد مختلف استفاده از این روش و میزان کارایی آن در تصفیه آب انجام شده است. مرور منابع علمی مختلف نشان می‌دهد طراحی سیستم‌های فیلتراسیون شنی ساده، کم‌هزینه و مؤثر، به‌ویژه در مناطق روستایی فاقد دسترسی به تجهیزات پیشرفته تصفیه آب، یک چالش کلیدی است. باتوجه‌‏به این اطلاعات، فیلتراسیون شنی می‏‌تواند به‏‌عنوان یک رویکرد مبتنی بر طبیعت برای تصفیه آب در کشورهای مختلف به‌‏ویژه کشورهای در حال توسعه و کم‌تر توسعه یافته مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

فیلترهای شنی؛ تصفیه آب؛ باکتری‏‌ها؛ ویروس‌‏ها؛ کشورهای در حال توسعه

مراجع

رادخواه، علیرضا، ایگدری، سهیل، و صادقی‏نژاد ماسوله، اسماعیل. (1400الف). تجمع فلزات سنگین در ماهیان: تهدیدی جدی برای امنیت غذایی و سلامت جامعه. مجله طب دریا، 3(۴)، 245-236. doi: 10.30491/3.4.236

رادخواه، علیرضا، ایگدری، سهیل، و صادقی‏نژاد ماسوله، اسماعیل. (1400 ب). مروری بر فیلتراسیون غشایی و بررسی کارایی آن در بهبود کیفیت آب در سیستم‏‌های آبزی‏‌پروری مداربسته (RAS). نشریه آب و توسعه پایدار، 8(3)، 88-81. doi: 10.22067/jwsd.v8i3.2105.1050

رادخواه، علیرضا، و صادقی‏نژاد ماسوله، اسماعیل. (1400). بررسی تأثیر عوامل فیزیکوشیمیایی آب بر زیست‏‌فراهمی، میزان سمیت و سطح اثرگذاری نانو ذرات فلزی در اکوسیستم‏‌های آبزی. نشریه آب و توسعه پایدار، 8(2)، 90-71. doi: 10.22067/jwsd.v8i2.1019

رادخواه، علیرضا، و ایگدری، سهیل. (1402). کاربرد نانوذرات نقره (Ag-NPs) در میکروب‌زدایی آب در سیستم‌های پرورش آبزیان و اثرات ناشی از رهایش آن در محیط. نشریه آب و توسعه پایدار، 10(2)، 126-109. doi: 10.22067/jwsd.v10i2.2301-1209

Abdiyev, K., Azat, S., Kuldeyev, E., Ybyraiymkul, D., Kabdrakhmanova, S., Berndtsson, R., Khalkhabai, B., Kabdrakhmanova, A., & Sultakhan, S. (2023). Review of Slow Sand Filtration for Raw Water Treatment with Potential Application in Less-Developed Countries. Water, 15(11), 2007. doi: 10.3390/w15112007

Arndt, R., & Wagner, E. (2004). Rapid and slow sand filtration Techniques and Their Efficacy at Filtering Triactinomyxons of Myxobolus cerebralis from Contaminated Water. North American Journal of Aquaculture, 66, 261-270. doi: 10.1577/A04-004.1

Ebrahimi, A., Jafari, N., & Abdolahnejad, A. (2014). Application of Iranian natural zeolite and blast furnace slag as slow sand filters media for water softening. International Journal of Environmental Health Engineering, 3, 1-26. doi: 10.4103/2277-9183.139742

Grützmacher, G., Böttcher, G., Chorus, I., & Bartel, H. (2002). Removal of microcystins by slow sand filtration. Environmental Toxicology, 17, 386-394. doi: 10.1002/tox.10062

Haig, S.J., Collins, G., Davies, R.L., Dorea, C.C., & Quince, C. (2011). Biological aspects of slow sand filtration: Past, present and future. Water Science & Technology, 11, 468-472. doi: 10.2166/ws.2011.076

