آب بعنوان یکی از با ارزش‌ترین منابع طبیعی موجود در روی زمین است که برای ادامه زندگی بشر بسیار حائز اهمیت است. در واقع فاضلاب‌ها، آب‌هایی هستند که استفاده شده‌اند. فاضلاب‌ها منابع با ارزشی هستند که در سال‌های اخیر به دلیل خشکسالی‌های متوالی و کمبود آب در مناطق مختلف جهان، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.که با فناوری‌های تصفیه فاضلاب میتوان از انها استفاده مجدد کرد .
در فناوری‌های تصفیه آب، فرایندهای پیش تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی بر روی فاضلاب اولیه انجام می‌شود. از جمله روش‌های فیزیکی-شیمیایی میتوان فیلتراسیون، منعقد کردن، ته نشین سازی، شناور سازی ، جذب، تبادل یون، اکسیداسیون پیشرفته، الکترولیز و احیای شیمیایی را نام برد.
سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی به طور موثری باعث از بین بردن آلاینده‌های سمی می‌شوند. این روش‌ها نسبتاً ارزان قیمت بوده و نسبت به سایر روش‌ها ارجحیت دارند. از جمله روش‌های بیولوژیکی میتوان جذب بیولوژیکی، اضمحلال بیولوژیکی به صورت هوا زی، بی هوا زی یا فرایندهای ترکیبی با استفاده از باکتری، مخمر، گیاهان، جلبک، قارچ و آنزیم‌ها.
عمدتاً فاضلاب‌ها بسیار رنگی بوده و حاوی اکسیژن بیولوژیکی و شیمیایی بالایی هستند؛ هدایت الکتریکی بالایی داشته و از نظر شیمیایی قلیایی محسوب می‌شوند. بر همین اساس پارامترهای مختلفی بر روی هزینه تمام شده برای انتخاب روش تصفیه فاضلاب اثر گذار هستند.
تصفیه فاضلاب با هیدرولیز حرارتی
هیدرولیز حرارتی (Biothelys Batch)
فناوری Biothelys نیاز به زمینهای بزرگی برای هر کارخانه دارد و باید هر روز مقدار زیادی از فاضلاب تامین شود تا تولید بیو گازی به اندازه کافی برای ادامه کار وجود داشته باشد. با این حال، برای شهرهای بزرگ این موضوع دور از دسترسی نیست و همچنین تولید بیوگاز می تواند دارای درآمدزایی قابل توجهی هم باشد.
هیدرولیز حرارتی Exelys
فناوری Exelys می تواند با در اختیار داشتن فضای کمتری میتواند به طور مؤثر کار کند و نیاز به حجم کمتر فاضلاب برای ادامه کاردارد. علاوه بر فناوری Exelys که نیازمند میزان بسیار کمتری از فضا برای فعالیت است، ۱۳۰ درصد بیو گاز بیشتری نسبت سیستم های تولید هیدرولیز حرارتی بعدی، با استفاده از همان مقدار لجن تولید میکند. در عین مقدار دفع زباله نیز کاهش می یابد.
توسعه و ایجاد یک کارخانه Exelys گران است، اما با این حال هزینه های عملیاتی بسیار کمتری نسبت به سایر سیستم های هیدرولیز حرارتی دارد.
فرآیندهای پرکاربرد
لجن فعال متعار
در این سیستم، فاضلاب آشغالگیری و دانه‌گیری شده پس از عبور از واحد ته نشینی اولیه، وارد واحد هوادهی می‌شود و پس از آن به منظور جداسازی لخته‌های بیولوژیکی تشکیل شده، به واحد ته نشینی راه می یابد و بخشی از لجن ته‌نشین شده به منظور تأمین بیومس سلولی در واحد هوادهی مجدداً به این واحد برگشت داده می‌شود. این فرایند معمولاً برای فاضلاب‌های با قدرت کم استفاده می‌شود و زمان ماند در این سیستم‌ها معمولاً کوتاه می‌باشد.
هوادهی گسترده
این فرآیند در حقیقت یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین از اصلاحات لجن فعال است که از ویژگی‌های بارز این سیستم زمان ماند طولانی و تثبیت نسبتاً کامل جامدات آلی می‌باشد. در ابتدا این سیستم برای تصفیه جریان فاضلاب تولیدی جوامع کوچک مسکونی مورد استفاده قرار می‌گرفت. مدت زمان هوادهی در این سیستم بین ۱۸ تا ۳۶ ساعت می‌باشد و مقدار لجن حاصل از این فرایند نسبتا کم و از نظر کیفیت بیولوژیکی تثبیت شده تر نسبت به فرایندهای مشابه می‌باشد.
روش‌های تصفیه فاضلاب
۱٫روش‌های فیزیکی
۲٫روش‌های شیمیایی
۳٫روش‌های بیولوژیکی
روش‌های فیزیکی شامل آشغالگیری، دانه‌گیری، فیلتراسیون و ته‌نشینی می‌باشد. روش شیمیایی شامل انعقاد و لخته‌سازی، تبادل یون و تنظیم pH می‌باشد. روش‌های شیمیایی نسبت به روش‌های فیزیکی پیچیده تر و هزینه بر بوده و همچنین از لحاظ هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی و بهره‌برداری نیز مناسب نیستند. به همین دلایل سعی می‌شود حتی الامکان از این روش برای حذف آلاینده‌ها استفاده نشود. در فرآیند بیولوژیکی با توجه به کیفیت فاضلاب از یکی از روش‌های هوازی یا بیهوازی و یا هر دو استفاده می‌شود.
