تصفیه فاضلاب و چالش‌ها

به دلیل کمبود آب در دنیا تصفیه فاضلاب و بازگرداندن آب مصرف شده به چرخه اهمیت پیدا کرده است. توسعه تصفیه‌خانه‌های فاضلاب مستلزم رفع موانع موجود و ارائه راه‌کارهای جدید است. قدیمی بودن لوله‌های انتقال و فناوری‌های به کار رفته یکی از مهمترین چالش‌های پیش روی صنعت تصفیه فاضلاب است.

فاضلاب چیست؟

به زبان ساده فاضلاب، به آبی گفته می‌شود که در نتیجه مصرف شدن آلوده شده و دیگر قابل استفاده نیست. فاضلاب‌ها را می‌توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد.

فاضلاب بهداشتی: شامل فاضلاب خانگی، فاضلاب اماکن تجاری و فاضلاب مؤسسات عمومی؛
فاضلاب خانگی: شامل فاضلاب سرویس‌های بهداشتی خانه‌ها، مغازه‌ها، فروشگاه‌ها؛
فاضلاب صنعتی: آب تولید شده از مصرف کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و مجموعه‌های صنعتی؛
فاضلاب کشاورزی: فاضلاب‌های بوجود آمده از فعالیت‌های کشاورزی؛
فاضلاب سطحی یا سیلاب: شامل آب‌های ناشی از ذوب برف و یخ و یا بارندگی
در این بین فاضلاب‌های صنعتی به دلیل مصرف بالا و تنوع نوع آلاینده‌ها از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و همواره تصفیه فاضلاب‌های صنعتی چالش‌های بیشتری دارد.

فاضلاب‌های صنعتی

محصولات جانبی کارخانجات تولیدی هستند. کارخانجات مختلفی که می‌توانند مواد غذایی، پوشاک، نوشیدنی، کاغذ و انواع مواد شیمیایی مورد نیاز ما را تولید کنند. در تمامی این محصولات آب بعنوان یک ماده مصرفی در بخشی از فرایند تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به تنوع کارخانجات صنعتی و حجم بالای فاضلاب صنعتی در کشور نیازمند شناسایی روش‌های مناسب برای مدیریت فاضلاب‌های صنعتی هستیم.

اهمیت تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب به فرایندی گفته می‌شود که در آن فاضلاب تبدیل به آبی می‌شود که بتوان از آن استفاده مجدد کرده یا بدون آسیب و خطر در محیط رها کرد.

آب پاک و سالم یکی از اساسی‌ترین منابع انسان‌ها برای زندگی بر روی کره زمین است. یکی از روش‌های دست‌یابی به آب سالم تصفیه فاضلاب است. فاضلاب‌ها امروزه یکی از منابع با ارزش و ضروری تامین آب به شمار می‌آیند. در گذشته فاضلاب‌ها به دلایل مختلف به عنوان زباله‌های به درد نخور و بی ارزش شمرده می‌شدند.

امروزه روش‌های تصفیه فاضلاب از دو جنبه اهمیت دارند:

مشکلات ناشی از کمبود آب
آلوده کردن محیط زیست در اثر رها کردن در طبیعت
دسته بندی فاضلاب‌های صنعتی
انتخاب روش تصفیه فاضلاب وابسته به نوع و مقدار آلاینده‌های موجود در فاضلاب یا در اصطلاح کیفیت فاضلاب است. پارامترهای مختلفی در تعیین کیفیت فاضلاب‌های صنعتی مورد توجه قرار می‌گیرند، مثل دمای فاضلاب خروجی، غلظت مواد آلاینده، دبی خروجی فاضلاب، بوی فاضلاب و … .

فاضلابهای صنعتی

کیفیت و کمیت فاضلاب‌های صنعتی در کارخانجات مختلف متفاوت است به همین دلیل روش های تصفیه آن نیز متفاوت است .از این رو شناسایی آلاینده‌ها و ناخالصی‌ها اهمیت بالایی دارد.

ناخالصی‌های موجود در فاضلاب‌های صنعتی را می‌توان به دو گروه کلی آلاینده‌های آلی و آلاینده‌های غیرآلی طبقه‌بندی کرد.

آلاینده‌های غیرآلی

شامل انواع نمک‌های معدنی، مواد قلیایی، کلر، آمونیاک، اسیدهای معدنی و … .

آلاینده‌های آلی

شامل انواع قندها، چربی‌ها، روغن، پروتئین‌ها، هیدروکربن‌ها، اسیدهای آلی و… .
برخی از آلاینده‌های آلی نسبت به تجزیه مقاوم هستند و وجود آن‌ها برای زندگی آبزیان سمی و خطرناک است. از طرف دیگر وجود آلاینده‌های آلی در آب موجب کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب می‌شود. درصورتی که مقدار اکسیژن محلول در آب از حداقل مجاز آن کمتر باشد، آن آب آلوده محسوب می‌شود.

باتوجه به این موضوع، حذف یا کاهش غلظت آلایندهای آلی برای حفظ سلامت محیط و موجودات از اهمیت بالایی برخوردار است.

چالش‌های توسعه تصفیه‌ خانه‌های فاضلاب عبارتند از:

کمبود آب:

یکی از عوارض تغییر آب و هوا، کمبود آب است. گرم‌تر شدن کره زمین موجب بوجود آمدن دوره‌های خشکسالی مختلف در نقاط مختلف جهان شده است. کمبود آب مسئله‌ای است که امروزه برای توسعه و تامین آب بسیار مورد توجه است.

استفاده از فناوری‌های جدید:

آب سیاه یا همان فاضلاب امروزه بسیار با ارزش شده است.
مهندسان و طراحان به دنبال ساخت و به کار بردن فناوری‌های جدید در استفاده مجدد از فاضلاب‌ها و بازیابی و تصفیه فاضلاب‌ها هستند.
اهمیت توسعه فناوری‌های جدید تصفیه فاضلاب بسیار بالا است.

بازچرخانی فاضلاب‌ها و فاکتورهای بهینه‌سازی:

جمع‌آوری فاضلاب و استفاده مجدد از آن، یکی از معضلات مهم در صنعت فاضلاب محسوب بوده است.
هزینه‌ها و فناوری‌های مورد نیاز برای جمع‌آوری و بهینه‌سازی از جمله موارد مهم و مورد توجه در بازچرخانی فاضلاب‌ها هستند.

اتوماسیون پایش:

یکی از نکات مهم در امر استفاده از آب و همچنین تصفیه فاضلاب، پایش لحظه به لحظه کیفیت فاضلاب خروجی است که باید به صورت اتوماتیک صورت گیرد.

آنالیز فاضلاب:

کنترل ترکیب شیمیایی فاضلاب و خنثی سازی آن نیازمند ابزارهای دقیق اندازه‌گیری است.
امروزه یکی از چالش‌های پیش روی صنعت فاضلاب تجهیزات دقیق اندازه‌گیری و دقت آن‌ها در شرایط مختلف است.

آموزش در زمینه‌های فناوری‌های تصفیه آب:

یکی از مسائلی که در زمینه توسعه فناوری‌های تصفیه آب باید انجام شود، بحث آموزش و ترویج عمومی در تمامی سطوح تحصیلی و سنی است.

کاهش سمیت:

یکی از مسائل موجود در صنعت آب و فاضلاب حذف یا کاهش درصد عناصر فلزات سنگین است.
حذف فلزات سنگین از فاضلاب‌های صنعتی، نیازمند استفاده از فناوری‌های پیشرفته است که بتواند مقدار این فلزات را در آب تصفیه شده به حد مجاز برساند.

الگوی مصرف انسان‌ها:

الگوی مصرف آب توسط جوامع مختلف بشری متفاوت است.
با اصلاح این الگو می‌توان مقدار آلودگی موجود در فاضلاب‌ها را کنترل و تا حد مناسبی کاهش داد.

سیستم مدیریتی و کنترل فرایندها:

نیاز به سازمان یا همکاری نهادهای مختلف ملی در زمینه کنترل و تصفیه آب بسیار حائز اهمیت است.

زیرساخت‌ها:

قدیمی بودن زیرساخت‌ها از چالش‌های اصلی تصفیه خانه‌ها در آینده خواهد بود.
ما به تکنیک‌هایی مثل شناسایی از راه دور برای یافتن محل لوله‌ها و ارزیابی وضعیت آن‌ها و نیز روش‌های تعویض غیرقهری لوله‌ها نیاز داریم.