سختی آب
ساعت ٧:۱٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱٩ دی ۱۳٩٠ : توسط : مهر یار موسی نژاد

آب سخت

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.

 

سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.

 تغییرات سختی آب

بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.

فواید آب سخت

آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.

 

مضرات آب سخت

علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.

 

سختی زدایی

برای برطرف کردن سختی آب ، با جوشاندن کربنات‌های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون کتری‌ها دیده‌می‌شود. سختی دایمی یافت می‌شود.

 

یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na۳PO می‌باشد که با اسم آلبرت‌تری بکار می‌رود.

 

 

یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به "تری فسفات کلسیم" می‌گردد و رسوب می‌نماید.

 

اخیرا به مقدار زیاد از صمغ‌های مصنوعی که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. صمغ لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد. در صنعت از ستونهای تبادل یونی برای کاهش سختی استفاده می شود (ستونهای رزینی - آنیونی - کاتیونی )

 

در پیشرفته ترین تکنولوژی ار فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis)برای کاهش سختی ،EC(هدایت الکتریکی یا شوری ) و TDS (کل جامدات محلول )آب استفاده می شود که فواید بسیاری از جمله مطئن بودن آن و هزینه های جاری بسیار پایین دارد . این فرآیند در ایران به دلیل اینکه اولین بار برای کاهش EC (شوری) آب استفاده شد به آب شیرین کن معروف است .

 

درجه سختی آب

درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.

 

برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند و به‌وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است.

 

شهرهای با آب سخت

قم ، زاهدان ، گرمسار و سمنان از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. در زاهدان و سمنان سالانه چندین بار باید پوشالهای کولر را به علت اینکه مقدار فراوانی املاح روی آن رسوب کرده است تعویض کرد.

 

نحوه رفع سختی آب:

              

 آب سخت آبی است که حاوی نمک‌ های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی، کلسیم، منیزیم و ... است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.

تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.

مضرات آب سخت:

آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. از مضرات آن ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ و خوردگی آن می شود.

سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.

جهت رفع سختی آب، تعداد زیادی مواد شیمیایی موجود است، که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب، به دیگ ها اضافه می کنند. که باعث گرفتن سختی آب می شود. و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد، آهک و گچ را رسوب می‌دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.

البته به یاد داشته باشید جهت خروج این رسوبات معلق شده در دیگ باید طبق یک برنامه زمان بندی شده و منظم اقداماتی از جمله زیرآب زدن به صورت مداوم تکرار شود. (درصورت درخواست تمایل به آگاهی از این برنامه زمانبندی، جهت خروج این مواد معلق و همچنین تهیه این مواد و دریافت مشاوره بیشتر با شرکت بخارپویان تماس حاصل فرمایید.)

سختی زدایی

برای برطرف کردن سختی موقت آب، با جوشاندن آن کربنات‌ های هیدروژن محلول، به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت، درون دیگ ها دیده‌ می‌شود. سختی دایمی آب را می‌توان با کمک نرم‌ کننده‌های تبادل کننده یون، مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می‌باشد. زیرا اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است، مقدار این ناخالصی ها در آبهای مناطق مختلف متفاوت است.

یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO می‌باشد، که با اسم آلبرت ‌تری بکار می‌رود. یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به تری کلسیم فسفات PO42Ca3 می‌گردد و رسوب می‌نماید.

بر اثر پختن بی‌کربنات، کلسیم آب تبدیل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نماید، (Ca3H2Ca  → CO3Ca + CO2 + H2O) و بی کربنات کلسیم آب، بر اثر کربنات سدیم، گچ و بی‌کربنات کلسیم، به کربنات کلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:

 

Ca3H2Ca + CO3Na2   → CO3Ca + 2CO3HNa

SO4Ca + CO3Na2      → CO3Ca + SO4Na2

 

اخیرا به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.

درجه سختی آب:

درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.

در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است.

در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد.

در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.

برای تعیین سریع سختی آب، کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند، و به‌ وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می ‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود. (جهت دریافت این کیتها با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

 

 

 

 

سختی گیر:

سختی گیری برای جدا کردن دو عنصر کلسیم و منیزیم بکار میرود. اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقی در دیگ بخار می‌افتد که در کتری رخ می‌دهد. در واقع رسوبات، سطح بین لوله های آتش خوار با آب را کاهش می دهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می‌شود. همچنین پاکسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می‌کند.

این بخش از دو مخزن تشکیل می‌شود، مخزن اول شامل بافت رزین سه ‌بعدی بوده که با منیزیم ترکیب شده RMg بوجود می‌آورد در نتیجه سختی آب از بین می‌رود ولی نمی‌توان آن را به فاضلاب هدایت کرد. چون رزین از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احیا استفاده می شود. در این مخزن آب‌ نمک وجود دارد. واکنشهای به صورت زیر انجام می‌شود. (واکنش زیر، با ترکیب رزین و منیزیم انجام می گیرد).

 

واکنش اول :    MgSo4 + R ---> RMg + So4

 

واکنش دوم :   NaCl + RMg + So4 ---> RNa + MgCl2

 

اکنون آب وارد مخزن نمک شده، و RNa مجددا با سولفات منیزیم تر کیب شده و تولید RMg می‌نماید. که با انجام چرخه‌ایی این واکنش ‌ها، رزین مجددا احیا شده و از چرخه احیا خارج می‌شود.

