دستيابي محققان به روشي جديد براي تصفيه فاضلاب تصفيه‌ دوزيستي‌ به كمك‌ محيط ‌زيست ‌مي آيد

واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین: دستيابي محققان به روشي جديد براي تصفيه فاضلاب تصفيه‌ دوزيستي‌ به كمك‌ محيط ‌زيست ‌مي آيد
جام جم آنلاين: از آنجا كه اغلب واكنش‌هاي شيميايي در آب انجام مي‌شوند، مي‌توان گفت كه اين ماده حياتي مي‌تواند نقش مهمي در تنظيم فرآيندهاي طبيعي و حفاظت از محيط زيست در برابر هرگونه تغييرات ناگهاني داشته باشد بنابراين جلوگيري از آلودگي‌ منابع آب و محيط زيست با استفاده از راهكارهاي مناسب تصفيه فاضلاب و استفاده مجدد از آن مي‌تواند نقش مهمي در كاهش آلودگي‌هاي زيست محيطي ايفا كند.

آب‌هاي آلوده بشدت سمي هستند و تركيبات شيميايي يا موجودات ميكروبي آنها علاوه بر اين كه سبب آلودگي محيط مي شوند، در مرگ آبزيان نيز تاثيرگذار خواهند بود. استفاده مجدد آب‌هاي آلوده و پساب‌هاي خانگي، كشاورزي يا صنعتي مستلزم استفاده از روش‌هاي تصفيه فيزيكي، شيميايي، بيوشيميايي، فيلتراسيون يا تصفيه آب به روش اسمزمعكوس است.

بديهي است كه با توجه به مشكلات و موانع موجود دستيابي به فناوري‌ها و روش‌هاي جديد در تصفيه فاضلاب مي‌تواند در بهينه‌سازي سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب و افزايش بازده اين سيستم‌ها نقش مهمي داشته باشد.

فاضلاب يا پساب عبارت است از منابع آبي كه يك بار مورد استفاده قرار گرفته و از قابليت استفاده مجدد برخوردار نخواهد بود. مواد آلي يا مواد معدني موجود در فاضلاب سبب ايجاد بوي نامطبوع در آن مي‌شود.

به علاوه اين فاضلاب‌ها مي‌توانند منشاء بيماري‌زايي بوده و سبب ايجاد آلودگي منابع آب و خاك شوند.

هر چه مواد زائد موجود در فاضلاب بيشتر باشد، آلايندگي بيشتري خواهد داشت.

اهميت بهداشتي فاضلاب به عواملي مانند عوامل شيميايي و عوامل بيماريزاي موجود در آن و مواد آلي بستگي دارد كه نه تنها موجب شيوع و گسترش بيماري‌هاي مختلف در سطح جوامع مي‌شود، بلكه در آلودگي‌ محيط اطراف زندگي انسان‌ها نيز تاثير بسزايي خواهد داشت.

فاضلاب‌ها علاوه بر اين كه از قابليت استفاده مجدد برخوردار نخواهند بود، منجر به آلودگي‌ منابع آب سطحي و زيرزميني خواهند شد و بنابراين تهديدي جدي عليه منابع‌آب موجود براي تامين نيازهاي جوامع انساني به شمار مي‌آيند كه مي‌توانند سبب تشديد بحران جهاني آب شوند.

با توجه به خطرات زيست محيطي و بهداشتي ناشي از فاضلاب‌ها و همچنين مشكلات و محدوديت‌هاي موجود در زمينه تامين آب آشاميدني، جمع‌آوري و بهسازي سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب بسيار ضروري خواهد بود. به طور كلي تصفيه فاضلاب عبارت است از استفاده مجدد از فاضلاب با استفاده از روش‌‌هاي متداول در حذف آلاينده‌هاي شيميايي و ميكروبي موجود در فاضلاب‌ها به منظور به حداقل رساندن شيوع بيماري‌هاي واگير ناشي از آلودگي فاضلاب خانگي، كشاورزي يا صنعتي و تامين بهداشت عمومي در سطح جامعه‌تصفيه فاضلاب‌ها با كاهش احتمال آلودگي آب‌هاي سطحي و زيرزميني، استفاده مجدد از بخش‌ عظيمي از آب مصرفي در حوزه كشاورزي يا پرورش آبزيان را امكان‌پذير مي‌سازد.

