امروزه حجم زیادی فاضلاب از مناطق مسکونی شهری و روستایی، کارخانه ها و صنایع، فعالیت‌های کشاورزی و غیره تولید میشود و تصفیه کارآمد آن به یک چالش بزرگ جهانی تبدیل شده است. تصفیه خانه های فاضلاب از روش های تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی برای تصفیه انواع مواد زائد جامد، سموم، مواد شیمیایی و سایر مواد مضر موجود در فاضلاب استفاده می کنند. بنابراین، هدف اصلی یک تصفیه خانه فاضلاب، پالایش فاضلاب است تا بتوان آن را در طبیعت رها کرد، در حالی که به سلامت عمومی و محیط زیست ضرری وارد نسازد. بیوتکنولوژی یکی از جدیدترین نوآوری های فناوری است که از موجودات زنده برای بهبود عملکرد فرآیندهای بیولوژیکی موجود و تصفیه موثر فاضلاب استفاده می کند. در ادامه کاربرد بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب را برای شما توضیح میدهیم.
بیوتکنولوژی چیست ؟
برای جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست و فرآوری ضایعات، روش های دشوار و پرهزینه ای وجود دارد. به همین دلیل، به منظور یافتن روش های موثر تر و در عین حال ارزان تر، مطالعات تحقیقاتی به طور مداوم بر روی فرآیندهای جدید صورت میگیرد. در میان این مطالعات، فرآیندهای میکروبیولوژیکی یکی از موضوعات جالب توجه است. هدف از این فرآیندها کاهش تولید ضایعات و تولید محصولات جدید است. موجودات زنده مورد استفاده در این روش مخمرها، باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها هستند و محصولات و مواد زائد فرآوری شده به دست آمده از این فرآیندها بسیار متفاوت هستند .
اگر به تصفیه فاضلاب نیاز دارید به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی شرکت پاک پساب اقلیم سر بزنید.
کاربرد بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب چیست
کاربرد بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب از دهه 1970 مورد توجه قرار گرفت و ثابت کرد که می تواند چالش ها را در بخش های مختلفی مانند تولید مواد غذایی، کشاورزی و حفاظت از محیط زیست حل کند. از آنجایی که بیوتکنولوژی شامل رشته‌های گوناگونی مانند بیوشیمی، میکروبیولوژی، ژنتیک و غیره می باشد، تعاریف وسیعی را در هر حوزه دارد. طبق تعریف کارل ارکی که در سال 1919 برای اولین بار از این واژه استفاده کرد، بیوتکنولوژی فرآیندی است که به وسیله آن مواد خام توسط موجودات زنده به محصولات جدید تبدیل می شوند. فدراسیون بیوتکنولوژی اروپا برای این عنوان تعریفی ارائه کرده است؛ در این تعریف، بیوتکنولوژی عبارت است از «ادغام علوم طبیعی و مهندسی به منظور استفاده از موجودات، سلول‌ها، قطعات موجود در آنها و آنالوگ‌های مولکولی برای محصولات و خدمات». در این توصیف، ویژگی چند رشته ای بیوتکنولوژی مورد تاکید قرار میگیرد.
تعریف دیگری از بیوتکنولوژی در گزارش OECD در سال 2005 ارائه شد. بر اساس این، بیوتکنولوژی، کاربرد علم و فناوری برای استفاده از موجودات زنده، محصولات و انواع مدل های آنها برای تولید دانش، کالا و خدمات به وسیله تغییر در مواد زنده یا غیر زنده است. موجودات زنده شامل میکروارگانیسم‌ها، آنزیم‌ها، سلول‌های حیوانی و گیاهی هستند. همچنین، اصطلاح “کالا” اشاره به محصولات صنایع مربوط به غذا، نوشیدنی، دارو و مواد بیوشیمیایی دارد. “خدمات” ذکر شده در تعریف ارائه شده نیز، به تصفیه آلودگی های محیطی اشاره میکند. OECD توضیح میدهد که در بیوتکنولوژی برای تجزیه مواد زائد، از روش های مختلفی همچون “تخمیر با استفاده از بیوراکتورها، پردازش زیستی، سفید کننده زیستی، خمیرسازی زیستی، بیولیچینگ، زیست پالایی، بیوفیلتراسیون و گیاه پالایی” استفاده می شود. فرآیندهای میکروبیولوژیکی از موجودات زنده مانند باکتری ها برای تجزیه مواد زائد و تبدیل آن به مواد قابل دفع یا مصرف مجدد استفاده می کنند.
پیشنهاد می کنیم مقاله کاربرد روش اسمز معکوس در تصفیه فاضلاب را مطالعه نمایید.
موارد استفاده از بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب
چندین روش تصفیه فاضلاب مبتنی بر بیوتکنولوژی وجود دارد که در سراسر جهان استفاده می شود. این روش ها شامل لجن فعال، حوضچه های اکسیداسیون، فیلترهای چکنده، فیلترهای زیستی و تصفیه بی هوازی است. تمام روش ها بخشی از تصفیه بیولوژیکی فاضلاب هستند و از میکروب ها برای تصفیه مواد آلی در فاضلاب استفاده می شود.
لجن فعال
در فرآیند لجن فعال، یک توده بیولوژیکی از باکتری ها و تک یاخته ها برای تجزیه مواد آلی فاضلاب استفاده می شود. در این روش از مخازن هوادهی استفاده میشود تا جریان اکسیژن را ثابت نگه دارد. یکی از ویژگی‌های این فرآیند این است که مواد جامد ته نشین شده در کف مخزن زلال ساز ثانویه، شامل توده های باکتری که لجن فعال نامیده میشود است که بخشی از آن به مخزن هوادهی بازگردانده می شود تا فرآیند هوادهی حاوی مقدار بیشتری از باکتری های فعال باشد.
فیلترهای چکنده
فیلترهای چکنده یا از سنگ ساخته شده اند یا از مواد پلاستیکی شکل یافته تشکیل شده اند. بستر این فیلتر با میکروارگانیسم ها و لجن پوشیده شده است و چون این روش هوازی محسوب میشود، شرایط عبور میزان کافی اکسیژن از این بستر فراهم است . پس از تجزیه مواد به وسیله میکروارگانیسم ها، پساب از طریق منافذ بستر عبور کرده و به وسیله سیستم زهکشی تعبیه شده، خارج می گردد. این فرآیند برای به حداقل رساندن نیاز بیولوژیکی اکسیژن (BOD) و جامدات، روشی کارآمد و موثر می باشد.
بیوراکتورهای غشایی (MBR)
بیوراکتورهای غشایی به عنوان یک سیستم میکرو فیلتراسیون عمل می کنند که به جداسازی جامدات معلق کمک می کند. یک سیستم فیلتراسیون بسیار پیشرفته قادر به تولید پساب هایی با خلوص زیاد و همچنین جداسازی مواد مغذی موجود در پساب است. برای کسب اطلاعات بیشتر به مقاله بیوراکتورهای غشایی (MBR) مراجعه کنید.
تصفیه بی هوازی
تصفیه بی هوازی به معنای عملکرد میکروارگانیسم ها در غیاب هوا است. این روش، فرآیندی پیچیده است که به هضم مواد مغذی آلاینده نیز کمک میکند. همچنین، محصولات جانبی این فرآیند تصفیه، شامل دی اکسید کربن و متان است که موجب تولید بیوگاز می شود.
آخرین پیشرفت ها در زمینه بیوتکنولوژی، امکان تولید جریان الکتریکی با استفاده از تصفیه فاضلاب را فراهم می کند. هنگامی که میکروارگانیسم ها مواد زائد آلی را از طریق فرآیند اکسیداسیون تجزیه می کنند، الکترون تولید می کنند که میتواند برای تولید جریان الکتریکی استفاده شود.
مقاله پیشنهادی: برکه تثبیت فاضلاب
مزایای بیوتکنولوژی
کاربرد بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب در مقایسه با روش های سنتی مقرون به صرفه تر است و کیفیت پساب بهتری را ارائه می دهد؛ محیط زیست و مردم را از اثرات مضر خروج پساب تصفیه نشده محافظت می کند و همچنین امکان استفاده مجدد از تولیدات جانبی تصفیه همچون لجن باقیمانده و بیوگاز تولیدی به عنوان منبع انرژی را فراهم می نماید.