Islam, M.M., Shahid Iqbal, M., D'Souza, N., & Atikul Islam, M.D. (2021). A review on present and future microbial surface water quality worldwide. Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, 16(13), 100523. doi: 10.1016/j.enmm.2021.100523

Logsdon, G.S., Kohne, R., Abel, S., & LaBonde, S. (2002). Slow sand filtration for small water systems. Journal of Environmental Engineering and Science, 1(5), 339-348. doi: 10.1139/s02-025

Lubarsky, H., Fava, N.D.M.N., Souza Freitas, B.L., Terin, U.C., Oliveira, M., Lamon, A.W., Pichel, N., Byrne, J.A., Sabogal-Paz, L.P., & Fernandez-Ibañez, P. (2022). Biological Layer in Household Slow Sand Filters: Characterization and Evaluation of the Impact on Systems Efficiency. Water, 14, 1078. doi: 10.3390/w14071078

Maiyo, J.K., Dasika, S., & Jafvert, C.T. (2023). Slow Sand Filters for the 21^st Century: A Review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20(2), 1019. doi: 10.3390/ijerph20021019

Nitzsche, K.S., Weigold, P., Losekann-Behrens, T., Kappler, A., & Behren, S. (2015). Microbial community composition of a household sand filter used for arsenic, iron, and manganese removal from groundwater in Vietnam. Chemosphere, 138, 47-59. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.05.032

Nyberg, E. (2011). Ecological Disinfestation: Physical and Biological Characterization of Filtration Substrates for Removing Zoospores of Phytophthora Nicotianae from Water. Master’s Thesis, Clemson University, Clemson, SC, USA.

Peterson, H., Broley, T., Sketchell, J., & Corkal, D. (1997). Biological treatment of ground water. WaterSaskatchewan Research Council, 97, 1-24.

Poynter, S.F.B., & Slade, J.S. (1977). The removal of viruses by slow sand filtration. Progress in Water Technology, 9, 75–88.

Radkhah, A.R., & Eagderi‏, S. (2020). Investigation on the global distribution of invasive fish species, convict cichlid Amatitlania nigrofasciata (Perciformes, Cichlidae) over the past years with emphasis on Iranian inland waters. Transylvanian Review of Systematical and Ecological Research, 22(3), 45-56. doi: 10.2478/trser-2020-0017

Radkhah, A.R., Eagderi, S., & Shams‏, Y. (2020). The Fish Fauna of the Zarineh River (Urmia Lake Basin) Downstream Sector–Conservation and Management‏. Transylvanian Review of Systematical and Ecological Research, 22(1), 69-80. doi: 10.2478/trser-2020-0005

Rooklidge, S.J., Miner, J.R., Kassim, T.A., & Nelson, P.O. (2005). Antimicrobial contaminant removal by multistage slow sand filtration. Journal of American Water Works Association, 97, 92-100. doi: 10.1002/j.1551-8833.2005.tb07543.x

Sosthene, K.M., & Gahi, N. (2018). Low Cost Filtration of Domestic Wastewater for Irrigation Purpose. World Journal of Engineering and Technology, 6, 585-602. doi: 10.4236/wjet.2018.63036

SSWM. (2022). Sustainable Sanitation and Water Management (SSWM), https://sswm.info accessed on: 23 August 2022.

Trikannad, S.A., van Halem, D., Willem Foppen, J., & van der Hoek, J.P. (2023). The contribution of deeper layers in slow sand filters to pathogens removal. Water Research, 237, 119994. doi: 10.1016/j.watres.2023.119994

Verma S., Daverey A., & Sharma A. (2017). Slow Sand Filtration for Water and Wastewater Treatment – a Review. Environmental Technology Reviews, 6(1), 47–58. doi: 10.1080/21622515.2016.1278278

WHO. (2023). World Health Organization (WHO). Drinking-water, https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water. accessed on: 18 May 2023.