استفاده مجدد از آب یک فرصت بزرگ برای کاهش فشار کمبود آب و تغییرات اقلیمی و حمایت از اقتصاد و جوامع انسانی و اقتصادی کشورهست و موجب ایجاد منابع آب مطمئن برای مصارف انسانی، کشاورزی، تجارت، صنعت، تفریح و اکوسیستم‌های سالم می‌باشد. تصفیه و بازیافت آب، نیازمند شناخت کامل روش های تصفیه همچون روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب است تا بتوانیم آن را به کیفیت و استاندار های مصرف برسانیم، برای آشنا شدن با این روش ها در این مقاله همراه ما باشید.
تصفیه پیشرفته فاضلاب چیست؟
در تصفیه خانه فاضلاب مراحل و روش‌های مختلفی برای تصفیه آلاینده های فاضلاب وجود دارد. فاضلاب پس از ورود به تصفیه خانه مراحل تصفیه اولیه و تصفیه ثانویه را پشت سر می گذارد و پس از این مراحل، بر اساس داده های علمی (Metcalf & Eddy) تا 85 درصد از BOD5، جامدات محلول و سایر مواد موجود در فاضلاب خام حذف می‌شود. اضافه شدن یک مرحله گندزدایی، این میزان از راندمان حذف را می‌تواند افزایش دهد. 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 بیشتر، حذف مواد مغذی یا سایر پارامترها نظیر مواد شیمیایی یا فلزات سنگین فراهم شود. این فرایندها در دسته بندی روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب قرار می‌گیرند.
همچنین در ادامه بخوانید: تصفیه فاضلاب چیست؟ صفر تا صد تصفیه فاضلاب
در حقیقت، به‌طورکلی تصفیه پیشرفته فاضلاب را می‌توان به عنوان هر فرایندی که برای تولید پساب با کیفیت بالاتر از آنچه که معمولاً توسط فرایندهای تصفیه اولیه و ثانویه به دست می‌آید، تعریف کرد.
روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب
روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب مورد استفاده، بسته به اینکه هدف از تصفیه حذف چه ماده‌ای است تعیین می گردد. اغلب هدف از تصفیه پیشرفته حذف موادی مانند نیتروژن و فسفر، ترکیبات شیمیایی مقاوم یا سموم می‌باشد.
به‌طورکلی روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب عبارت‌اند از:
- فرایند اکسیداسیون پیشرفته یا AOP
- فرایندهای تبادل یونی
- فرایندهای غشایی
- جذب کربن فعال
- الکتروکواگولاسیون
- فنتون و الکتروفنتون
- فتوکاتالیز
- الکترودیالیز
- تصفیه زیستی پیشرفته
- اوزوناسیون پیشرفته
- پلاسمای سرد
محصول پیشنهادی: ازن ژنراتور
فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP)
فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) فناوری‌هایی هستند که عموماً از رادیکال‌های هیدروکسیل، برای پاک‌سازی آلاینده‌های آلی در فاضلاب استفاده می‌کنند. AOPها روش‌های جدید مؤثری هستند که فرایند اکسیداسیون را سرعت می‌بخشند. این روش با ترکیب ازن، اشعه UV یا کاتالیزورها پسابی با کیفیت بالا تولید می‌کند و در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی استفاده می‌شود.
فرایندهای تبادل یونی
تبادل یونی فرایندی 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 فرایند جذب است و همچنین می‌تواند یک واکنش شیمیایی برگشت‌پذیر در نظر گرفت. کاربردهای رایج تبادل یونی عبارت‌اند از نرم کردن آب (حذف یون‌های “سختی” مانند CA2+ و Mg2+) و حذف نیترات در عملیات تصفیه پیشرفته فاضلاب. رزین‌های تبادل یونی شامل زئولیت‌های غیرآلی طبیعی و رزین‌های آلی مصنوعی هستند که امروزه رزین‌های آلی مصنوعی رایج‌ترین نوع مورد استفاده هستند؛ زیرا ویژگی‌های آنها را می‌توان برای کاربردهای خاص تنظیم کرد.
