فناوری‌های نوین در بازیابی آب

راهکارهای نوین استفاده مجدد از پساب صنعتی

یکی از روش‌هایی که برای مدیریت بحران آب می‌توان انجام داد، بازیابی مجدد و استفاده از پساب‌های صنعتی است. گرچه درصد بالایی از منابع آبی کشور در بخش کشاورزی مصرف می‌شود و مدیریت این آب نقش مهمی در مدیریت بحران آب دارد، اما اصلاح آب مصرفی در کشاورزی موضوعی جدا و نیازمند صرف وقت طولانی است. مهندس هادی شاد، مدیر فنی یکی از شرکت‌های فعال در حوزه تصفیه آب، درباره روش‌های بهینه تصفیه آب به جام‌جم می‌گوید: الکترودیالیز از جمله روش‌هایی است که از قدیم برای تصفیه پساب استفاده می‌شد. البته در حال حاضر هم بسیاری از واحدهای صنعتی از همین روش بهره می‌برند. پیش از این فاضلاب برای آسیب نرساندن به محیط‌زیست تصفیه می‌شد و در نهایت وارد آب‌های سطحی یا چاه‌های جذبی می‌شد. اما امروز بحث استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در صنعت مطرح است. تصفیه پساب برای استفاده مجدد در کشور ما بحث جدیدی به شمار می‌رود.

جایگزینی منابع آب مورد نیاز صنایع با منابعی که از آب‌های زیرزمینی نشات نگرفته باشد، راه‌حلی بهینه برای حفظ آب‌های زیرزمینی است. به‌طور خاص یکی از منابع آبی که اکنون می‌توان از آن استفاده کرد، خروجی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب است. شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب، فاضلاب‌های شهری را جمع‌آوری و به تصفیه‌خانه‌های فاضلاب انتقال می‌دهند. در این تصفیه‌خانه‌ها، تصفیه‌هایی روی فاضلاب انجام می‌شود و شرایط آن را به حدی می‌رسانند که برای آبیاری و رهاسازی در آب‌های سطحی مناسب باشد. این در حالی است که می‌توان این فاضلاب را برای کارخانه‌های صنعتی، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و صنایعی که مصرف آب بالایی دارند، استفاده کرد. این فاضلاب برای قابل استفاده بودن در صنعت نیازمند تصفیه تکمیلی است تا کیفیت آب به جایی برسد که بتواند در صنعت مورد استفاده قرار گیرد.

مهندس شاد در ادامه درباره روش‌های عملیاتی نوین می‌افزاید: در تصفیه نهایی فاضلاب، علاوه بر هزینه اولیه که باید از نظر اقتصادی بهینه باشد،‌ هزینه‌های عملیاتی نیز بسیار مهم است. با توجه به ظرفیت نسبتا بالای این کار، حتما به مطالعات دقیق و استفاده از فناوری‌های روز نیاز دارد. استفاده از فیلترهای شنی و کربنی، استفاده از فیلترهای خود شوینده (Self Clean)، استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون (UF) به عنوان غشاهایی با حفره‌های بسیار ریز برای بهبود شرایط پساب، استفاده از سیستم غشای اسمز معکوس (RO) برای تولید آب بدون یون و
نانو فیلتراسیون (NF) برای سختی‌گیری از جمله روش‌های عملیاتی تصفیه پساب است. همه این روش‌ها می‌توانند به عنوان منبع آب مناسبی جایگزین آب چاه یا آب پشت سدها شوند که در حال حاضر نیاز بیشتر صنایع را تامین می‌کنند.

چنین پروژه‌هایی می‌تواند برای شرکت‌ها و واحدهای صنعتی مختلف تعمیم پیدا کند و پساب این کارخانه‌ها به جای رها شدن در آب‌های سطحی، مورد استفاده مجدد قرار گیرد. این پساب‌ها می‌توانند دوباره تصفیه شوند و در چرخه کارخانه و واحدهای صنعتی استفاده شوند.

