روش های نوین و مدرن در تصفیه فاضلاب

مقاله ها

در راستای افزایش جمعیت که با سرعت بسیاری در حال پیشروی است، تغییرات بسیاری در شیوه های زندگی نیز در حال شکل گیری است. یکی از جنبه های زندگی بشر که با پیشرفت چشمگیری همراه بوده است، تغییر روش های تصفیه آب و فاضلاب با توجه به پیشرفت قابل ملاحظه آنها در تمامی زمینه های صنعتی و کشاورزی است. ما در اینجا به توضیح مختصری از انواع روش های تصفیه با استفاده از فناوری های جدید خواهیم پرداخت.

هیدرولیز حرارتی

یکی از انواع این روش ها، تصفیه فاضلاب با هیدرولیز حرارتی است که باید به تصفیه فاضلاب، کاهش ضایعات و محصولات فرعی و تولید بیوگاز منجر شود. در روش های سنتی، لجن تولید شده در پروسه تصفیه فاضلاب معضلی بزرگ بوده است و راه های دفع آن همواره با مشکل مواجه می گردید. اما در روش های جدید، نه تنها لجن را به عنوان زباله تعریف نمی کنند بلکه از آن به عنوان منبع ارزشمند انرژی نیز استفاده می کنند. پس از طی مراحل تصفیه در روش هیدرولیز حرارتی و جمع آوری لجن، تولید بیوگاز آغاز می شود.

دو نوع متفاوت تکنولوژی در روش هیدرولیز حرارتی به نام های Biothelys  و Exelyis وجود دارد. در مورد اول یعنی biothelys کارخانه نیازمند زمین های بزرگی است که هر روزه با تامین مقدار زیادی فاضلاب که به تولید بیو گاز به اندازه کافی برای ادامه کار منجر شود. در شهرهای بزرگ تولید بیوگاز می تواند به منبع درآمد زایی قابل توجهی هم تبدیل شود.

تکنولوژی Exelyis با در اختیار داشتن فضای کمتر می تواند به طور مؤثر کار کند و برای ادامه نیز نیاز به حجم کمتری از فاضلاب دارد. در مقایسه با مورد اول 130 درصد بیو گاز بیشتری نسبت به سیستم های تولید هیدرولیز حرارتی تولید می کند که به طبع آن مقدار زباله نیز کاهش می یابد. استفاده از این تکنولوژی گرچه پر هزینه تر است اما هزینه های عملیاتی بسیار کمتری نسبت به سایر سیستم های هیدرولیز حرارتی دارد.

تکنولوژی سلول های سوختی میکروبی

روش دیگری که به صورت همزمان از سه فناوری استفاده می کند، به کارگیری تکنولوژی سلول های سوختی میکروبی (Microbial Fuel Cells) می باشد. این روش با تقلید از فعالیت باکتری ‌ها در طبیعت تولید جریان الکتریکی می‌کند. همچنین از باکتری ها در جهت تصفیه استفاده می کنند و محصول جانبی آنها الکترون هایی است که می توانند به برق تبدیل شوند. اگر این تکنولوژی بتواند در مقیاس وسیعی تولید شود، سوخت های فسیلی کمتری برای تولید برق مصرف می شوند.

فوتوکاتالیستی خورشیدی

یکی دیگر از روش های نوین، روش تصفیه فاضلاب فوتوکاتالیستی خورشیدیSolar Photocatalytic) Wastewater Treatment) و یک اثر سینرژیک است که به صورت معمول یک ماده نیمه ‌رسانا بعنوان کاتالیست مورد استفاده قرار می ‌گیرد. در این روش از نانو ساختار های کاتالیست استفاده می ‌شود که با تابش نور فعال می‌ شوند و قادر به حذف آلاینده‌ های مختلفی هستند که در آب وجود دارد. این روش با کاهش 80 درصدی لجن تولید شده نسبت به سیستم های تصفیه فاضلاب سنتی یکی از بزرگترین موانع را که لجن تولیدی است از میان برداشته است. این فرآیند از پنج مرحله اصلی نفوذ و جذب واکنش ‌دهنده ‌ها به سطح کاتالیست، واکنش در سطح کاتالیست، واجذب فرآورده ‌ها از سطح کاتالیست، و نفوذ فرآورده ‌ها به خارج از سطح کاتالیست تشکیل شده است.

فناوری های طبیعی

روش دیگری نیز وجود دارد که بیشتر تحت عنوان فناوری های طبیعی نام برده می شود. آب حاصل از بارش باران و برف و پس از جمع آوری مقدار قابل توجهی از سموم، ضایعات ارگانیک و پاتوژن ها، مجددا به طبیعت بازگردانده می شود. اما می توان با کمک فناوری های طبیعی مانع برگشت فاضلاب دوباره به جریان های آب های سطحی، رودخانه ها، اقیانوس ها شد. این فناوری ها شامل حوضچه های رسوب، تالاب های حفاری شده با سیستم های تصفیه و فیلترهای خاکی در مقیاس بزرگ می باشد که با کاهش فرار آب ناشی از جریان های طبیعی، آب آزاد شده به طبیعت بسیار پاک تر خواهد بود و نیاز به تصفیه نخواهد داشت.

نوع دیگری از فناوری های جدید تصفیه فاضلاب، استفاده از فناوری پلاسما می باشد. از مزایای این روش می توان به مقرون به صرفه بودن در کاربردهای صنعتی، افزایش ظرفیت تصفیه خانه‌های فاضلاب و عدم استفاده از مواد شیمیایی اشاره کرد. جرقه هایی که در داخل آب یا فاضلاب صنعتی ایجاد می شود، با ذرات محلول و مولکول‌های آب برخورد می کنند و باعث افزایش انرژی و در نتیجه دمای موضعی در محیط می شوند. در این مرحله کاویتاسیون پلاسمایی رخ می دهد و در داخل محیط آبی حباب ‌هایی در ابعاد نانو و میکرو متری ایجاد می ‌شود. با بالا رفتن دمای موضعی پساب که در اثر واپاشی حباب ها رخ می دهد، باکتری ‌ها و میکروارگانیسم ‌های موجود از بین می روند.

لازم به ذکر است که این حباب ها یا پساب بالا رفته و می‌تواند باعث از بین رفتن باکتری ‌ها و میکروارگانیسم ‌های موجود در آب یا پساب شود. از طرفی این حباب‌ ها حاوی الکترون و یون هستند که با واپاشی آنها انواع رادیکال‌های قوی و گندزدا به وجود می آید. این رادیکال ها باعث ایجاد لخته و رسوب در فاضلاب می شوند و در نهایت می توان آنها را که به صورت جامد درآمده اند جدا نمود.

فناوری ازن

قابلیت گندزدایی در روش فناوری ازن سبب شده است که در بین سایر روش های موجود در فرآیند تصفیه بسیار رواج پیدا کند. ازن به دلیل دارا بودن خاصیت گندزدایی و ضدعفونی کنندگی بسیار بیشتر از کلر، دی اکسید کلر، کلروآمین ها و سایر ضدعفونی کننده ها به صورت یک ضدعفونی کننده در فرآیند های تصفیه مورد استفاده قرار می گیرد. ازن باعث از بین رفتن مواد مضر، رنگ، بو و میکرو ارگانیسم ‌ها می شود که این موضوع خود دلیل برتری ازن نسبت به کلر در حذف کامل آلودگی های میکروبی، تغییر در کیفیت آب و اثرات مخرب زیست محیطی است.