 

 

 

اکنون سختی آب گرفته شده. ولی برای وارد شدن به داخل دیگ باز مشکلاتی وجود دارد.

لازم به ذکر است همان گونه که بیان شد، دستگاه سختی گیر تنها قادر به جداسازی دو عنصر مضر کلسیم و منیزم است. جهت جداسازی دیگر عنصرها از آب دیگ بخار و تاسیسات، تدابیر دیگری باید در نظر گرفت.(جهت دریافت اطلاعات در این خصوص با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

لازم به یادآوری می باشد، در زمان تولید در کارخانه و کارکرد مداوم دیگ بخار، ممکن است بیش از ظرفیت سختی گیر آب مصرفی از آنها عبور کند، که مسلما تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع فیلتر و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمر بخش موادی است که املاح منیزم و کلسیمی که فیلتر نمی شوند را، در آب جوش به هنگام کار دائم دیگ بخار به صورت غیر قابل رسوب در می آورد، و مانع چسبیدن آنها به سطح فلز مخزن آب، روی لوله ها و کوره می شود. که با قیمت بسیار ارزانی در دسترس می باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفی دیگ بخار و درین های (زیرآب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرز آب فرستاده می شود. (جهت دریافت این مواد با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

شهرهای با آب سخت:

اکثر شهر های ایران و البته شهر های قم، زاهدان، دلیجان، ساوه، سمنان و... از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. بدیهی است که، رفع سختی آب از وظایف بسیار مهم اپراتور در طول نگهداری روزانه و شیفت کاری است، و به جهت جلوگیری از صدمات مخرب و گاهی غیر قابل جبران و مصیبت بار بعدی که در مدت کوتاهی به سیستم تاسیسات وارد می گردد تدبیر لازم با هزینه ای بسیار اندک در قبال تاسیساتی حرارتی که به قطع قسمتی حیاتی برای تولید مداوم و مستمر است، اتخاذ گردد. جهت کسب اطلاعات بیشتر با واحد شیمی آب بخارپویان بخار تماس حاصل فرمایید. اما لازم است که سختی آب در تمامی کارخانه جات سراسر کشور به صورت دوره ای و تحت نظارت متخصصان این بخش کنترل گردد. تا از بروز هزینه های هنگفت در آینده ای بسیار نزدیک جلوگیری شود.

 


 
تصفیه و ضد عفونی آب و فاضلاب
ساعت ٧:۱٢ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱٩ دی ۱۳٩٠ : توسط : مهر یار موسی نژاد

تصفیه و ضد عفونی آب و فاضلاب

 

مقدمه

 

امروزه حفظ منابع آب ، یعنی حیاتی ترین ماده ای که بشر به آن نیاز دارد بطور فزاینده ای مورد توجه مجامع مختلف بین المللی قرار گرفته است . رشد روزافزون جمعیت و در نتیجه بهره برداری بیش از حد از منابع محدود آب از یک طرف و آلوده شدن آنها بسبب فعالیتهای گوناگون زیستی ، کشاورزی و صنعتی بشر از طرف دیگر همگی دست به دست همدیگر داده و زنگ خطر بحران آب را در سالهای آینده به صدا در آورده است .

 

بنابراین حفظ کیفیت فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی منابع آب سرلوحه فعالیت بسیاری از سازمانهایی است که به نحوی با این منابع سرو کار دارند .

این مهم از دو جنبه کلی قابل توجه است :

 

١- افزایش کیفیت آبی که باید به مصارف گوناگون برسد که تحت تاثیر سه عامل عمده بوده است

- افزایش آلاینده ها در منبع طبیعی آب .

- آزمایشهای کیفی آب و فاضلاب با دقت بالا .

- افزایش سطح استاندارد آب آشامیدنی .

تحولاتی که در چند سال اخیر موجب پیشرفت تکنولوژی تصفیه آب و افزایش کیفیت آب آشامیدنی شده است بشرح ذیل می باشد :

×حذف مرحله کلر زنی در ابتدای تصفیه خانه ( استفاده از کلر فقط در آخرین مرحله تصفیه برای بهره برداری از کلر باقی مانده در شبکه ) .

× استفاده از ازون و پرتودهی فرابنفش در مراحل مختلف تصفیه .

× استفاده بیشتر از سیستم ازون ، بویژه استفاده از اکسیژن برای تغذیه دستگاه و بهره گیری از برق با فرکانس متوسط ،‌باعث شده تا غلظت ازون بالا رفته و در نتیجه طراحی دستگاههای تولید ازون کوچکتر شود که نهایتا منجر به کاهش سرمایه گذاری اولیه برای تصفیه بروش ازون می گردد.

 

٢- افزایش کیفیت فاضلاب تصفیه شده گوناگون شهری ، روستایی ، کشاورزی و صنعتی .

پر واضح است که اهمیت این جنبه زیاد بوده و اگر تمام توجه به آن معطوف می شد هیچگاه بشر با بحران کم آبی روبرو نمی شد .

