در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
دستیابی محققان به روشی جدید برای تصفیه فاضلاب
تصفیه دوزیستی به کمک محیط زیست می آید
از آنجا که اغلب واکنشهای شیمیایی در آب انجام میشوند، میتوان گفت که این ماده حیاتی میتواند نقش مهمی در تنظیم فرآیندهای طبیعی و حفاظت از محیط زیست در برابر هرگونه تغییرات ناگهانی داشته باشد. بنابراین جلوگیری از آلودگی منابع آب و محیط زیست با استفاده از راهکارهای مناسب تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن میتواند نقش مهمی در کاهش آلودگیهای زیست محیطی ایفا کند. آبهای آلوده بشدت سمی هستند و ترکیبات شیمیایی یا موجودات میکروبی آنها علاوه بر این که سبب آلودگی محیط می شوند، در مرگ آبزیان نیز تاثیرگذار خواهند بود. استفاده مجدد آبهای آلوده و پسابهای خانگی، کشاورزی یا صنعتی مستلزم استفاده از روشهای تصفیه فیزیکی، شیمیایی، بیوشیمیایی، فیلتراسیون یا تصفیه آب به روش اسمزمعکوس است. بدیهی است که با توجه به مشکلات و موانع موجود دستیابی به فناوریها و روشهای جدید در تصفیه فاضلاب میتواند در بهینهسازی سیستمهای تصفیه فاضلاب و افزایش بازده این سیستمها نقش مهمی داشته باشد.
فاضلاب یا پساب عبارت است از منابع آبی که یک بار مورد استفاده قرار گرفته و از قابلیت استفاده مجدد برخوردار نخواهد بود. مواد آلی یا مواد معدنی موجود در فاضلاب سبب ایجاد بوی نامطبوع در آن میشود.
به علاوه این فاضلابها میتوانند منشاء بیماریزایی بوده و سبب ایجاد آلودگی منابع آب و خاک شوند.
هر چه مواد زائد موجود در فاضلاب بیشتر باشد، آلایندگی بیشتری خواهد داشت.
اهمیت بهداشتی فاضلاب به عواملی مانند عوامل شیمیایی و عوامل بیماریزای موجود در آن و مواد آلی بستگی دارد که نه تنها موجب شیوع و گسترش بیماریهای مختلف در سطح جوامع میشود، بلکه در آلودگی محیط اطراف زندگی انسانها نیز تاثیر بسزایی خواهد داشت. فاضلابها علاوه بر این که از قابلیت استفاده مجدد برخوردار نخواهند بود، منجر به آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی خواهند شد و بنابراین تهدیدی جدی علیه منابعآب موجود برای تامین نیازهای جوامع انسانی به شمار میآیند که میتوانند سبب تشدید بحران جهانی آب شوند. با توجه به خطرات زیست محیطی و بهداشتی ناشی از فاضلابها و همچنین مشکلات و محدودیتهای موجود در زمینه تامین آب آشامیدنی، جمعآوری و بهسازی سیستمهای تصفیه فاضلاب بسیار ضروری خواهد بود. به طور کلی تصفیه فاضلاب عبارت است از استفاده مجدد از فاضلاب با استفاده از روشهای متداول در حذف آلایندههای شیمیایی و میکروبی موجود در فاضلابها به منظور به حداقل رساندن شیوع بیماریهای واگیر ناشی از آلودگی فاضلاب خانگی، کشاورزی یا صنعتی و تامین بهداشت عمومی در سطح جامعهتصفیه فاضلابها با کاهش احتمال آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی، استفاده مجدد از بخش عظیمی از آب مصرفی در حوزه کشاورزی یا پرورش آبزیان را امکانپذیر میسازد. به طور کلی تثبیت مواد آلی، استفاده دوباره از آب و مواد جامد حاصل از تصفیه فاضلابها و همچنین تولید پسابی که دارای قابلیت رهاسازی در محیط و عدم آسیبرسانی به محیط زیست باشد، از مهمترین اهداف تصفیه فاضلابها است. معمولا تجزیه و تثبیت مواد آلی موجود در فاضلاب جهت به حداقل رساندن آلودگیها از طریق فرآیندهای زیست شناختی و به دو روش هوازی و بیهوازی انجام میشود.
کاربرد سیستم لجن فعال در تصفیه
در مراحل گوناگون تصفیه، مقادیر مختلفی لجن تولید میشود که باید با استفاده از راهکارهای مناسب، تولید لجن اضافی در سیستمهای تصفیه را به حداقل برسانیم. از جمله روشهایی که برای دفع لجن در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند میتوان به روش هضم هـوازی و بـیهـوازی، سـوزانـدن لـجـن، بـسـترهای خشککننده و تغلیظ لجن اشاره کرد. در روش هضم هوازی، لجن تولید شده در قسمتهای مختلف سیستم برای مدت طولانی هوادهی میشود. با استفاده از این روش، میزان لجن دفعی در مراحل بعدی تصفیه کاهش مییابد، اما در روش هضم بیهوازی، لجن تهنشین شده برای مدت زمان معینی در یک محفظه بسته نگهداری میشود تا به مایع و گازی که عمدتا حاوی متان است، تبدیل شود.
