تصفیه فاضلاب دامداری چیست و از چه روش هایی انجام می شود؟

استفاده مجدد از فاضلاب در کشاورزی به عنوان جزئی از منابع تأمین آب کشاورزی در کشورهای مختلف و به خصوص کم‌آب اهمیت یافته است. آبیاری با پساب تصفیه شده به خودی خود یا مخلوط با آب ناشی از منابع متعارف آبیاری، هم به عنوان یک شکل مؤثر دفع فاضلاب در محیط زیست و هم به عنوان راهی برای بازیافت فاضلاب در مناطق خشک و نیمه خشک است که کمبود آب شیرین آنها را مجبور می‌کند از همه منابع متعارف و غیرمتعارف به عنوان منابع آب کشاورزی استفاده کنند. این رویکرد می‌تواند هم از نظر اقتصادی و هم از نظر بهره‌وری در آبیاری نتایج مثبتی به همراه داشته باشد  و در ترویج  برنامه های توسعه پایدار مفید واقع شود. در سطح بین المللی، در اکثر کشورهای دارای کشاورزی آبی، از آب منابع غیرمتعارف برای آبیاری محصولات زراعی استفاده می‌شود. در کشورهای جنوب اروپا مانند یونان، ایتالیا، پرتغال، قبرس، اسپانیا و جنوب فرانسه شرایط خشک یا نیمه خشک اقلیمی برقرار است و  در نتیجه بخشی از نیاز آبی بخش کشاورزی با استفاده از منابع غیرمتعارف آب تأمین می‌شود. نیاز به استفاده از فاضلاب تصفیه شده متعاقب با تغییرات اقلیمی و کاهش میزان بارندگی در سراسر جهان در حال افزایش است. یکی از منابع نامتعارف آبیاری، فاضلاب دامداری هاست که به دلیل دارا بودن مواد مغذی برای کشاورزی، منبع مفید و پایداری تلقی می‌شود. د ر ادامه با ما همراه باشید تا با تصفیه فاضلاب دامداری و ویژگی های آن آشنا شوید.

فاضلاب دامداری چیست؟

فاضلاب ناشی از دام (خوک، گاو و طیور) به عنوان یک منبع آب غیرمتعارف برای آبیاری شناخته می‌شود که به طور گسترده در کشورهای توسعه یافته و همین طور کشورهای نیمه خشک در حال توسعه برای جبران کمبود شدید آب استفاده می‌شود. این فاضلاب ها با نیاز بالا به اکسیژن بیولوژیکی (BOD)، نیاز بالا به اکسیژن شیمیایی (COD)، میزان بالای مواد مغذی (نیتروژن و فسفر که می‌توانند به طور بالقوه به عنوان مواد مغذی برای محصولات استفاده شوند)، مواد جامد معلق و عوامل بیماری‌زا مشخص می‌شوند. بسته به این ویژگی ها و درجه تصفیه ای که باید برای استفاده مجدد از این فاضلاب ها یا تخلیه مستقیم آنها به رودخانه ها یا آب‌های طبیعی انجام شود، پیکربندی های مختلفی از تصفیه خانه ها برای فاضلاب دام توسعه داده شده است. طبق مقررات هر کشور، دامداری های صنعتی باید مجهز به تصفیه خانه فاضلاب برای کم خطر سازی فاضلاب های تولیدی خود باشند. در غیر این صورت، در برخی از کشورها قوانین زیست محیطی کشاورزان را وادار به پرداخت هزینه های مربوط به جمع آوری و تصفیه در تصفیه خانه های شهری می‌نمایند.

فاضلاب تولیدی در دامداری ها حجم زیاد و کیفیت پیچیده ای دارد و مدیریت آن دشوار است. در صورت عدم تصفیه مناسب، این نوع  از فاضلاب می‌تواند منبع اصلی آلودگی آب های زیرزمینی و سطحی در محیط زیست باشد.

ترکیب فاضلاب دامداری به منشأ تولید آن ها بستگی دارد. معمولاً آلاینده های آلی عمده ای که در فاضلاب دام ها با آن مواجه می شوند، کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی های حاصل از شیردوشی هستند. فاضلاب دام همچنین حاوی مقادیر زیادی رنگ، مواد جامد معلق زیاد، COD بالا، BOD بالا، فلزات سنگین، نیتروژن، فسفر، آنتی بیوتیک ها و باکتری های بیماری زا، مانند E. coli، مخمرها، کپک ها، باکتری های کلیفرم، استافیلوکوکوس اورئوس و … است که می‌تواند در صورت عدم مدیریت و تصفیه صحیح، این دسته از فاضلاب ها را به فاضلاب های سمی تبدیل کند.