 

١- فاضلاب چیست ؟

همه جوامع ، هم به صورت جامد و هم به صورت مایع ، فضولات تولید می کنند . بخش مایع این فضولات ، یا فاضلاب ، اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است . از نظر منابع تولید ،‌ فاضلاب را می توان ترکیبی از مایع یا فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی ،‌اداری و تاسیسات تجاری و صنعتی حمل شده و بر حسب مورد ، با آبهای زیرزمینی ، آبهای سطحی و سیلابها آمیخته است .

 

اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود ، تجزیه مواد آلی آن ممکن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بدبو شود . علاوه بر آن ، فاضلاب تصفیه نشده معمولا حاوی میکروارگانیسمهای بیماریزای فراوانی است که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند و یا در برخی فضولات صنعتی موجودند . فاضلاب ، شامل برخی مواد مغذی نیز هست که می تواند سبب تحریک رشد گیاهان آبزی شود ، و ممکن است ترکیبات سمی نیز داشته باشد ،‌بنا به این دلایل انتقال سریع و بدون دردسر فاضلاب از منابع تولید ، وسپس تصفیه و دفع آن ، نه فقط مطلوب ، بلکه در جوامع صنعتی ضروری است و جنبه اقتصادی و تولید درآمد نیز دارد .

تصفیه آب و فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که اصول بنیادی علوم و مهندسی را در مسائل کنترل آلودگی آب به خدمت می گیرد . هدف نهایی مدیریت فاضلاب حفاظت محیط زیست است به نحوی که با اصول بهداشت عمومی و مسائل اقتصادی ، اجتماعی و سیاسی هماهنگ باشد .

 

٢- تصفیه فاضلاب

فاضلاب جمع آوری شده چه از مراکز جمعیتی یا کارخانجات نهایتا باید به منابع آب یا خاک باز گردانده شود . در هر مورد باید به این سوال پیچیده پاسخ داد که : برای حفظ محیط زیست ، کدام یک از آلاینده های فاضلاب ، و تا چه حد باید حذف شوند؟ پاسخ به این سوال مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی ، همراه با کاربرد دانش علمی ، قضاوتهای مهندسی متکی به تجربه و رعایت شرایط و مقررات کشوری می شود .

 

گرچه جمع آوری آبهای سطحی و زهکشی از زمانهای قدیم شروع شده است ، ولی پیدایش نظریه میکروبی توسط کخ و پاستور در نیمه دوم قرن نوزدهم آغازگر عصر جدیدی در زمینه بهداشت عمومی شد . قبل از آن زمان رابطه آلودگی و بیماری فقط به صورت مبهم شناخته شده و از علم نوپای باکتری شناسی نیز برای تصفیه فاضلاب استفاده نشده بود .

روشهای تصفیه که در آنها کاربرد نیروهای فیزیکی عامل مهمتری است با عنوان عملیات واحد تصفیه شناخته شده اند . روشهای تصفیه که در آن حذف آلاینده ها از طریق واکنشهای شیمیایی و زیست شناسی صورت می گیرد با عنوان فراینده های واحد تصفیه معروف اند

در حال حاضر ، عملیات و فرآیندهای واحد تصفیه در هم ادغام شده و آنچه را که امروزه مراحل اولیه ، و نهایی تصفیه نامیده می شود تشکیل داده اند . در تصفیه اولیه از عملیات فیزیکی تصفیه همچون آشغالگیری و ته نشینی برای جدا کردن مواد شناور و قابل ته نشینی موجود در فاضلاب بهره گرفته می شود . در تصفیه ثانویه از فرآیندهای شیمیایی و زیست شناختی استفاده می شود تا قسمت اعظم مواد آلی از فاضلاب جدا شود . در تصفیه نهایی از واحدهای اضافی عملیات و فرآوری استفاده می شود . تا سایر آلاینده ها مانند نیتروژن و فسفر ، که مقدار آنها در تصفیه ثانویه کاهش چشمگیری پیدا نکرده است ، حذف شوند . روشهای تصفیه زمینی ، که امروزه بیشتر به "‌سیستمهای طبیعی " معروف شده اند ، مجموعه ای از مکانیسم های تصفیه فیزیکی ،‌شیمیایی و زیست شناسی را به خدمت گرفته و آب را با کیفیتی مشابه آبی که از تصفیه نهایی فاضلاب حاصل شود تولید می کنند.

 