به طور كلي تثبيت مواد آلي، استفاده دوباره از آب و مواد جامد حاصل از تصفيه فاضلاب‌ها و همچنين توليد پسابي كه داراي قابليت‌ رهاسازي در محيط و عدم آسيب‌رساني به محيط زيست باشد،‌ از مهم‌ترين اهداف تصفيه فاضلابها است. معمولا تجزيه و تثبيت مواد آلي موجود در فاضلاب جهت به حداقل رساندن آلودگي‌ها از طريق فرآيندهاي زيست شناختي و به دو روش هوازي و بي‌هوازي انجام مي‌شود.

كاربرد سيستم لجن فعال در تصفيه

در مراحل گوناگون تصفيه، مقادير مختلفي لجن توليد مي‌شود كه بايد با استفاده از راهكارهاي مناسب، توليد لجن اضافي در سيستم‌‌هاي تصفيه را به حداقل برسانيم. از جمله روش‌هايي كه براي دفع لجن در تصفيه فاضلاب مورد استفاده قرار مي‌گيرند مي‌توان به روش هضم هـوازي و بـي‌هـوازي، سـوزانـدن لـجـن، بـسـترهاي خشك‌كننده و تغليظ لجن اشاره كرد.

در روش هضم هوازي، لجن توليد شده در قسمت‌هاي مختلف سيستم براي مدت طولاني هوادهي مي‌شود. با استفاده از اين روش، ميزان لجن دفعي در مراحل بعدي تصفيه كاهش مي‌يابد، اما در روش هضم بي‌هوازي، لجن ته‌نشين شده براي مدت زمان معيني در يك محفظه بسته نگهداري مي‌شود تا به مايع و گازي كه عمدتا حاوي متان است، تبديل شود.

در تصفيه‌خانه‌هاي كوچك شهري و صنعتي از روش خشك كردن لجن روي بسترهاي شني به وسيله جريان هوا براي آبگيري از لجن استفاده مي‌شود كه از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه است. سوزاندن لجن ازجمله روش‌هاي ديگري است كه براي دفع لجن مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

منظور از سوزاندن لجن تبديل مواد آلي به مواد اكسيد شده يعني دي‌اكسيدكربن، خاكستر و آب است كه معمولا در تصفيه‌خانه‌هاي با ظرفيت متوسط و بالا در تمامي فرآيندهايي ــ كه در انتخاب روش مناسب براي دفع لجن با محدوديت مواجه‌اند ــ از اين روش استفاده مي‌شود.

در تصفيه بيولوژيكي در تصفيه‌خانه كه مي‌تواند به صورت هوازي يا غيرهوازي انجام شود، تصفيه ثانويه به كار مي‌رود كه استفاده از لجن فعال از روش‌هاي رايج در اين فرآيند است. سيستم لجن فعال از يـــك رآكــتــور تـشـكـيــل شــده اســت كــه در آن ميكروارگانيسم‌هاي موجود در فاضلاب به صورت معلق در معرض هوادهي قرار مي‌گيرد.

در بخش ديگر اين سيستم در محفظه جداسازي، فاز جامد از مايع جدا مي‌شود. علاوه بر اين، سيستم لجن فعال مجهز به يك سيستم برگشتي است كه مواد جامد جدا شده از فاز مايع را به رآكتور بازمي‌گرداند. يكي از مهم‌‌ترين ويژگي‌هاي اين روش، شكل‌گيري مواد جامد لخته شده و قابل ته‌نشيني در سيستم است كه در تانك‌هاي ته‌نشيني از فاضلاب جدا مي‌شوند.

تصفيه بي‌هوازي نيز از ديگر روش‌هاي رايج در تصفيه ثانويه است كه در هضم لجن نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرد. با توجه به اين كه انجام اين روش در تصفيه فاضلاب به هيچ نوع تجهيزاتي نياز ندارد، روشي ارزان‌قيمت است كه در مقايسه با روش‌هاي هوازي، زمان ماند مورد نياز آن بسيار بيشتر است، اما بـوي بـد حـاصل از فرآيند بي‌هوازي سبب ايجاد محدوديت‌هايي در استفاده از اين روش در مناطق شهري شده است.