ویژگی های فاضلاب دامداری

به طور کلی رایج ترین منابع تولید فاضلاب دامداری عبارت از پساب ریخته شده کارخانه های لبنیات (حاوی ادرار، سرگین، آب شستشو، شیر باقیمانده و ضایعات خوراک دام)، کود لبنی، بستر طیور (ترکیبی از کود، آب، خوراک ریخته شده، پرها و مواد بستر) و سایر ضایعات حاصل از عملیات تکمیلی دام است.

علاوه بر مقادیر بالای BOD، COD و TSS، فاضلاب دام دارای غلظت بالایی از نیتروژن معدنی و آلی و سایر مواد مغذی است. به دلیل غلظت بالای مواد آلی و نیتروژن، فرایندهای پیچیده تصفیه فاضلاب مورد نیاز بود. در جدول زیر مقادیر کلی پارامترهای فاضلاب دامپروری (گاو شیری) نشان داده شده است.

مراحل تصفیه فاضلاب دامداری

استاندارد مورد نیاز برای تصفیه فاضلاب، بستگی به محدودیت های اعمال شده توسط هر نوع مصرف مجدد و یا حتی شیوه دفع آن دارد و هدف از تصفیه فاضلاب به حداقل رساندن خطرات برای سلامت انسان و محیط زیست است.

شکل 1 و 2 دو نمونه از تصفیه خانه های فاضلاب را نشان می دهد که در مزارع گاوداری و بر اساس روش های تصفیه مرسوم شامل تصفیه فیزیکی و بیولوژیکی کار می کنند. پساب تصفیه شده را می توان به عنوان آب آبیاری استفاده کرد، در حالی که لجن تصفیه شده را می توان برای کوددهی محصولات کشاورزی در مزرعه مورد استفاده قرار داد.

شکل 1

شکل 2

جامدات باقیمانده از فرایندهای مختلف تصفیه همچون لجن فعال یا فرایندهای هضم بی‌هوازی، همچنان می‌توانند خطرات زیست‌محیطی داشته باشند. از سوی دیگر راندمان حذف آلاینده ها در فرایندهای بی‌هوازی پایین‌تر از فرایندهای هوازی است که باید در تصفیه لجن باقیمانده در نظر گرفته شود… فرایند MBR، وتلند ها و فرایندهای اصلاح شده لجن فعال، به دلیل تجزیه زیستی بیشتر مواد سمی، نتایج بهتری دارند. بر اساس یافته های محققان، روش های توسعه یافته فرایند لجن فعال، هضم بی هوازی و MBRهای معمولی می‌توانند حذف آنتی بیوتیک ها و هورمون ها را افزایش دهد.

پیشنهاد می‌کنیم مقاله تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی را مطالعه نمایید.

تصفیه خانه فاضلاب دانشگاه کشاورزی سیچوان، واقع در شهر یاان در جنوب غربی چین در شکل 3 ارائه شده است.

برخی از تصفیه خانه های فاضلاب در دامداری های بزرگ، دارای فرایندهای پیشرفته تری برای حذف آلاینده های رایج فاضلاب دامداری همچون آنتی بیوتیک ها و هورمون های رشد هستند. شکل 4 دیاگرام فرایند یک تصفیه خانه پیشرفته در یک مزرعه خوک را نشان می دهد که شامل هاضم بی هوازی – حوضه A2/O و یک تالاب است.

شکل 4

برای آشنایی با روش های دفع فاضلاب به مقاله روشهای دفع فاضلاب مراجعه کنید.

روش های مختلف تصفیه فاضلاب دامداری

هر روشی که بتواند پسابی تولید کند که استانداردهای کیفی میکروبیولوژیکی و شیمیایی لازم را داشته باشد و در عین حال نیاز به عملیات نگهداری و راهبری کمی داشته باشد، مناسب ترین روش تصفیه ای که می توان برای فاضلاب دامداری استفاده کرد. به ویژه در کشورهای در حال توسعه، توجه به بُعد اقتصادی و پیچیدگی های مربوط به کارکرد سیستم های تصفیه، از اهمیت بیشتری برخوردار است.

تصفیه مؤثر فاضلاب در دامداری ها باید بر کاهش بار مواد آلی و ترکیبات مغذی برای محافظت از پذیرنده های فاضلاب تصفیه شده به خصوص در موارد رهاسازی آن در آب های سطحی در برابر اوتروفیکاسیون و سمیت آمونیاک و به حداقل رساندن انتشار اکسید نیتروژن، متمرکز باشد. در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب، نیاز به کاهش بار آلی و جامدات معلق و محدود کردن آلودگی های زیست محیطی باید در نظر گرفته شود. حذف عوامل بیماری زا به ندرت مورد توجه قرار می گیرد، اما زمانی که برای استفاده از پساب در کشاورزی در نظر گرفته می‌شود، فرایندها باید بر اساس آن انتخاب و طراحی شوند.

با مراجعه به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی می‌توانید برای خرید آن اقدام کنید.

