چهار نمونه از تکنولوژی های جدید تصفیه فاضلاب

تکنولوژی های جدید تصفیه فاضلابب

با افزایش جمعیت جهان، تصفیه فاضلاب اهمیت دو چندانی پیدا می­کند. ما نه تنها باید ابزاری برای تصفیه آب پیدا کنیم که ردپای کربن کمتری از خود به جای بگذارد، بلکه باید راه‌های جدید و خلاقانه‌ای برای دفع محصول جانبی آب‌گیری لجن‌ فاضلاب پیدا کنیم.

چه فناوری های جدیدی برای تصفیه فاضلاب به وجود آمدند؟ چهار فن‌آوری جدید و جذاب زیر، برای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می­گیرند:

هیدرولیز حرارتی

هیدرولیز حرارتی[1]فن آوری هیدرولیز حرارتی سه هدف را دنبال می کند: تصفیه فاضلاب، کاهش محصولات زباله­ های جانبی و کاهش تولید بیوگاز. تصفیه خانه های فاضلاب سنتی باید برای مقابله با مقادیر زیادی لجن تولید شده در طی فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی برنامه ریزی کنند. از طرف دیگر، سیستم تصفیه هیدرولیز حرارتی، لجن را به عنوان منبع ارزشمندی برای تولید انرژی تعریف می­کند. پس از تصفیه فاضلاب و جمع آوری لجن، تولید بیوگاز آغاز می شود. لجن در خمره های بزرگ گرم و فشرده می شود. دمای مورد نیاز بین 160 تا 165 درجه سانتیگراد و فشار مورد نیاز بین 7 تا 11 یا 12 بار است. دو فناوری هیدرولیز حرارتی وجود دارد: دسته­ای یا بیولوژیکی حرارتی[2] و فناوری اگلیس[3]

فرایند دسته­ای هیدرولیز حرارتی یا بیولوژیکی حرارتی

فناوری بیولوژیکی حرارتی به زمین­های بزرگی برای هر نیروگاه نیاز دارد و همچنین برای شروع انجام فرایند نیازمند مقادیر نسبتاً زیادی فاضلاب در طول روز بوده تا بیوگاز کافی برای ادامه کار تولید شود. با این وجود، برای شهرهای بزرگ هیچ کدام از این دو موضوع مشکل محسوب نمی­شود و تولید بیوگاز می­تواند یک منبع درآمد قابل توجه باشد.

فرایند هیدرولیز حرارتی اگلیس

فناوری اگلیس می­تواند در فضای کوچکتر اجرا شود و نیاز به فاضلاب کمتری نیز دارد. علاوه بر اینکه فضای کمتری نسبت به فرآیند بیولوژیکی حرارتی نیاز دارد، 130 درصد بیوگاز بیشتری نسبت به پر بازده­ترین سیستم­های هیدرولیز حرارتی با بهره­گیری از همان مقدار لجن، تولید می­کند. همچنین میزان دورریز نهایی (لجن) کمتری دارد. از معایب این فناوری می­توان به هزینه­ی بالای توسعه یک کارخانه اگلیس اشاره کرد ولی این درحالی است که هزینه های عملیاتی بسیار کمتری از سایر سیستم های هیدرولیز حرارتی است.

پیل سوختی میکروبی

پیل سوختی میکروبی[4]فناوری دیگری که سه عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد، فناوری سلول های سوختی میکروبی (MFC) است که از باکتری ها برای تصفیه فاضلاب استفاده می­کند.. تصفیه فاضلاب توسط باکتری­ها در حالی انجام می­شود که محصول جانبی فعالیت و مصرف باکتری‌ها از لجن فاضلاب، الکترون‌های بارداری است که می‌توانند به الکتریسیته تبدیل شوند. تکنولوژی تولید الکتریسیته توسط انتقال الکترون­های تولید شده در طی اکسیداسیون باکتریایی به یک الکترود، از مدت­ها پیش توسط دانشمندان کشف و مورد استفاده قرار می­گیرد. اگر بتوان فناوری MFC را در مقیاس بزرگ به کار گرفت، در سوخت­های فسیلی تولید برق تا حد زیادی صرفه­جویی شده که این امر در کاهش آلودگی هوا و خطرات محیط­زیستی استفاده از سوخت­های فسیلی کمک شایانی می­کند.