در طول ٢٠تا ٣٠ سال گذشته تعداد مراکز صنعتی که فضولات خود را به شبکه های فاضلاب شهری تخلیه می کنند افزایش چشمگیری یافته است . با عنایت به اثرات سمی ناشی از حضور این فضولات ،‌حتی با غلظت بسیار کم ، در بسیاری از جوامع آمیختن فاضلاب خانگی با فاضلابهای صنعتی ، که به طور کامل یا ناقص تصفیه اولیه شده اند ، مورد ارزیابی مجدد قرارگرفته است . پیش بینی می شود که در آینده این کارخانجات ملزم شوند که این فضولات را ،‌ در محل تولید ، تا سطح بالاتری تصفیه کنند تا بی ضرربودن آنها ،‌قبل از تخلیه به شبکه های شهری ،‌تضمین شود . در حال حاضر بر روی اغلب عملیات و فر آیندهای واحد مورد استفاده در تصفیه فاضلاب تحقیقات وسیع و پیوسته ای ، از دیدگاه کاربرد و اجرا ،‌صورت می گیرد . در نتیجه ، تغییرات فراوان در فرآیندها صورت گرفته و فرآیندها و عملیات جدیدی ابداع و به کار گرفته شده است : به منظور ارتقا شرایط زیست محیطی آبهای سطحی و رودخانه ها رو شهای تصفیه معمول باید بهبود یابد و سیستمهای تصفیه و تکنولوژی نوین دیگری به خدمت گرفته شوند . اگر قرار باشد پیشرفت مهمی در تحلیل و کاربرد فرآیندهای موجود و جدید حاصل شود باید روشهای پیشرفته تری برای شناسایی مشخصه های مورد نظر بکار گرفته شود . گر چه اغلب مواد آلی حاضر در فاضلابهای انسانی را می شود تصفیه کرد ،‌ولی فاضلاب صنعتی با بهره گیری از فرآیندهای معمول حاضر ،‌ قابل تصفیه نیستند و یا فقط کمی تصفیه می شوند ، به علاوه در بسیاری از موارد ، از آثار دراز مدت زیست محیطی حضور اینگونه مواد اطلاعاتی در دسترس نیست و یا اطلاعات موجود ناچیز است . در بعضی از موارد ممکن است برای حفظ اینگونه آلاینده ها ، قبل از تخلیه به داخل شبکه جمع آوری ، کنترل بیشتر در منبع تولید ضرورت پیدا کند .

 

 

٣- روشهای گندزدایی منابع آ ب :

 

یکی از آلودگیهای بسیار عمده و خطرناک منابع آب ، آلودگی بیولوژیکی است . آب می تواند به انواع میکروارگانیسم ها اعم از انواع باکتریها ،‌انگلها ، قارچها و ویروسها آلوده شود . آلودگی عمده و شایع آب ، آلودگیهای باکتریایی شامل کلی فرمها ( باکتریهای روده ای ) و انگلی می باشد که به طرق مختلف این باکتریها را از بین می برند.

روشهای گوناگونی برای گندزدایی منابع آب وجود دارد که بطو کلی به دو دسته شیمیایی و فیزیکی تقسیم می شوند . از روشهای رایج شیمیایی ، کلر زنی و استفاده از گاز ازون ، و از روشهای رایج فیزیکی ، حرارت ،‌فیلتراسیون و پرتو دهی را می توان نام برد.

شرایط یک ضد عفونی کننده ایده آل در جدول شماره ١ ارائه شده است . همانگونه که دیده می شود ، ضد عفونی کننده ایده آل باید طیف گسترده ای از مشخصه های مختلف داشته باشد . گرچه ممکن است چنین ترکیبی وجود نداشته باشد ، در ارزیابی مواد ضد عفونی کننده توصیه شده یا پیشنهاد شده باید شرایط پیشنهادی در جدول ٢ رادر نظر داشت . این نکته نیز مهم است که حمل و کاربرد ماده ضد عفونی کننده بی خطر باشد و بتوان غلظت آن را در آبهای تصفیه شده اندازه گیری کرد . ضدعفونی را اغلب با استفاده از عوامل شیمیایی ،‌عوامل فیزیکی ، ابزارهای مکانیکی و تابش انجام می دهند.

 

 

جدول ١- مقایسه زیست محیطی دستگاه فرابنفش با دستگاه کلرزن

 

 

ازون

کلر

فرابنفش

شرح

 

 

شیمیایی

شیمیایی

فیزیکی

روش ضدعفونی

 

۶٠٠ ثانیه

١٢٠٠ ثانیه

۵ ثانیه

زمان عملکرد

دارد

دارد

ندارد

تغییرات در ترکیب آب

ندارد

دارد

ندارد

مواد شیمایی زائد

ندارد

دارد

ندارد

پیدایش ترکیب آلی و اکسید های خطرناک

ندارد

دارد

ندارد

تخریب محیط زیست

ندارد

دارد

ندارد

خطر انفجار و نشت گاز به محیط

قدرت کشتن میکرو ارگانیسم های مختلف

دارد

دارد

دارد

باکتریها

دارد

ندارد

دارد

ویروسها

دارد

دارد

دارد

قارچها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول ٢- مقایسه مشخصه های ایده ال و واقعی ضد عفونی کننده های رایج

پرتو فرابنفش

اوزون

برم کلر

کلر دیوکسید

کلسیم هیپوکلرید

سدیم هیپوکلریت

کلر

خواص/پاسخ

مشخصه ها

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

در رفت زیاد باید به شدت سمی باشد

سمیت برای میکروارگانیسها

بی ربط

زیاد

کم

زیاد

زیاد

زیاد

کم

باید در آب یابافت سلولی قابل حل باشد

حل شوندگی

باید در موقع مصرف تولید شود 

ناپایدار، باید در موقع مصرف تولید شود

کمی ناپایدار

ناپایدار، باید در موقع مصرف تولید شود

نسبتا" پایدار

کمی پایدار

پایدار

افت میکروب کشی در حالت توقف باید کم باشد

پایداری

سمی

سمی

سمی

سمی

سمی

سمی

برای صورتهای عالی حیات بسیار سمی

برای میکرو ارگانیسمها باید سمی باشد و برای انسان و سایر حیوانات غیر سمی

غیر سمی برای صورتهای عالی حیات

بی ربط

همگن

همگن

همگن

همگن

همگن

همگن

محلول آن باید از نظر ترکیب یکنواخت باشد

همگنی

 