تصفیه خانه های معمولی به طور خاص برای حذف آنتی بیوتیک ها و هورمون ها طراحی نشده اند، بنابراین این ترکیبات اغلب مستقیماً در محیط آزاد می شوند. علاوه بر این، فناوری‌های متداول تصفیه فاضلاب دارای معایبی هستند؛ مانند تقاضای انرژی بالا، حذف ناقص آلاینده‌ها و تولید لجن سمی. در کشورهای توسعه‌یافته، فناوری‌های تصفیه فاضلاب برای اطمینان از حذف کامل آلاینده‌هایی که امکان حذف کامل با روش های مرسوم را ندارند، طراحی شده‌اند. این فناوری‌های پیشرفته شامل فرایندهایی مانند اسمز، تبادل یونی، گندزدایی، روش های الکتروشیمیایی، نانوتکنولوژی، فرایندهای غشایی، فوتوکاتالیز، گیاهان آبزی، فرایندهای میکروجلبک – باکتریایی هستند.

در رومانی، بیشتر دامداری‌های کوچک برای استفاده بیشتر از فاضلاب برای مقاصد آبیاری، آن را در حوضچه های ذخیره‌سازی یا در تالاب‌های هوادهی یا بدون هوادهی جمع‌آوری می‌کنند. مزارع بزرگ که در آن سرمایه گذاری های مالی قابل توجهی انجام شده است، شروع به ساخت تصفیه خانه های فاضلاب خود با هاضم های بی هوازی کرده اند و بیوگاز به دست آمده می‌تواند به عنوان منبع انرژی در مزرعه مورد استفاده قرار گیرد.

اگرچه مطالعات مختلف بر روی روش های تصفیه فاضلاب دامداری فرایندهای شیمیایی و فیزیکی مؤثری را پیشنهاد کرده‌اند، اما فرایندهای بیولوژیکی هزینه کمتری دارند و در عمل مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته‌اند؛ زیرا مقادیر کمتری از لجن و مقادیر زیادی بیوگاز غنی از متان تولید می‌کنند. به طور خاص، تکنیک‌های میکروبی برای تصفیه فاضلاب مزارع خوک مناسب‌تر هستند، زیرا حاوی انواع مواد مغذی و عناصر کمیاب هستند که به رشد میکروارگانیسم‌ها کمک می‌کنند. در چند سال اخیر برای بهبود کارایی حذف آلاینده ها، فناوری های مبتنی بر تثبیت آنزیم توسعه یافته است و ماتریس های مختلفی برای بی حرکت کردن عوامل نیترات زدایی (کربن فعال، آلژینات کلسیم، آگار، دانه های شیشه ای، آلژینات سدیم) استفاده شده است.

استفاده از پکیج فاضلاب دامداری

بهره گیری از پکیج های پیش ساخته تصفیه فاضلاب، مزایای زیادی را به همراه دارد. برای مثال، امکان تصفیه فاضلاب در محل تولید، بهره مندی از پساب تصفیه شده برای اهداف مصارف آب دامداری، استفاده از لجن کمپوست شده برای اهداف کشاورزی در محل، کاهش هزینه های انتقال فاضلاب به تصفیه خانه های متمرکز، سهولت راهبری و … بخشی از مزایای استفاده از این تجهیزات است.

پکیج های تصفیه فاضلاب دامداری را می‌توان به صورت دفنی یا غیردفنی به شکل های مختلف پلی اتیلنی، کامپوزیتی، فلزی و بتنی ساخت که هریک مزایای منحصر به خود را دارند.

برای خرید پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی پیشنهاد می‌کنیم از این صفحه دیدن کنید!

سخن پایانی

استفاده مجدد از فاضلاب عنصری مهم  از برنامه های توسعه و مدیریت منابع آب است که گزینه‌های بدیع و جایگزینی را برای کشاورزی ارائه می‌کند، با این توجه که باید قبل از دفع در محیط به درستی تصفیه شود تا اثرات نامطلوب محدود شود.

مفهوم اساسی در طراحی فرایندهای تصفیه فاضلاب دامداری برای استفاده مجدد، مناسب نمودن آن برای هدف خاص استفاده آن است که به معنای تولید فاضلاب تصفیه شده با کیفیتی است که نیازهای مصرف کنندگان نهایی را برآورده کند. موضوع تصفیه فاضلاب نیازمند اتخاذ رویکردی پیچیده است و باید از منظر دغدغه‌های موجود در سطح مسئولان و متخصصان در شناسایی منابع آب جایگزین در مناطق کم آب نگریست. برای اجرای پایدار هر فناوری تصفیه فاضلاب، اجرای آموزش های لازم برای ایجاد آگاهی در مورد اهمیت تصفیه فاضلاب یک نیاز حیاتی است و مقرون به صرفه بودن تمام فناوری های تصفیه فاضلاب باید به صورت دائمی مورد بهبود قرار گیرد.