در تصفیهخانههای کوچک شهری و صنعتی از روش خشک کردن لجن روی بسترهای شنی به وسیله جریان هوا برای آبگیری از لجن استفاده میشود که از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. سوزاندن لجن ازجمله روشهای دیگری است که برای دفع لجن مورد استفاده قرار میگیرد. منظور از سوزاندن لجن تبدیل مواد آلی به مواد اکسید شده یعنی دیاکسیدکربن، خاکستر و آب است که معمولا در تصفیهخانههای با ظرفیت متوسط و بالا در تمامی فرآیندهایی ــ که در انتخاب روش مناسب برای دفع لجن با محدودیت مواجهاند ــ از این روش استفاده میشود. در تصفیه بیولوژیکی در تصفیهخانه که میتواند به صورت هوازی یا غیرهوازی انجام شود، تصفیه ثانویه به کار میرود که استفاده از لجن فعال از روشهای رایج در این فرآیند است. سیستم لجن فعال از یـــک رآکــتــور تـشـکـیــل شــده اســت کــه در آن میکروارگانیسمهای موجود در فاضلاب به صورت معلق در معرض هوادهی قرار میگیرد. در بخش دیگر این سیستم در محفظه جداسازی، فاز جامد از مایع جدا میشود. علاوه بر این، سیستم لجن فعال مجهز به یک سیستم برگشتی است که مواد جامد جدا شده از فاز مایع را به رآکتور بازمیگرداند. یکی از مهمترین ویژگیهای این روش، شکلگیری مواد جامد لخته شده و قابل تهنشینی در سیستم است که در تانکهای تهنشینی از فاضلاب جدا میشوند. تصفیه بیهوازی نیز از دیگر روشهای رایج در تصفیه ثانویه است که در هضم لجن نیز مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به این که انجام این روش در تصفیه فاضلاب به هیچ نوع تجهیزاتی نیاز ندارد، روشی ارزانقیمت است که در مقایسه با روشهای هوازی، زمان ماند مورد نیاز آن بسیار بیشتر است، اما بـوی بـد حـاصل از فرآیند بیهوازی سبب ایجاد محدودیتهایی در استفاده از این روش در مناطق شهری شده است.
تصفیه در برکههای دوزیستی
به گفته دکتر محمدتقی دانشور، مجری این طرح تحقیقاتی، روش تصفیه دوزیستی روش جدیدی برای تصفیه فاضلاب است که علاوه بر این که مانع از تولید لجن اضافی یا به حداقل رساندن آن خواهد شد، با تولید بوی نامطبوع همراه نبوده و بازده تصفیه را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. در برکههای کمعمق فاضلاب برای مدت نسبتا طولانی برای انجام فرآیند پالایش طبیعی و رسیدن به تصفیه مطلوب نگهداری میشود، اما لازم است حداقل قسمتهایی از سیستم در برکهها هوازی باشند. برکههای دوزیستی از دیرباز مورد استفاده بودهاند.
یک برکه دوزیستی در مقایسه با یک برکه بیهوازی با همان حجم دارای عمق کمتر و سطح بزرگتری است. در طراحی برکه دوزیستی، حفظ یک لایه در بالای لایه بیهوازی مورد توجه قرار میگیرد. شرایط هوازی در لایه بالایی و توسط اکسیژن محلول ایجاد میشود که این اکسیژن محلول در نتیجه فتوسنتز ناشی از انتشار تابش خورشید بر جمعیت جلبکی در برکه تولید میشود. به عبارت دیگر، در برکههای دوزیستی لایه بالایی برکه به علت قرار گرفتن در معرض هوا، هوازی و لایه پایینی برکه بیهوازی خواهد بود. این برکهها به دلیل اشغال سطح بسیار زیاد و زمان ماند طولانی امروزه چندان کـاربرد ندارند. در فرآیند جدید تصفیه دوزیستی فاضلاب، فاضلاب به همراه لجن برگشتی به کف یک رآکتور دوزیستی وارد و در آن پخش میشود. باکتریهای هوازی و دوزیستی در لایههای بالایی و میانی برکههای دوزیستی، مواد آلی معلق و کلوئیدی را متابولیسم کرده و اکـسـیژن محلول را مصرف میکنند، در نتیجه دیاکسیدکربن تولید میشود که به مواد درون سلولی جلبک تبدیل خواهد شد. علاوه بر این باکتریهای دوزیست، اکسیژن ترکیبی موجود در نیتراتها و سولفاتها را نیز در مواقعی که اکسیژن آزاد تمام شود، مــورد مـصــرف قــرار مــیدهـنــد. هــوادهــی تـوسـط سوپرهوادهها در قسمت میانی رآکتور زیستی انجام میشود و به این ترتیب قسمت بالای رآکتور زیستی هوازی و بخش پایینی آن بیهوازی خواهد بود. بخشی از باکتریهای بیهوازی قسمت پایین و هوازی قسمت بالا میتوانند براساس جریان گردابی ایجاد شده درون برکه براثر هوادهی به تناوب به قسمت هوازی و بیهوازی رانده شوند که این فرآیند، سبب از بین رفتن بخشی از آنها میشود که اجساد آنها مانند بار آلی اضافی مورد تصفیه قرار میگیرند و باکتریهای دوزیستی غالب میشوند. این فرآیند سبب کاهش شدید تولید لجن اضافی خواهد شد. به این ترتیب، با عبور فاضلاب از یک برکه دو زیستی، مواد جامد در کف برکه تهنشین میشود و لایهای تشکیل میگردد که در حقیقت همانند یک لایه بیهوازی هضم کننده لجن عمل میکند و ناحیه بی هوازی برکه دوزیستی را به وجود میآورد. در بخش فوقانی لایه بیهوازی لجن، ناحیه بینابینی وجود دارد که به دلیل وجود جلبکهایی با رنگ سبز و گاهی اکسیژن محلول، از لایه بالایی به آن راه خواهد یافت.