فرایندهای غشایی در تصفیه پیشرفته فاضلاب
اساساً غشاء مانعی است که با محدود کردن حرکت اجزا، دوفاز را از یکدیگر جدا می‌کند. غشاها از قرن 18 وجود دارند و از آن زمان، پیشرفت‌های زیادی برای مناسب‌تر ساختن آن ها برای کاربردهای مختلف بخصوص در حوزه صنعت تصفیه آب و فاضلاب صورت گرفته است.
فرایندهای غشایی در طراحی و انتخاب تجهیزات و در نتیجه کاربرد، با یکدیگر متفاوت هستند. روش‌های پیشرفته غشایی که در حال حاضر برای حذف مواد باقیمانده در فاضلاب به کار می‌روند شامل بیورآکتورهای غشایی یا MBR، میکروفیلتراسیون یا MF، اولترافیلتراسیون یا UF، نانوفیلتراسیون یا NF و RO یا فرایند اسمز معکوس هستند که پساب را به سطح کیفی مناسب می‌رساند.
جذب کربن فعال
فرایند جذب کربن فعال یکی از روش‌های مؤثر در تصفیه پیشرفته فاضلاب است که برای حذف مواد آلی مقاوم، ترکیبات شیمیایی و بوهای نامطبوع کاربرد دارد. کربن فعال، ماده‌ای با سطح متخلخل و ظرفیت جذب بالا، از موادی مانند زغال‌سنگ یا پوسته نارگیل ساخته شده است و با ایجاد پیوندهای فیزیکی یا شیمیایی، آلاینده‌ها را از فاضلاب حذف می کند .
در فرایند جذب، فاضلاب از بسترهای کربن فعال (به‌صورت گرانول یا پودری) عبور داده می‌شود. آلاینده‌هایی مانند رنگ‌ها، سموم کشاورزی، داروها و ترکیبات فرار آلی (VOCs) به سطح کربن متصل شده و از جریان فاضلاب جدا می‌شوند. این روش به‌ویژه در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی (مانند صنایع نساجی یا دارویی) و بازچرخانی آب برای مصارف حساس کاربرد دارد.
الکتروکواگولاسیون
الکتروکواگولاسیون (EC) روشی پیشرفته برای تصفیه فاضلاب است که با استفاده از جریان الکتریکی، آلاینده‌ها را حذف می‌کند. این فناوری به‌ویژه برای فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین، مواد معلق، روغن و ترکیبات آلی پیچیده مناسب است.
در فرایند الکتروکواگولاسیون، الکترودهای فلزی (معمولاً آهن یا آلومینیوم) در فاضلاب قرار می‌گیرند. با اعمال جریان الکتریکی، الکترودها یون‌های فلزی آزاد می‌کنند که با آلاینده‌ها واکنش داده و لخته‌های نامحلول تشکیل می‌دهند. این لخته‌ها از طریق ته‌نشینی یا شناورسازی جدا می‌شوند و فاضلاب تصفیه می‌شود. فرایند EC همچنین می‌تواند با تولید حباب‌های گاز، مواد معلق را به سطح هدایت کند.
فنتون و الکتروفنتون
این فناوری از ترکیب پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و یون‌های آهن (Fe²⁺) برای تولید رادیکال‌های هیدروکسیل استفاده می‌کند که آلاینده‌های آلی مقاوم (مثل داروها یا رنگ‌ها) را تجزیه نماید. در روش الکتروفنتون، جریان الکتریکی این فرایند را تقویت می‌کند.
فناوری فنتون برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی همچون نساجی یا شیمیایی که ترکیبات سخت تجزیه پذیر دارند، مناسب است و کارایی بالایی در حذف آلاینده های پیچیده دارد.
فتوکاتالیز
از اشعه UV و کاتالیزورهایی مثل دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) برای تولید گونه‌های اکسیدکننده استفاده می‌شود که می‌توانند آلاینده های آلی را تجزیه کنند. کاربرد این فناوری در حذف میکروپلاستیک ها، داروهای و ترکیبات آلی فرار در فاضلاب است و از مزایای آن می‌توان به سازگاری با محیط زیست و عدم نیاز به مواد شیمیایی اضافه اشاره کرد.