مواد آلی را  اکسید می کند

مواد آلی را  اکسید می کند

زیاد

اکساینده فعال

اکساینده فعال

مواد آلی را  اکسید می کند

نباید غیر از سلولهای باکتریها جذب مواد الی دیگر شود

برهم کنش با مواد خارجی

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

در گستره دماهای محیط بتواند موثرباشد

سمیت در دمای معمولی محیط

متوسط

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

زیاد

باید قابلیت نفوذ ار سطوح را داشته باشد

نفوذ

بی ربط 

بسیار خورنده

خورنده

بسیار خورنده

خورنده

خورنده

بسیار خورنده

نباید فلزات را تغییرشکل دهد و بروی پارچه ایجاد لک کند

غیره خورنده وغیر لکه گذار

 

زیاد

متوسط

زیاد

متوسط

متوسط

زیاد

باید در حال ضد عفونی کردن بو را از بین ببرد

توانایی بوبری

نسبتا" ارزان

نسبتا" ارزان

نسبتا" ارزان

نسبتا" ارزان

نسبتا" ارزان

نسبتا" ارزان  

ارزان

باید در مقادیر زیاد وبا قیمت معقول در دسترس باشد

دسترسی

 

 

١-٣- گندزدایی به روش کلر

کلر زنی اگر چه بسیار رایج است اما نیاز به تجهیزات متعدد و جاگیر و از همه مهمتر نقل و انتقال و کاربرد گاز خطرناک کلر دارد ایمنی کامل در طراحی سیستمهای ذخیره و نگهداری کلر بایستی رعایت گردد بدلیل آنکه گاز کلر بسیار سمی و خورنده است . در کاربرد کلر به عنوان ضد عفونی کننده رعایت موارد زیر الزامی است .

- کلریناسیون روزمره بایستی نزدیک نقطه کاربرد صورت گیرد .

- ذخیره کلر و تجهیزات کلریناتور بایستی در اتاقهای جداگانه صورت گیرد.

- تهویه بایستی کف اتاق تعبیه گردد بدلیل اینکه گاز کلر سنگینتر از هوا می باشد .

- ذخیره کلر باید جدا از تغذیه کننده های کلر صورت گیرد .

- اتاق کلر یناتور باید از نظر حرارت کنترل گردد. حداقل دمای ٢١ درجه سانتی گراد پیشنهاد می شود .

- از تابش خورشید بطور مستقیم روی سیلندرهای گاز کلر جلوگیری به عمل آید . وهرگز حرارت به طور مستقیم در تماس با سیلندرها نباشد .

کلر گازی است سمی و چنانچه در کاربرد آن رعایت نکات ایمنی نشود ممکن است باعث انفجار و مسمومیت گردد . به علاوه مانند تمام روشهای شیمیایی ماده ای به آب افزوده شده و طعم آن را تغییر می دهد و هزاران ترکیب خطرناک و بعضا سرطان زا پدید می آورد . امروزه مشخص شده که کلر با مواد آلی درون آب ترکیب و واکنش نشان داده و با تشکیل تری هالو متانهای گوناگون (THMS ) چیزی حدود ٨۵٠ ترکیب کارسینوژن ( سرطان زا ) پدید می آورد .

اثرات زیست محیطی ناشی از گاز کلر در منابع آبی بدین صورت است که مقدار بیشتر از ۵/١ میلی گرم در لیتر باعث مرگ و میر آبزیان مخصوصا ماهی می گردد .

بنابراین استفاده از پرتودهی فرابنفش و گاز ازون بطور روز افزون مورد توجه قرار گرفته وجایگزین کلر می شوند .

 

٢-٣- گندزدایی به روش ازون :

- ازون چیست ؟

ازون گازی است تقریبا بی رنگ با بوی ترش با قدرت اکسیداسیون بالا. مولکول ازون پایدار نبوده و در نتیجه نمی توان آن را انبار یا حمل نمود . این امر باعث می گردد که تولید ازون همواره در محل انجام گیرد . لذا مرحله حمل و انبار مواد شیمیایی در این روش حذف می شود .

 

بطور کلی دلایل استفاده از گاز ازون به شرح زیر است :

- اکسیداسیون جزیی یا کلی مواد محلول در آب .

- ته نشینی مواد محلول .

- لخته سازی مواد آلی .

- ناپایدار ساختن اجسام کلوئیدی .

- ضد عفونی و از بین بردن باکتریها ، انگلها و قارچها و...

بر خلاف کلر و مواد شیمیایی دیگر ، اکسیداسیون بوسیله ازون ، هیچگونه مواد سمی یا مضر در آب بجای نمیگذارد و نیاز به پالایش مجدد آب ندارد . تجربه نشان داده است که ازون سریعا اجزای محلول در محیط را اکسید می نماید و حاصل این اکسیداسیون تنها اکسید اجزا و اکسیژن می باشد لذا برای استفاده در مواردی که عناصر باقی مانده دیگر ممکن است مشکلات جنبی دیگر بوجود آورند مناسب می باشد . مولکول ازون پایدار نیست و پس از مدت کوتاهی شکسته می شود و تبدیل به مولکول پایدار اکسیژن می گردد .

 

- منابع تولید ازون

گاز ازون بطور طبیعی در زمان رعد و برق یا بوسیله اشعه U.V. Vacuum موجود در نور خورشید بوجود می آید . اما بطور مصنوعی تولید ازون به دو طریق لامپهای U.V ویا تخلیه الکتریکی صورت می گیرد. تولید ازون در حجم بالا عموما با تخلیه الکتریکی برروی دو قطب انجام می پذیرد که بنام (Silent Electrical Discharge (SED شناخته شده است . تولید کننده های ازون با استفاده از این روش با بهره برداری از الکترودهایی با ولتاژ بالا که به فاصله معین از هم قرار گرفته اند کار می کنند . در دستگاههای جدید تولید ازون ، اکسیژن در بین این فاصله جریان می یابد و با استفاده از تخلیه الکتریکی ازون تولید می شود .

 

٣-٣- گندزدایی به روش پرتو دهی :

در میان روشهای فیزیکی ، پرتو دهی از دیر باز مورد توجه بوده است . پرتوهای مورد استفاده در این روش به دو دسته پرتو یونیزان ( شامل پرتو ایکس ، گاما ، بتا و آلفا ) و پرتو فرابنفش تقسیم میشوند . پرتو یونیزان به دلایل گوناگون از جمله عدم دسترسی عموم به منابع تولید آنها ( عمدتا ایزوتوپهای رادیو اکتیو ) ، خطر کاربرد آنها توسط عموم مردم در نتیجه نیاز به تخصصهای بالا و همچنین قدرت کم نفوذ برخی از آنها کمتر مورد استفاده قرار می گیرند . اما کابرد پرتو فرابنفش چیزی نزدیک به حدود یک قرن است که مورد توجه قرارگرفته است گندزدایی بوسیله این پرتو را میتوان استفاده از یک روش طبیعی پنداشت چرا که در طبیعت و در نور خورشید نیز گندزدایی بطور طبیعی انجام می شود.

 

منابع تولید پرتو فرابنفش :

 

١-٣-٣ - ماهیت فیزیکی پرتوفرابنفش :

پرتوفرابنفش به محدوده ای ازامواج الکترومغناطیس اطلاق می شود که درناحیه نامرئی طیف نوری درمحدود طول موج ١٩٠ - ٣٢٨ نانومتر (١٩٠٠ - ٣٢٨٠ آنگستروم ) قرار دارد. در واقع این محدوده از طیف بنفش پرتوهای مرئی نور شروع می شود وبه محدوده امواج X ختم می شود.

امواج الکترومغناطیس در هر محدوده ای از طول موج دارای سرعت های برابر و معادل سرعت نور میباشند. از آنجایی که این امواج دارای انرژی بوده و خواص دوگانه موج - ذره ازخود نشان می دهند،  میزان انرژی آنها براساس هر دوخواص آنها و به وسیله نظریه کوانتومی محاسبه می شود. این نظریه این امواج را به مثابه ذراتی از انرژی فرض می کند که از منبع مولد خود منتشر می شوند. سرعت نور برطبق رابطه   lC = f وابسته به فرکانس ( f ) وطول موج ( l )‌  می باشد. ازطرفی برطبق نظریه کوانتومی میزان انرژی یک طیف خاص از رابطه E = hf  به دست می آید. با تلفیق این دو رابطه  رابطه جدید l/E = hc  به دست می آید که درآن h ثابت پلانک  (6.62x10-27 erg/sec) می باشد. این رابطه نشان می دهد که هرچه طول موج یک طیف کوچکترمی شود انرژی آن بیشتر می شود. بنابراین پرتوفرابنفش از دسته پرتوهای پرانرژی بوده و بیشتر خواص و کاربردهای ان به خاطر همین انرژی زیاد آن می باشد.

سازوکارعمل پرتو فرابنفش به این ترتیب است که به دلیل نزدیک بودن انرژی این پرتو به انرژی الکترون های پیوندی ترکیبات آلی، این پرتو روی این ترکیبات اثرگذاشته و باعث گسستن برخی پیوندها و ایجاد پیوندهای جدید می شود. پیوندهای دوگانه یا سه گانه بین اتمهای کربن و یا پیوندهای بین کربن و دیگر اتمها مستعدترین پیوندهای اسیب پذیر توسط پرتوفرابنفش می باشند.

جذب پرتو فرابنفش توسط ترکیبات آلی و تشکیل طیفهای جذبی که برای هر ماده مخصوص به همان ماده است به همین منوال بوده و اساس یکی از روشهای تجزیه دستگاهی است.

 

٢ - ٣- ٣ - تولید پرتو فرابنفش :ا

پرتو فرابنفش به طور طبیعی درنور خورشید وجود دارد. در واقع در طبیعت انجام عمل ضدعفونی و کنترل رشد میکروارگانیسم ها به همین طریق انجام میشود. دلیل موثر بودن نور آفتاب در پاکیزگی بهتر لباس های شسته شده و همچنین زرد شدن و تغییر رنگ کاغذ و برخی از پارچه هایی که مدام در نور آفتاب قرار دارند وجود همین پرتو در نور خورشید است.