به گفته دانشور، در این سیستم تصفیه بیهوازی، لایه پایینی با رآکتور موجود در سیستم سبب کاهش تولید لجن و شکسته شدن چربیها و مواد آلی با زنجیره بلند و آماده شدن آنها برای تصفیه هوازی میشود. تصفیه بیهوازی معمولا با ایجاد بوی نامطبوع همراه است. اما در رآکتور زیستی با هوادهی در بخش میانی، بخش بالایی کاملا هوازی بوده و بوی تولید شده در قسمت بیهوازی با تولید سولفید به سولفات در آن، حذف خواهد شد.
لجن برگشتی به قسمت بیهوازی رآکتور زیستی به دوزیستی برگردانده و در آنجا ذخیره و هضم میشود. در نتیجه نیازی به تعبیه مخزن نگهداری و هضم لجن وجود نخواهد داشت. علاوه بر این، به دلیل هوازی بودن قسمت بالایی بیورآکتور دوزیستی، فرآیند نگهداری لجن به روش بیهوازی ــ که معمولا با انتشار بوی نامطبوع همراه است ــ در این طرح بهگونهای متفاوت و بدون ایجاد بوی نامطبوع انجام خواهد شد.
در حقیقت این بخش همانند یک هضم لجن عمل میکند و لجن خارج شده از این بخش، به هضم جداگانه نیاز نخواهد داشت. در این روش میتوان در بخشی از قسمت هوازی یا بیهوازی برای ایجاد زمینهای مناسب برای رشد از یک ماده واسط تثبیت کننده زیستی و برای هوادهی از سوپر هوادهها استفاده کرد.
بـه کـارگـیـری فـرآیـنـد رشـد چـسـبـیـده و تـثـبیت میکروارگانیسمها به صورت یک غشای زیستی روی ماده واسط تثبیت کننده زیستی سبب افزایش توده زیستی و به کارگیری روش هوادهی با استفاده از سوپرهوادهها موجب افزایش عملکرد انتقال اکسیژن و در نتیجه افزایش بازدهی و کاهش تولید لجن و پایداری سیستم در برابر انواع تنشهای احتمالی خواهد شد.
بازیافت فاضلابها
بخش عظیمی از فاضلابهای تصفیه شده در نهایت در محیط دفع خواهند شد. با توجه به این موضوع، آبهای سطحی و بسترها و سفرههای آبزیرزمینی که از دریافت کنندههای نهایی سیستمهای تصفیه و دفع فاضلاب هستند و همچنین تجهیزات بازیافت فاضلاب باید در فاصله مناسبی نسبت به واحدهای تصفیه فاضلاب قرار گیرند تا بتوانند کمترین خطرات زیستمحیطی را به همراه داشته باشند.
یکی از روشهای متداول در دفع فاضلابها، کاهش غلظت و انتقال آن به آبهای سطحی است. در سالهای اخیر، با توجه به کمبود منابع آب آشامیدنی و پیامدهای ناشی از بحران جهانی آب، استفاده از فاضلاب تصفیه شده به عنوان بخشی از منبع آب مورد نیاز در بخشهای مختلف مورد توجه قرار گرفته و به همین دلیل، استفاده از جریانهای خروجی تصفیه فاضلاب در حوزه کشاورزی و ایجاد فضای سبز در پارکها و حاشیه بزرگراهها و جادهها به عنوان طرحی جدید در بسیاری از کشورها به مرحله اجرا درآمده است.
فرانک فراهانیجم
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
گزارش «جامجم» درباره دستاوردهای زبان فارسی در گفتوگو با برخی از چهرههای ادب معاصر
فارسی، زبان گفتوگوی جهان
معاون وزیر بهداشت:
