آشنایی با لاگون‌های تصفیه فاضلاب: سیستمی طبیعی برای آینده‌ای پاک

با افزایش جمعیت و توسعه صنایع، مدیریت فاضلاب به دغدغه ای جهانی تبدیل شده است. لاگون‌های تصفیه فاضلاب به‌عنوان یکی از راهکارهای کم‌هزینه و پایدار، نقش مهمی در کاهش آلودگی و بازچرخانی آب ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها که با به کارگیری فرآیندهای بیولوژیکی و فیزیکی برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌کنند، به‌ویژه در مناطق روستایی و کم‌درآمد به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف این مقاله، ارائه اطلاعاتی در خصوص لاگون های تصفیه فاضلاب می‌باشد.

لاگون‌های تصفیه فاضلاب چیست؟

لاگون‌های تصفیه فاضلاب حوضچه‌هایی کم‌عمق هستند که حذف آلاینده ها را ازطریق فرایندهای طبیعی انجام می‌دهند. عمق این حوضچه ها غالباً ۱ تا ۲ متر طراحی می‌شود و زمان ماند هیدرولیکی (HRT) بین ۱۰ تا ۳۰ روز دارند. در لاگون های تصفیه فاضلاب، فرآیندهای بیولوژیکی (مانند فعالیت باکتری‌ها و جلبک‌ها) و فیزیکی (مانند ته‌نشینی و تبخیر)، مواد آلی و مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) را تا حدی از جریان فاضلاب جدا می‌کند.

لاگون‌ها به دلیل هزینه اولیه اندک و نیاز به نگهداری کم، به‌ویژه در مناطق روستایی و کشورهای در حال توسعه، گزینه‌ای مطلوب هستند. بر اساس مطالعات Water Research (2018)، لاگون‌ها می‌توانند تا ۸۰ درصد BOD را حذف کنند که این مسئله برای فاضلاب با بار آلی پایین مناسب است.

برای آشنایی با جدیدترین محصولات تصفیه فاضلاب به صفحه خرید پکیج تصفیه فاضلاب پاکپساب اقلیم مراجعه فرمایید.

انواع لاگون‌های تصفیه فاضلاب

لاگون‌ها بر اساس طراحی به صورت هوازی یا بی‌هوازی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: 

1- لاگون‌های هوازی: در این نوع از لاگون ها، اکسیژن محلول (DO) بین ۲ تا ۴ میلی‌گرم بر لیتر نگه داشته می‌شود و باکتری‌های هوازی مواد آلی را تجزیه می‌کنند. عمق لاگون معمولاً ۱ تا 1.5 متر است و برای فاضلاب با بار آلی متوسط مناسب است.

2- لاگون‌های بی‌هوازی: بدون اکسیژن عمل می‌کنند و برای فاضلاب با بار آلی بالا (مثلاً فاضلاب صنعتی) طراحی شده‌اند. عمق آن‌ها ۲ تا ۵ متر است و فرآیندهای بی‌هوازی در این لاگون ها، مواد آلی را به متان و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند. 

3- لاگون‌های ترکیبی: ترکیبی از لاگون‌های هوازی و بی‌هوازی هستند که برای حذف هم‌زمان مواد آلی و مواد مغذی طراحی شده‌اند. این نوع لاگون ها شامل چندین حوضچه متوالی است که هر کدام نقش متفاوتی دارند. بر اساس Journal of Environmental Management (2020)، لاگون‌های ترکیبی در مناطق گرمسیری برای فاضلاب شهری با کارایی بالا استفاده می‌شوند.

کاربرد لاگون‌ها در تصفیه فاضلاب

لاگون‌ها به دلیل هزینه کم و سادگی بهره برداری، در تصفیه فاضلاب‌های شهری، روستایی و صنعتی با بار آلی پایین کاربرد دارند. در مناطق روستایی، جایی که زیرساخت‌های پیشرفته وجود ندارد و زمین به میزان زیاد و قیمت کم در دسترس است، لاگون‌ها جایگزین مناسبی برای تصفیه‌خانه‌های پیشرفته هستند. بر اساس گزارش  UNESCO (2022)، لاگون‌ها در کشورهای آفریقایی و آسیایی برای تصفیه فاضلاب کشاورزی و خانگی استفاده می‌شوند. همچنین، در فاضلاب‌های صنعتی با بار مغذی بالا (مثلاً پساب لبنی)، استفاده از لاگون‌های بی‌هوازی برای مرحله پیش‌تصفیه مناسب است.

بیشتر بخوانید: تصفیه ثانویه فاضلاب چیست و چه کاربردی دارد؟

مزایای استفاده از لاگون‌ها در تصفیه پساب

لاگون‌ها مزایای متعددی دارند که آن‌ها را به انتخابی مناسب برای تصفیه فاضلاب تبدیل کرده است: 

– هزینه اولیه و عملیاتی پایین: به دلیل استفاده از فرآیندهای طبیعی، نیاز به تجهیزات پیچیده و انرژی کمتری دارند.

– سازگاری با محیط ‌زیست: تولید لجن کم و اثرات زیست‌محیطی ناچیز دارند. 

– نیاز به نگهداری اندک: لاگون‌ها معمولاً نیازی به اپراتورهای تخصصی ندارند و نگهداری ساده‌ای دارند. 

– حذف چندگانه آلاینده‌ها: می‌توانند مواد آلی و مواد مغذی را به‌طور هم‌زمان حذف کنند. 

– انعطاف‌پذیری: برای فاضلاب‌های با بار آلی مختلف قابل‌استفاده‌ و توسعه پذیرند.

بر اساس Water Science & Technology (2019)، لاگون های تصفیه فاضلاب در مقایسه با تصفیه‌خانه‌های مرسوم، هزینه‌های عملیاتی را تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهند.

چگونه لاگون‌ها کیفیت پساب را بهبود می‌دهند؟

لاگون‌ها کیفیت پساب را با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی و فیزیکی بهبود می‌بخشند. در لاگون‌های هوازی، باکتری‌های هوازی مواد آلی را اکسید می‌کنند و BOD را کاهش می‌دهند. جلبک‌ها با فتوسنتز اکسیژن تولید می‌کنند که به فرآیندهای هوازی کمک می‌کند. در لاگون‌های بی‌هوازی، باکتری‌های بی‌هوازی مواد آلی را به متان و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند.

ته‌نشینی مواد جامد معلق نیز باعث کاهش TSS می‌شود. همچنین، فرآیندهای طبیعی مانند تبخیر و جذب توسط گیاهان، مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) را حذف می‌کنند. بر اساس Environmental Science & Technology (2021)، لاگون‌ها می‌توانند BOD را تا ۸۰ درصد کاهش دهند.

محصول پیشنهادی: پکیج تزریق مواد شیمیایی

نکات کلیدی در طراحی لاگون‌های تصفیه فاضلاب

طراحی لاگون‌ها باید بر اساس شرایط محلی و ویژگی‌های فاضلاب انجام شود. نکات کلیدی عبارت‌اند از: 

1- عمق حوضچه: برای لاگون‌های هوازی، عمق ۱ تا 1.5 متر و برای بی‌هوازی، ۲ تا ۵ متر توصیه می‌شود. 

2- زمان ماند هیدرولیکی  (HRT): معمولاً ۱۰ تا ۳۰ روز، بسته به نوع لاگون و بار آلی فاضلاب ورودی.

3- هوادهی: کنترل سطح اکسیژن محلول در لاگون‌های هوازی، از طریق به کارگیری سیستم‌های هوادهی سطحی یا عمقی با دیفیوزرها برای حفظ DO بین ۲ تا ۴ میلی‌گرم بر لیتر ضروری‌است.

4- بارگذاری آلی: بار آلی حجمی (OLR) نباید از 0.1 تا 0.5 کیلوگرم BOD به ازای هر مترمکعب در روز بیشتر شود. 

5- محل نصب: لاگون‌ها باید در مناطقی با دسترسی به نور خورشید و دور از مناطق مسکونی (به دلیل بوی احتمالی) قرار گیرند. بر اساس Water Research (2017)، طراحی نامناسب می‌تواند کارایی لاگون‌ها را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.

راهکارهایی برای افزایش کارایی لاگون‌ها

برای بهبود کارایی لاگون‌ها، راهکارهای زیر پیشنهاد می‌شود: 

افزایش هوادهی: استفاده از دیفیوزرهای حباب ریز یا هواده‌های مکانیکی برای لاگون‌های هوازی، کارایی حذف BOD را تا ۲۰ درصد افزایش می‌دهد. 

مدیریت لجن: تخلیه منظم لجن از لاگون‌های بی‌هوازی از تولید بوی نامطبوع جلوگیری می‌کند. 

استفاده از جلبک‌های خاص: کشت جلبک‌هایی مانند Chlorella کارایی حذف نیتروژن و فسفر را افزایش میدهد.

پیش‌تصفیه: نصب آشغال‌گیر یا چربی‌گیر قبل از ورود فاضلاب به لاگون، از کاهش کارایی جلوگیری می‌کند. 

ارزیابی دوره ای: اندازه‌گیری پارامترهایی مانند DO، BOD و TSS به‌طور منظم، عملکرد سیستم را کنترل کرده و امکان برطرف کردن مشکلات مربوطه را فراهم می‌کند. بر اساس  Journal of Environmental Management (2023)، ترکیب لاگون‌ها با فناوری‌های مدرن (مانند حسگرهای آنلاین) کارایی تصفیه را تا ۱۵ درصد افزایش داده است.

در ادامه بخوانید: آشنایی با فرآیندها، مزایا و کاربردهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

جمع‌بندی

لاگون‌های تصفیه فاضلاب به‌عنوان سیستم‌هایی کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست، نقش مهمی در مدیریت فاضلاب، به‌ویژه در مناطق روستایی و کم‌درآمد دارند. انواع هوازی، بی‌هوازی و ترکیبی آن‌ها، بسته به شرایط فاضلاب، کاربردهای متفاوتی دارند. مزایای لاگون‌ها شامل هزینه کم، سازگاری با محیط‌زیست و نیاز به نگهداری اندک است.

کیفیت فاضلاب با حذف مواد جامد معلق، مواد آلی و مواد مغذی بهبود می‌یابد. طراحی مناسب و راهکارهایی مثل هوادهی مکمل، کارایی سیستم را افزایش می‌دهند. با توجه به چالش‌های جهانی کمبود آب، لاگون‌های تصفیه فاضلاب می‌توانند به‌عنوان راهکاری اقتصادی و زیست‌محیطی برای مدیریت پایدار فاضلاب مورد توجه قرار گیرند.