تولید مصنوعی این پرتو با تخلیه الکتریکی در بخار جیوه در لامپهای مربوطه انجام می شود. مشخصه فیزیکی تخلیه الکتریکی در بخار جیوه تولید چند طیف مشخص و ناپیوسته است که دو طیف ١٨۵ و ٢۵۴ نانومتر (به طور دقیق تر ٧/٢۵٣ نانومتر) ‌آن در ناحیه پرتو فرابنفش قرار می گیرد و بقیه در ناحیه مرئی (شکل ١). طول موج ٢۵۴ نانومتر بیشترین شدت را نسبت به دیگر طول موج ها داشته و واجد خاصیت میکروب کشی است.

 

 

 

 

لامپهای مولد پرتو فرابنفش سه دسته اند :

١ - لامپهای کم فشار.

٢ - لامپهای بافشارمتوسط.

٣ - لامپهای پرفشار.

 

لامپهای کم فشارخود شامل دو دسته کاتد گرم وکاتد سرد می باشند. بازدهی این لامپها نسبت به انرژی مصرفی آنها بالامی باشد. حدود٩۵% طول موج تولید شده در ناحیه ٧/٢۵٣ نانومتر قرار دارد. کارآیی این لامپها شدیدا وابسته به ولتاژ ورودی دمای محل استفاده و عمر لامپ و تعداد دفعات خاموش و روشن آنها است که با کنترل هر یک از این عوامل در یک طراحی صحیح می توان اثرات هر عامل را به حداقل رسانید.

کارآیی لامپهای با فشار متوسط مستقل از ٣ فاکتور یاد شده است اما بازدهی آنها نسبت به انرژی مصرفی آنها کم می باشد. در عوض نفوذ پذیری پرتو ساتع شده از آنها به خاطر شدت بالای آن بیشتر از لامپهای کم فشار است.

 ٣ - ٣- ٣- ساز و کار اثر پرتو فرابنفش :
پرتو فرابنفش با اثر بر روی رشته وراثتی (
DNA یا RNA) میکروارگانیسم ها سبب غیرفعال شدن میکروارگانیسم ها می شود. رشته های وراثتی در تمام موجودات اعم از تک سلولی و پرسلولی از واحدهایی به نام نوکلئوتید شامل یک باز آلی، یک ملکول قند ۵ کربنی و یک دنباله فسفریل تشکیل شده اند. قندها و دنباله فسفریله آنها وظیفه پیوند دادن واحدهای نوکلئوئید را به عهده دارند و بازهای آلی در نگهداری دو رشته وراثتی در کنار یکدیگر با استفاده از پیوندهای هیدروژنی نقش دارند. (شکل ٢) بازهای آلی به کار رفته در نوکلوئیدها در دو دسته بازهای پورین شامل آدنین و گوانین و بازهای پیریمیدین شامل 


سیتوزین، تیمین، و اوراسیل قرار می گیرند. تمامی این بازها پرتو فرابنفش را در ناحیه ٢۶٠ نانومتر جذب می کنند که بسیار نزدیک به پرتو خارج شده از لامپهای مولد این پرتو میباشد. جذب پرتو فرابنفش توسط بازهای پیریمیدین بیش از بازهای پورین است. در نتیجه جذب انرژی پرتو فرابنفش هرجا که در طول رشته وراثتی بازهای پیریمیدین در مجاورت هم باشند به یکدیگر جوش می خورند. (شکل ٣) بنابراین دو رشته وراثتی 


در این مکان ها به هم متصل شده و جدا نمی شوند و به این ترتیب میکروارگانیسم مربوطه قادر به تکثیر نخواهدبود. دیمرهای سیکلوبوتان تیمین - تیمین وتیمین - اوراسیل در مورد اشکال فعال و غیر اسپورباکتریها و ترکیب ۵ - تیمینیل - ۵ و ۶ - دی هیدروتیمین (TDHT) در مورد اشکال اسپورباکتریها و یا غیراسپور اما در حالت انجماد آنها شناسایی شده است.
حساسیت میکروارگانیسم های گوناگون به این پرتو به دلیل وجود ساز و کارهای گوناگون ترمیمی در آنها با بکدیگر متفاورت بوده و از ۶٠٠٠ -۶ وات در ثانیه برمترمربع متغییراست. در واقع در مورد پرتو فرابنفش فاکتور
I×T برای سنجش میزان تاثیر پرتو به کار می رود که معادل فاکتور C×T  در مورد روشهای شیمیایی می باشد و درآن I  شدت پرتو می باشد.
به طور کلی ساز و کارهای ترمیمی در دودسته قرار می گیرند:
١ . واکنشهای ترمیم در نور که معمولا به طول موج زیر ۵١٠ نانومتر نیاز دارند.
٢ . واکنشهای ترمیم در تاریکی که شامل یک سری عملیات ترمیمی و اصلاحی روی ژنوم میکروارگانیسم ها می شوند.
جالب توجه است که دیمرهای
TT و UT عموما توسط ساز و کارهای ترمیمی در نور از بین می روند اما ترکیب TDHT توسط ساز و کارهای ترمیم در تاریکی و آنهم به سختی از بین می رود.
اگرچه نقطه ضعف روش پرتودهی فرابنفش تنها همین مسئله مقاومت برخی از گونه های میکروارگانیسم ها است، اما با افزایش زمان پرتودهی، شدت آن و یا هر دو (بر اساس فاکتور
I×T) عملا  هیچ  میکروارگانیسمی نمی تواند جان سالم به در ببرد.