پکیج های تصفیه فاضلاب پاک پساب اقلیم را از دست ندهید!
الکترودیالیز
در این فناوری از غشاهای تبادل یونی و جریان الکتریکی برای جداسازی یون‌ها (مثل نمک‌ها یا فلزات سنگین) از فاضلاب استفاده می‌شود. کاربرد این روش در شیرین سازی فاضلاب شور یا حذف نیترات و فسفر است و تولید پساب با کیفیت را با دقت بالایی انجام می‌دهد. اگر چه مصرف انرژی بالا و نیاز به نگهداری غشاها از موارد محدود کننده استفاده از این فناوری پیشرفته می‌باشد.
تصفیه زیستی پیشرفته
تصفیه زیستی پیشرفته شامل فرایندهایی مثل فرایند آناموکس (Anammox) برای حذف نیتروژن به‌صورت بی‌هوازی یا استفاده از میکروارگانیسم‌های مهندسی‌شده برای تجزیه آلاینده‌های خاص می‌باشد. کاربرد این فرایندها به صورت خاص در حذف مواد مغذی از فاضلاب‌های شهری و صنعتی می‌باشد.
اوزوناسیون پیشرفته
فرایند اوزوناسیون پیشرفته روشی مؤثر در تصفیه پیشرفته فاضلاب است که از گاز ازن (O₃) برای اکسیداسیون آلاینده‌ها استفاده می‌کند. ازن با تولید رادیکال‌های اکسیدکننده، ترکیبات آلی مقاوم، داروها، رنگ‌ها و بوهای نامطبوع را تجزیه می‌کند و همزمان فاضلاب را ضدعفونی می‌نماید. این روش با ترکیب کاتالیزورها یا اشعه UV کارایی بالاتری پیدا می‌کند و برای تصفیه فاضلاب‌های بیمارستانی و صنعتی کاربرد دارد. اوزوناسیون لجن کمتری تولید می‌کند و سرعت واکنش بالایی دارد. بااین‌حال، هزینه تولید ازن و نیاز به تجهیزات تخصصی از محدودیت‌های آن است. این روش پساب باکیفیت برای بازچرخانی یا تخلیه ایمن فراهم می‌کند.
پلاسمای سرد
پلاسمای سرد یک فناوری نوظهور در تصفیه پیشرفته فاضلاب است که از تخلیه الکتریکی در دمای پایین برای تولید گونه‌های واکنش‌پذیر مانند رادیکال‌ها و یون‌ها استفاده می‌کند. این گونه‌ها آلاینده‌های آلی مقاوم، باکتری‌ها و میکرو آلاینده‌ها را تجزیه می‌کنند. پلاسمای سرد برای فاضلاب‌های پیچیده، مانند فاضلاب‌های بیمارستانی یا شیمیایی، مناسب است و نیازی به مواد شیمیایی اضافی ندارد. این روش همچنین با تولید اکسیدان‌های قوی، ضدعفونی مؤثری انجام می‌دهد. بااین‌حال، هزینه بالای تجهیزات و مصرف انرژی از چالش‌های این روش پیشرفته تصفیه فاضلاب می‌باشد.
برای اطلاعات بیشتر تصفیه فاضلاب با روش های کم هزینه و کارآمد را بخوانید!
سخن پایانی
روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب، به منظور ارتقا سطح کیفی پساب تصفیه شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب هر یک از روش های نامبرده در این مقاله، وابسته به کیفیت آلاینده ها، حجم فاضلاب، هدف از تصفیه و هزینه های اقتصادی دارد. هر کدام از این فناوری ها، مزایا و محدودیت های منحصر به خود را دارد که نیازمند شناخت کامل فرایندها پیش از گزینش و به‌کارگیری می‌باشد. استفاده از روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب هرگونه مخاطره و نگرانی را جهت استفاده مجدد از فاضلاب بر طرف خواهد کرد و پساب خروجی را تا حد استاندارد مورد نظر تصفیه و تخلیه خواهد نمود.
شرکت مهندسی 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 … می‌باشد.
