استفاده مجدد از آب یک فرصت بزرگ برای حمایت از جوامع و اقتصاد کشورمان و همچنین تقویت منابع آب مطمئن برای مصرف انسانی، کشاورزی، تجارت، صنعت، تفریح و اکوسیستم‌های سالم است؛ بنابراین، ما باید تلاش کنیم تا این منبع مهم را حفظ کنیم. برای اینکه بتوانیم از آب مصرفی مجدداً استفاده کنیم و یا در واقع با روش‌های تصفیه، فاضلاب را به چرخه مصرف برگردانیم، لازم است روش‌های تصفیه را بشناسیم و همچنین جهت رساندن آن به کیفیت و استانداردهای مصرف از روش های پیشرفته نیز استفاده نماییم. در این مقاله با روش های تصفیه پیشرفته فاضلاب آشنا خواهیم شد.
تصفیه پیشرفته فاضلاب چیست؟
در تصفیه خانه فاضلاب مراحل و روش‌های مختلفی برای انجام عمل تصفیه صورت می‌گیرد. فاضلاب پس از ورود به تصفیه خانه مراحل تصفیه اولیه و تصفیه ثانویه را پشت سر می گذارد و پس از این مرحله معمولاً 85 درصد از BOD5 و جامدات محلول و سایر مواد موجود در فاضلاب خام حذف می‌شود. هنگامی که یک مرحله ضدعفونی نیز اضافه شود، این فرآیندها می‌توانند حذف قابل توجهی اما نه کامل برای باکتری‌ها و ویروس‌ها فراهم کنند. بااین‌حال، برخی از مواد مانند فسفر، نیتروژن، مواد آلی غیر قابل تجزیه زیستی یا مواد معدنی محلول و … در فاضلاب وجود دارد که امکان استفاده مجدد از آن را محدود خواهد کرد. در نتیجه، مراحل تصفیه اضافی به واحدهای تصفیه خانه فاضلاب اضافه می‌شود تا حذف مواد آلی و جامد بیشتر یا حذف مواد مغذی و یا مواد سمی فراهم شود. این فرآیندهای تصفیه فاضلاب در دسته‌ای از طرح‌های تصفیه به نام “تصفیه فاضلاب پیشرفته” دسته بندی می‌شوند.
در واقع، تصفیه پیشرفته فاضلاب را می‌توان به‌طورکلی به عنوان هر فرآیندی که برای تولید پساب با کیفیت بالاتر از آنچه که معمولاً توسط فرآیندهای تصفیه اولیه و ثانویه به دست می‌آید، تعریف کرد.
روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب
تصفیه پیشرفته فاضلاب بسته به اینکه هدف از تصفیه حذف چه ماده‌ای است تعیین می‌شود. اغلب در مرحله تصفیه پیشرفته هدف حذف موادی مانند نیتروژن و فسفر و در فاضلاب‌های صنعتی حذف سایر آلاینده‌ها است. به‌طورکلی روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب عبارت‌اند از:
- فرآیند اکسیداسیون پیشرفته یا AOP
- فرآیندهای تبادل یونی
- فرآیندهای غشایی (NF، UF و …)
1. فرآیند اکسیداسیون پیشرفته (AOP)
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) فناوری‌هایی هستند که عموماً از رادیکال‌های هیدروکسیل، برای پاک‌سازی آلاینده‌های آلی در فاضلاب استفاده می‌کنند. AOPها روش‌های جدید بسیار مؤثری هستند که فرآیند اکسیداسیون را سرعت می‌بخشند. AOP می‌تواند با تابش ازن (O3)، کاتالیزور یا اشعه ماورای بنفش (UV) ترکیب شود تا خروجی پساب بسیار با کیفیتی را ارائه دهد. روش‌های اکسیداسیون پیشرفته نیز شامل موارد شکل زیر است.
پیشنهاد می‌کنیم مقاله کاربرد فناوری نانو در تصفیه فاضلاب را مطالعه کنید.