تصفیه فاضلاب به روش فوتوکالیستی خورشیدی

تصفیه فاضلاب به روش فوتوکالیستی خورشیدی[5]یکی از بزرگترین مشکلات در مورد تصفیه فاضلاب، تصمیم گیری در مورد این است که با لجن تولید شده چه باید کرد. تصفیه فاضلاب به روش فتوکاتالیستی خورشیدی می­تواند مقادیر لجن مازاد را تا بیش از 80 درصد در مقایسه با سیستم­های سنتی تصفیه فاضلاب کاهش دهد. لجن که به عنوان “محتوای آلی” نیز شناخته می شود، به دلیل فرآیند تجزیه میکروبی- اکسیداسیون- به نام “تابش خورشیدی” به طور چشمگیری توسط یک سیستم فوتوکاتالیستی کاهش می­یابد. تابش خورشیدی یک اثر هم افزایی است که وقتی با پراکسید هیدروژن ترکیب می شود، مقدار کربن موجود در لجن را کاهش می دهد. کربن عنصر و عامل اصلی در محتوای آلی است.

در فوتوکاتالیز، فوتون‌ها را می‌توان به‌عنوان واکنش‌دهنده و یا کاتالیزور کمکی دید، از این رو نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کنند. بر این اساس، تلاش های تحقیقاتی قابل توجهی از دهه 90 برای استفاده از تابش خورشیدی به عنوان منبع نور فراوان، تجدید پذیر و بالقوه­ی بدون هزینه، انجام شده است. به طور سنتی، سیستم های جمع کننده خورشیدی به طور کلی بر اساس ضریب غلظت آنها یا دمایی که سیستم می­تواند به آن برسد. به عنوان متمرکز یا غیر متمرکز طبقه بندی می شوند. ترکیبی از تطبیق پذیری گسترده، هزینه بالقوه بسیار کم و قابلیت تبدیل کلی به محصولات غیر سمی، استفاده از روش فوتوکاتالیستی خورشیدی را برای تصفیه فاضلاب به روشی قابل قبول و محبوب تبدیل کرده است.

فن­آوری­های طبیعی برای تصفیه فاضلاب

دو مورد از بزرگترین منابع فاضلاب، پشت­بام­ها و خیابان­ها هستند. آبی که پس از رگبارها و سیلاب بر روی زمین و خیابان­ها زهکشی شده و جریان پیدا می­کند اغلب پس از جمع کردن مقادیر قابل توجهی از سموم، زباله های آلی و عوامل بیماری زا به طبیعت باز می­گردد. اما به جای آنکه این فاضلاب که توسط عوامل شهری آلوده شده و با ورود به رودخانه­ها، دریاچه­ها، دریاها و اقیانوس­ها می­تواند باعث آلودگی و مسمومیت جانداران و تخریب اکوسیستم شود، شهرداری ها و سازمان های دولتی در سراسر این امکان را دارند که با استفاده از فناوری های طبیعی برای تصفیه این فاضلاب اقدام کنند. فناوری‌های طبیعی شامل مواردی مانند حوضچه‌های ته­نشینی، تالاب‌های حفاری‌شده با سیستم‌های فیلتراسیون، و فیلترهای با مقایس بزرگ خاکی است. با کاهش سرعت خروج آب سیلاب از محیط شهری و اجازه دادن به جامدات و میکروب­ها برای ته نشینی و گیر افتادن در یک فیلتر طبیعی، آب آزاد شده به طبیعت به طور قابل توجهی تمیزتر می­شود.


Resources :

*https://aosts.com/4-exciting-new-technologies-associated-wastewater-treatment

**Fendrich, M. A., Quaranta, A., Orlandi, M., Bettonte, M., Miotello, A., 2019. Solar Concentration for Wastewaters Remediation: A Review of Materials and Technologies, Applied Science, 9, 118.

[1] Thermal Hydrolysis

[2] Biothelys

[3] Exelyis

[4] Microbial Fuel Cells

[5] Solar Photocatalytic Wastewater Treatment

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

Call Now Button