 

۴-٣-٣- عوامل موءثر بر کار آیی پرتو فرابنفش :
آنچه در مورد کاربرد این پرتو مهم است فاکتورهایی است که می توانند عبور این پرتو را از محیط آبی تحت تاثیر قرار دهند. ۴ فاکتور عمده عبارتند از:
١ . کدورت آب .
٢ . غلظت ترکیبات آلی موجود در آب .
٣ . میزان آهن موجود در آب .
۴ . غلظت یونهای نیترات و نیتریت .
هریک از این فاکتورها به شدت از میزان عبور این پرتو می کاهند. از طرفی تمیز بودن لامپهای مولد پرتو نیز مهم می باشد. امروزه با نصب بازوهای متحرک روی دستگاه ضدعفونی با پرتو فرابنفش به خوبی با این مشکل مقابله می شود و لامپها یا پوشش کوارتز آنها به طور خودکار یا دستی بدون نیازبه پیاده کردن دستگاه پاک می شوند.

۵-٣-٣- کاربرد پرتو فرابنفش جهت ضد عفونی منابع آب و فاضلاب :

کاربرد  پرتو فرابنفش به عنوان یک روش ضدعفونی کننده فیزیکی در تصفیه منابع آب و فاضلاب به طور مستقل و یا به عنوان مکمل سایر روشها از دیرباز مورد توجه بوده است. جدیدا به کمک این پرتو در کنار استفاده از هیدروژن پروکساید برای از بین بردن ترکیبات آلی کلردار نیز استفاده می کنند

کاربرد این پرتو در زمینه های زیر می باشد:
١ . ضدعفونی آب آشامیدنی در پایان مراحل تصفیه به عنوان روش اصلی ضدعفونی و پیش از توزیع به شبکه مصرف. در این خصوص تنها دوز کمی از کلر، کلردی اکساید یا کلرامین جهت توزیع آب به شبکه مورد نیاز است.
٢ . ضدعفونی آبهای سطحی و چاه، به ویژه در مزارع و روستاها به شرطی که کدورت و غلظت ترکیبات آلی و میزان آهن و یونهای نیتریت و نیترات آن در حد استاندارد معمول باشد.
٣ . ضدعفونی آبی که در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، الکترونیک  و غیره به کارمی رود.
۴ . گندزدایی پسابهای گوناگون در آخرین مرحله تصفیه فاضلاب. طرح شماتیک کاربرد پرتو فرابنفش برای چنین منظوری در شکل ۴ نشان داده شده است.

 

۵ - ضدعفونی اولیه آب استخرهای شنا به منظور کم کردن میزان کلر به کار برده شده در حد کلر باقی مانده.
فواید کاربرد پرتو فرابنفش در هر یک از موارد اشاره شده به شرح زیر می باشند:
١ . انجام موثر عمل ضدعفونی.
٢ . سرعت عمل، سرعت ضدعفونی شدن با پرتو فرابنفش از هر روش شیمیایی و فیزیکی دیگر کوتاه تر بوده و در حد ثانیه است.
٣ . اقتصادی بودن روش.
۴ . عدم کاربرد مواد شیمیایی.
۵ . امن بودن.
۶ - راحتی نصب دستگاه ها  نگهداری آسان و بدون نیاز به پرسنل متخصص.
٧ . اشغال فضای کم.
٨ . خودکار بودن کار دستگاه.
٩ . سازگاری با محیط زیست.
مقایسه موارد فوق با روشهای دیگر به ویژه کلرزنی قابل درک است.

۶ -  ٣  - ٣ -  از بین بردن ترکیبات آلی کلردار:
جدیدا مشخص شده است که چنانچه پرتو فرابنفش در مقادیری بیش از آنچه برای عمل ضدعفونی کردن لازم است ( ١٠ - ٢ برابر) به همراه هیدروژن پروکساید به کار رود، غلظت ترکیبات آلی کلر دار مانند تری کلرو اتیلن، تتراکلرواتیلن، دی کلرواتیلن، کلروفرم و غیره را در آب طبق معادلات زیر در نهایت به دی اکسید کربن و اسید کلریدریک تجزیه کرده و به زیر مقادیر مجاز و استاندارد می رساند:

  1. C2HCL3 + 3H2O2       UV      > 2CO2 + 3HCL + 2H2O
  • C2HCL3 + O3 + H2      or      > 2CO2 + 3HCL

درشکل ۵، ٣ نمودار مربوط به کاهش موثر غلظت سه نوع از ترکیبات آلی کلردار به وسیله پرتو فرابنفش نشان داده شده است.


فواید کاربرد پرتو فرابنفش علاوه بر مواردی که برای کاربرد آن به عنوان عامل ضدعفونی کننده بیان شد شامل موارد زیرمی باشد:
١ . اطمینان به ازبین رفتن ترکیبات کلردار.
٢ . عدم نیازبه تغییرات اساسی در سیستم اصلی.
٣ . تخریب شیمیایی به موازات عمل ضدغفونی.
کاربرد این روش جدید در ژاپن به طور عملی در شهر کوماموتو در استان کیوشو به اثبات رسیده است.