2. فرآیندهای تبادل یونی
تبادل یونی فرآیندی است که در آن یون‌های یک گونه خاص در محلول با یون‌هایی با بار مشابه اما گونه‌های مختلف متصل به یک رزین نامحلول جایگزین می‌شوند. در اصل، تبادل یونی یک فرآیند جذب است و همچنین می‌تواند یک واکنش شیمیایی برگشت‌پذیر در نظر گرفته شود. کاربردهای رایج تبادل یونی عبارت‌اند از نرم کردن آب (حذف یون‌های “سختی” مانند CA2+ و Mg2+) و حذف نیترات در عملیات تصفیه پیشرفته فاضلاب. این رزین‌های تبادل یونی یا زئولیت‌های غیرآلی طبیعی هستند یا از رزین‌های آلی مصنوعی تولید می‌شوند. امروزه رزین‌های آلی مصنوعی رایج‌ترین نوع مورد استفاده هستند؛ زیرا ویژگی‌های آنها را می‌توان برای کاربردهای خاص تنظیم کرد.
3. فرآیندهای غشایی در تصفیه پیشرفته فاضلاب
اساساً غشاء مانعی است که با محدود کردن حرکت اجزا، دو فاز را از یکدیگر جدا می‌کند. غشاها از قرن 18 وجود داشته‌اند. از آن زمان، پیشرفت‌های زیادی برای مناسب‌تر ساختن غشاها برای بسیاری از کاربردهای مختلف بخصوص در صنعتی تصفیه آب و فاضلاب صورت گرفته است.
به طور مشخص، غشاها را می‌توان به دو دسته ایزوتروپ یا ناهمسان‌گرد طبقه بندی کرد. غشاهای ایزوتروپیک از نظر ترکیب و ساختار فیزیکی یکنواخت هستند. آنها می‌توانند ریز متخلخل باشند. در این صورت شار نفوذ آنها در مقایسه با زمانی که غیرمتخلخل (متراکم) هستند که کاربرد آنها به دلیل شارهای نفوذ کم بسیار محدود است، نسبتاً زیاد است. غشاهای ریز متخلخل ایزوتروپیک به طور گسترده در غشاهای میکروفیلتراسیون یا MF کاربرد دارند. از طرف دیگر غشاهای ناهمسان‌گرد در سطح غشا غیریکنواخت هستند و از لایه‌های مختلف با ساختار و ترکیب متفاوت تشکیل شده‌اند. این غشاها دارای یک لایه انتخابی نازک هستند که توسط یک لایه ضخیم‌تر و بسیار نفوذپذیر پشتیبانی می‌شود. آنها به ویژه در فرآیندهای اسمز معکوس (RO) کاربرد دارند.
بنابراین، فرآیندهای غشایی نیز در طراحی و انتخاب تجهیزات و در نتیجه کاربرد استفاده، با یکدیگر متفاوت هستند.
روش‌های پیشرفته غشایی که در حال حاضر برای حذف مواد باقیمانده در فاضلاب به کار می‌روند شامل بیوراکتورهای غشایی یا MBR، میکروفیلتراسیون یا MF، اولترافیلتراسیون یا UF، نانوفیلتراسیون یا NF و RO یا فرآیند اسمز معکوس هستند که تصفیه نهایی پساب را به سطح کیفی مناسب و حتی تا حد مصرف جهت آشامیدن می‌رساند.
پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی با روش اسمز به مقاله کاربرد روش اسمز معکوس در تصفیه فاضلاب مراجعه کنید.
سخن پایانی
همان‌طور که در بالا نیز گفتیم، تصفیه پیشرفته فاضلاب جهت حذف مواد آلی و معدنی باقیمانده در فاضلاب به کار برده می‌شود و شامل روش‌های مختلفی مانند اکسیداسیون پیشرفته، استفاده از رزین‌های تبادل یونی و الکترودیالیز و همچنین استفاده از غشاءها مانند فرآیندهای اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، میکروفیلتراسیون و … است. استفاده از روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب هرگونه مخاطره و نگرانی را جهت استفاده مجدد از فاضلاب بر طرف خواهد کرد و پساب خروجی با تا حد استاندارد مورد نظر تصفیه و تخلیه خواهد نمود.
شرکت پاک پساب اقلیم طراح و مجری سیستم‌های تصفیه پیشرفته فاضلاب آماده پاسخگویی به تمامی سؤالات فنی و راهنمایی در خصوص تهیه پکیج تصفیه فاضلاب پیشرفته، پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و … است.