تصفيه در بركه‌هاي دوزيستي

به گفته دكتر محمدتقي دانشور، مجري اين طرح تحقيقاتي، روش تصفيه دوزيستي روش جديدي براي تصفيه فاضلاب است كه علاوه بر اين كه مانع از توليد لجن اضافي يا به حداقل رساندن آن خواهد شد، با توليد بوي نامطبوع همراه نبوده و بازده تصفيه را به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌دهد.

در بركه‌هاي كم‌عمق فاضلاب براي مدت نسبتا طولاني براي انجام فرآيند پالايش طبيعي و رسيدن به تصفيه مطلوب نگهداري مي‌شود، اما لازم است حداقل قسمت‌هايي از سيستم در بركه‌ها هوازي باشند. بركه‌هاي دوزيستي از ديرباز مورد استفاده بوده‌اند.

يك بركه دوزيستي در مقايسه با يك بركه بي‌هوازي با همان حجم داراي عمق كمتر و سطح بزرگ‌تري است. در طراحي بركه دوزيستي، حفظ يك لايه در بالاي لايه بي‌هوازي مورد توجه قرار مي‌گيرد. شرايط هوازي در لايه بالايي و توسط اكسيژن محلول ايجاد مي‌شود كه اين اكسيژن محلول در نتيجه فتوسنتز ناشي از انتشار تابش خورشيد بر جمعيت جلبكي در بركه توليد مي‌شود.

به عبارت ديگر، در بركه‌هاي دوزيستي لايه بالايي بركه به علت قرار گرفتن در معرض هوا، هوازي و لايه پاييني بركه بي‌هوازي خواهد بود. اين بركه‌ها به دليل اشغال سطح بسيار زياد و زمان ماند طولاني امروزه چندان كـاربرد ندارند. در فرآيند جديد تصفيه دوزيستي فاضلاب، فاضلاب به همراه لجن برگشتي به كف يك رآكتور دوزيستي وارد و در آن پخش مي‌شود.

باكتري‌هاي هوازي و دوزيستي در لايه‌هاي بالايي و مياني بركه‌هاي دوزيستي، مواد آلي معلق و كلوئيدي را متابوليسم كرده و اكـسـيژن‌ محلول را مصرف مي‌كنند، در نتيجه دي‌اكسيدكربن توليد مي‌شود كه به مواد درون سلولي جلبك تبديل خواهد شد. علاوه بر اين باكتري‌هاي دوزيست، اكسيژن تركيبي موجود در نيترات‌ها و سولفات‌ها را نيز در مواقعي كه اكسيژن آزاد تمام شود، مــورد مـصــرف قــرار مــي‌دهـنــد.

هــوادهــي تـوسـط سوپرهواده‌ها در قسمت مياني رآكتور زيستي انجام مي‌شود و به اين ترتيب قسمت بالاي رآكتور زيستي هوازي و بخش پاييني آن بي‌هوازي خواهد بود. بخشي از باكتري‌هاي بي‌هوازي قسمت پايين و هوازي قسمت بالا مي‌توانند براساس جريان گردابي ايجاد شده درون بركه براثر هوادهي به تناوب به قسمت هوازي و بي‌‌هوازي رانده شوند كه اين فرآيند، سبب از بين رفتن بخشي از آنها مي‌شود كه اجساد آنها مانند بار آلي اضافي مورد تصفيه قرار مي‌گيرند و باكتري‌هاي دوزيستي غالب مي‌‌شوند.

اين فرآيند سبب كاهش شديد توليد لجن اضافي خواهد شد. به اين ترتيب، با عبور فاضلاب از يك بركه دو زيستي، مواد جامد در كف بركه ته‌نشين مي‌شود و لايه‌اي تشكيل مي‌گردد كه در حقيقت همانند يك لايه بي‌هوازي هضم كننده لجن عمل مي‌كند و ناحيه بي هوازي بركه دوزيستي را به وجود مي‌آورد.