نقش فرآیندهای زیستی در تصفیه آب

فرآیندهای زیستی تصفیه قدیمی به فضای زیاد و زمان نیاز داشتند. در مقابل فرآیندهای نوین تصفیه بیولوژیکی در زمانی کوتاه‌تر و با هزینه بسیار کم بازدهی بیشتری برای تصفیه آب و فاضلاب دارند. بین روش‌های نوین، روش MBBR یکی از روش‌های موثر در تصفیه فاضلاب است. در این روش از قطعاتی استفاده می‌شود که در برابر مواد خورنده شیمیایی مقاوم هستند و با حذف مواد آلی، باعث تولید لجن کمتری می‌شوند.

این قطعات داخل تانک‌های هوادهی قرار داده می‌شود و بستری را برای زندگی باکتری می‌سازد. بعد از این که این باکتری‌ها روی سطح می‌نشینند، فاضلاب را تجزیه و به مواد معدنی تبدیل می‌کنند.

مهندس غلامرضا محمودی کندری، مدیر عامل یکی از شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب درباره قطعات متحرک رشد بیولوژیک که فناوری تصفیه روز دنیا به شمار می‌روند به جام‌جم می‌گوید: پیش از این از تجهیزاتی استفاده می‌شد که فضای بیشتری اشغال و انرژی بیشتر مصرف می‌کردند و به همین ترتیب بازدهی پایین‌تر بود. سیستم‌های MBBR روشی موفق، پایدار و اقتصادی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب است. فاکتور اصلی در این سیستم بسترهای رشد زیستی است. بستر متحرک رشد زیستی با مواد جاذب، در انواع تصفیه‌خانه‌ها بخصوص تصفیه‌خانه‌های فاضلاب صنعتی،‌ بیمارستانی و شهری، صنایع دارویی و شهرک‌های صنعتی قابل استفاده است.

ضدعفونی با الهام از قوانین طبیعت

اُزُن، اکسیدکننده و ضدعفونی‌کننده اثرگذاری است که ردی از خود باقی نمی‌گذارد و بسرعت به اکسیژن تبدیل می‌شود. این گاز قابلیت حذف ترکیبات بیماری‌زای کلر و بی‌اثر کردن میکروارگانسیم‌های مقاوم در برابر کلر را دارد و خود ترکیبات مضر تولید نمی‌کند. علاوه بر این ازن سرعت عملکرد بالاتری دارد و روی غشای خارجی تاثیرگذار است.

مهندس مجتبی قدمگاهی، مدیر تحقیقات یکی از شرکت‌های فعال در حوزه تصفیه آب، درباره نحوه استفاده از دستگاه‌های ازن در تصفیه‌خانه‌های آب شهری به جام‌جم می‌گوید: ما برای اولین‌بار در ایران دستگاه ازن ژنراتور را تولید و در تصفیه‌خانه‌های آب شهری کرمانشاه، ساوه، رامسر و چند شهر دیگر از آن استفاده کردیم. پیشتر این دستگاه‌ها با هزینه‌های بسیار بالا وارد می‌شد و خدمات نگهداری دستگاه‌ها نیز بسیار سنگین بود.

روش تولید ازن در طبیعت به این شکل است که رعد و برق زده می‌شود و مولکول‌های اکسیژن هوا را به ازن تبدیل می‌کند. داخل این سیستم‌ها نیز همین فرآیند به شکل ضعیف شده به کار گرفته می‌شود. در واقع اکسیژن از این مسیر عبور داده می‌شود و ازن خروجی یک گاز ضدعفونی کننده به شمار می‌رود. این سیستم ضدعفونی می‌تواند در ضدعفونی دستگاه‌های تصفیه آب و فاضلاب استفاده شود. به دلیل ماهیت گازی که ازن دارد،‌ می‌توان به کمک آن آب و هوا را تصفیه کرد. مهندس قدمگاهی ادامه می‌دهد: فناوری این کار از جمله چند فناوری برتر دنیا در این زمینه است و از نظر قیمت، این دستگاه نصف یا کمتر از نمونه‌های خارجی قیمت دارد. علاوه بر این مهم‌ترین نکته تعمیر و نگهداری این سیستم‌هاست. اگر دستگاه ضدعفونی بدرستی کار نکند و آلودگی وارد آب مصرفی شود،‌ مشکلات غیرقابل جبرانی به وجود می‌آورد. این در حالی است که تعمیر و نگهداری دستگاه‌های خارجی علاوه‌بر هزینه‌بر بودن، زمانبر است و روند طولانی‌تری دارد. اما دستگاه‌های تولیدی داخل کشور بسرعت قابل تعمیر و استفاده مجدد هستند.