گندانبار یا سپتیک تانک
گندانبار یا سپتیک تانک را میتوان از یکی از اجزاء ابتدایی و کلیدی سیستم‌های تصفیه فاضلاب به حساب آورد. در اصل تانک برای متقاضیانی که امکان فضایی و یا امکان مالی اجرای تصفیه خانه فاضلاب را ندارند، کاربرد دارد. داخل سپتیک تانک‌ها با توجه به زمان ماند فرایندهای فیزیکی و بیولوژیکی تصفیه فاضلاب انجام می‌گیرد. فرایندهایی که انجام می‌گردد، شامل فرایندهای ته نشینی، شناور سازی، فرایندهای بیهوازی بیولوژیکی می‌باشند. با انجام فرایندهای مذکور بخش بزرگی از آلودگی موجود در فاضلاب داخل سپتیک تانک کاهش می یابد. به دلیل جلوگیری از اختلال در عملکرد سپتیک تانک بهتر است از ورود مواد زیر به داخل سپتیک تانک جلوگیری به عمل آید:
- روغن و چربی ها
- الیاف‌های کاغذی
- پوشک و پد بهداشتی
- موادی نظیر حلال‌ها، رنگ‌ها، سموم کشاورزی و شیمیایی
نکته! ورود این‌گونه مواد به داخل سپتیک تانک به همراه فاضلاب باعث گرفتگی لوله‌ها و اختلال در کامل شدن فرایندهای داخل سپتیک تانک می‌شود.
استفاده از ازن و ازن ژنراتور
از بین فناوری های متعدد موجود در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب، استفاده از فناوری ازن به دلیل قابلیت گندزدایی بالاتر و سایر مزایایی که نسبت به کلر دارد در صنایع مختلف بسیار رواج یافته است.
ازن مولکولی با ۳ اتم اکسیژن، گازی آبی رنگ با بوی زننده است که به دلیل دارا بودن خاصیت اکسیدکنندگی قوی به صورت یک ضدعفونی کننده در فرایند تصفیه آب و فاضلاب در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. خاصیت گندزدایی و ضدعفونی کنندگی ازن بسیار بیشتر از کلر، دی اکسید کلر، کلروآمین ها و سایر ضدعفونی کننده ها می باشد که به همین دلیل از بین برنده‌ی بسیاری از باکتری ها، ویروس ها، تخم ها و کیست های انگلی می باشد که بسته به نوع صنعت و ترکیبات فاضلاب، کاربردهای مختلفی می‌یابد.
ازن کمک میکند تا مواد مضر، رنگ، بو و میکروارگانیسم‌ها مستقیما و بدون ایجاد محصولات جانبی مضر یا مواد باقی مانده از بین روند. عدم توانایی کلر در حذف کامل آلودگی های میکروبی، تغییر در کیفیت آب و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از استفاده از کلر، سبب گردید تا استفاده از گاز ازن بیشتر مورد توجه قرار گیرد.
فناوری پلاسما
فناوری پلاسما به عنوان نسل جدید فناوری‌های تصفیه فاضلاب در دنیا شناخته می‌شود. این فناوری نسبت به سایر فناوری‌های موجود دارای مزایایی است که موجب شده تحقیقات گسترده‌ای در راستای صنعتی کردن آن انجام شود. از جمله مزایای مهم این فناوری در تصفیه آب مقرون به صرفه بودن در کاربردهای صنعتی، افزایش ظرفیت تصفیه خانه‌های فاضلاب و عدم استفاده از مواد شیمیایی است.
جرقه‌های ایجاد شده در داخل آب یا فاضلاب صنعتی، در اثر برخورد با ذرات محلول و مولکول‌های آب باعث افزایش انرژی و در نتیجه دمای موضعی در محیط می‌شوند. در اثر این پدیده، کاویتاسیون پلاسمایی رخ داده و حباب‌هایی در ابعاد نانو و میکرو متری در داخل محیط آبی ایجاد می‌شود.
در اثر واپاشی حباب‌ها دمای موضعی آب یا پساب بالا رفته و میتواند باعث از بین رفتن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های موجود در آب یا پساب شود. از طرفی این جباب ها حاوی الکترون و یون می‌باشند که با واپاشی آنها انواع رادیکال‌های قوی و گندزدا تشکیل می‌شوند. وجود پرتو فرابنفش و آزادسازی رادیکال‌های O و OH باعث اکسیداسیون مواد محلول در آب یا فاضلاب می‌شود. این رادیکال‌ها در نهایت باعث ایجاد لخته و رسوب در فاضلاب می‌شوند که در نهایت به صورت جامد قابل جداسازی است.
خلاصه‌ای از انواع فناوری‌های تصفیه فاضلاب و مزایا و معایب هر کدام
[…] یونهای فلزی سمی از آبهای آلوده و فاضلاب‌ها شامل فیلتراسیون، تبادل یونی و جذب سطحی […]