در بخش فوقاني لايه بي‌هوازي لجن، ناحيه بينابيني وجود دارد كه به دليل وجود جلبك‌هايي با رنگ‌ سبز و گاهي اكسيژن محلول، از لايه بالايي به آن راه خواهد يافت.

به گفته دانشور، در اين سيستم تصفيه بي‌هوازي، لايه پاييني با رآكتور موجود در سيستم سبب كاهش توليد لجن و شكسته شدن چربي‌ها و مواد آلي با زنجيره بلند و آماده شدن آنها براي تصفيه هوازي مي‌شود. تصفيه بي‌هوازي معمولا با ايجاد بوي نامطبوع همراه است اما در رآكتور زيستي با هوادهي در بخش مياني، بخش بالايي كاملا هوازي بوده و بوي توليد شده در قسمت بي‌هوازي با توليد سولفيد به سولفات در آن، حذف خواهد شد.

لجن برگشتي به قسمت بي‌هوازي رآكتور زيستي به دوزيستي برگردانده و در آنجا ذخيره و هضم مي‌شود. در نتيجه نيازي به تعبيه مخزن نگهداري و هضم لجن وجود نخواهد داشت.

علاوه بر اين، به دليل هوازي بودن قسمت بالايي بيورآكتور دوزيستي، فرآيند نگهداري لجن به روش بي‌هوازي ــ كه معمولا با انتشار بوي نامطبوع همراه است ــ‌ در اين طرح به‌گونه‌اي متفاوت و بدون ايجاد بوي نامطبوع انجام خواهد شد.

در حقيقت اين بخش همانند يك هضم لجن عمل مي‌كند و لجن خارج شده از اين بخش، به هضم جداگانه نياز نخواهد داشت. در اين روش مي‌توان در بخشي از قسمت هوازي يا بي‌هوازي براي ايجاد زمينه‌اي مناسب براي رشد از يك ماده واسط تثبيت كننده زيستي و براي هوا‌دهي از سوپر هواده‌ها استفاده كرد.

بـه كـارگـيـري فـرآيـنـد رشـد چـسـبـيـده و تـثـبيت ميكروارگانيسم‌ها به صورت يك غشاي زيستي روي ماده واسط تثبيت كننده زيستي سبب افزايش توده زيستي و به كارگيري روش هوادهي با استفاده از سوپرهواده‌ها موجب افزايش عملكرد انتقال اكسيژن و در نتيجه افزايش بازدهي و كاهش توليد لجن و پايداري سيستم در برابر انواع تنش‌هاي احتمالي خواهد شد.

بازيافت فاضلاب‌ها

بخش عظيمي از فاضلاب‌هاي تصفيه شده در نهايت در محيط دفع خواهند شد. با توجه به اين موضوع، آب‌هاي سطحي و بسترها و سفر‌ه‌هاي آب‌زيرزميني كه از دريافت كننده‌هاي نهايي سيستم‌هاي تصفيه و دفع فاضلاب هستند و همچنين تجهيزات بازيافت فاضلاب بايد در فاصله مناسبي نسبت به واحد هاي تصفيه فاضلاب قرار گيرند تا بتوانند كمترين خطرات زيست‌محيطي را به همراه داشته باشند.

يكي از روش‌هاي متداول در دفع فاضلاب‌ها، كاهش غلظت و انتقال آن به آب‌هاي سطحي است. در سال‌‌هاي اخير، با توجه به كمبود منابع آب آشاميدني و پيامدهاي ناشي از بحران جهاني آب، استفاده از فاضلاب تصفيه شده به عنوان بخشي از منبع آب مورد نياز در بخش‌هاي مختلف مورد توجه قرار گرفته و به همين دليل، استفاده از جريان‌هاي خروجي تصفيه فاضلاب در حوزه كشاورزي و ايجاد فضاي سبز در پارك‌ها و حاشيه بزرگراه‌ها و جاده‌ها به عنوان طرحي جديد در بسياري از كشورها به مرحله اجرا درآمده است.

فرانك فراهاني‌جم
چهارشنبه 22 آبان 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: جام جم آنلاین]

[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 120]