استفاده از این ازن علاوه بر ضدعفونی باعث بالا رفتن کیفیت آب می‌شود. در تصفیه‌خانه‌های شهری بخصوص تصفیه‌خانه‌هایی که از آب‌های سطحی استفاده می‌کنند، آب طعم و بو دارد. ازن علاوه بر ضدعفونی آب، طعم و بو را از بین می‌برد و رنگ آب را شفاف می‌کند و باقیمانده مضری بر جای نمی‌گذارد و تبدیل به اکسیژن در آب می‌شود. این دستگاه علاوه بر تصفیه‌خانه‌های آب شهری، در ضدعفونی هوا و همچنین دستگاه‌های کارخانه‌های صنایع غذایی که نیاز به هوای استریل دارند، کاربرد دارد. ازن تنها ماده‌ای است که می‌تواند به طور مستقیم با مواد غذایی برای ضدعفونی کردن آنها در تماس باشد.

تجهیزات داخلی برای دسترسی به چاه‌های عمیق

دسترسی به مناطقی مثل چاه‌های عمیق از جمله چالش‌های صنعت آب و فاضلاب به شمار می‌رود. اما امروز به کمک سیستم‌های رباتیک، دسترسی به محیط‌های غیرقابل دسترس و خطرناک ممکن شده است.

ابوالفضل حسنی، مدیر عامل یکی از شرکت‌های فعال در حوزه آب، درباره تاثیر استفاده از ربات‌های بازرسی شبکه‌های فاضلاب و چاه آب به جام‌جم می‌گوید: شرکت ما زمینه فعالیت رباتیک را از سال 85 آغاز کرد و ابتدا در حوزه‌های دیگر در فناوری رباتیک فعال بودیم. اما اکنون استفاده از فناوری‌های رباتیک را به بخشی آوردیم که نیاز صنعت آب و فاضلاب بود. در حال حاضر محصولات ما برای ویدئومتری چاه‌های آب عمیق و شبکه‌های فاضلاب استفاده می‌شود. تجهیزات هوشمند وارد این شبکه‌ها می‌شوند و گزارش ویدئویی و پارامترهای مختلف را به کمک حسگرهای نصب شده ضبط می‌کنند.

ازجمله ویژگی‌های متفاوت این ربات‌ها طراحی مقاوم و ضدواژگونی در شبکه، سیستم لیزری سنجش ابعاد و مجهز به دوربین عقب برای خروج است. مهندس حسنی درباره تولید این فناوری‌ها در داخل کشور ادامه می‌دهد: تجهیزات رباتیک تولید داخل از نظر قیمت هزینه بسیار کمی دارد و با بومی‌سازی مطابق شرایط کشور از خروج ارز جلوگیری می‌شود. همچنین دستگاه‌ها با استفاده از نیروی انسانی متخصص داخلی طراحی و ساخته می‌شود. در مجموع این مجموعه متشکل از متخصصان برق، الکترونیک و مکانیک است. ربات‌های بازرسی شبکه‌های فاضلاب، دوربین‌های بازرسی و ویدئومتری چاه آب و دیگر تجهیزات پیشرفته هوشمند به مناطقی فرستاده می‌شوند که دسترسی پیدا کردن به آنها سخت و خطرناک است.

سپیده شعرباف