فناوری‌های نوین در تصفیه فاضلاب | شرکت مهندسین مشاور بوم پایش اصفهان

نقش فناوری‌های نوین در تصفیه فاضلاب

استفاده از فناوری‌های پیشرفته باعث کاهش و به حداقل رساندن ضایعات و زباله‌های جانبی تولیدی و بازیابی محصولات با ارزش از ضایعات می‌شود، ضایعاتی که یکی از بزرگترین مشکلات قرن حاضر هستند.

فرایندهای معمول و قدیمی تصفیه آب و فاضلاب مصرف انرژی بالایی دارند.
همچنین در این روش‌ها تجهیزات و سرمایه‌ گذاری اولیه بالایی نیاز است.
و علاوه بر آن هزینه تعمیرات و نگهداری تجهیزات در این روش‌ها بسیار بالا است.

یکی از معضلات روش‌های سنتی دفع لجن و تجزیه لجن بوجود آمده در فرایند تصفیه فاضلاب است.
این معضلات در حالی در مورد روش‌های سنتی مطرح می‌شود که در فناوری‌های جدید تصفیه فاضلاب، بازیابی و تولید انرژی مطرح است.

روش‌های جدید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و نیاز به تجهیزات، انرژی و هزینه اولیه کمتری هستند.
علاوه بر این‌ در فرایند تصفیه فاضلاب در روش‌های جدید لجن تولید یا ضایعات جامد تولید نمی‌شود.

براساس گزارش موسسه Lux Research

تقریباً یک چهارم شرکت‌های استارتاپی یا نوپا بر روی مباحثی همچون مانیتور کردن،
پیش بینی و کنترل از طریق سنسورها و اینترنت اشیاء کار می‌کنند؛
به همین نسبت شرکت بر روی سیستم‌های تصفیه آب تمرکز کرده‌اند.
نمودار شکل ۱ نشاندهنده حوزه فعالیت شرکت‌های استارتاپی فعال در حوزه آب و فاضلاب است که توسط موسسه Lux Research بررسی شده‌اند.

روش‌های مختلف تصفیه فاضلاب

در فناوری‌های تصفیه آب، فرایندهای پیش تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی بر روی فاضلاب اولیه انجام می‌شود. از جمله روش‌های فیزیکی-شیمیایی می‌توان فیلتراسیون، منعقد کردن، ته نشین سازی، شناور سازی ، جذب، تبادل یون، اکسیداسیون پیشرفته، الکترولیز و احیای شیمیایی را نام برد.

سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی به طور موثری باعث از بین بردن آلاینده‌های سمی می‌شوند.
این روش‌ها نسبتاً ارزان قیمت بوده و نسبت به سایر روش‌ها ارجحیت دارند.
از جمله روش‌های بیولوژیکی می‌توان جذب بیولوژیکی، اضمحلال بیولوژیکی به صورت هوا زی، بی هوا زی یا فرایندهای ترکیبی با استفاده از باکتری‌، مخمر، گیاهان، جلبک، قارچ و آنزیم‌ها.

عمدتاً فاضلاب‌ها بسیار رنگی بوده و حاوی اکسیژن بیولوژیکی و شیمیایی بالایی هستند؛
هدایت الکتریکی بالایی داشته و از نظر شیمیایی قلیایی محسوب می‌شوند.
بر همین اساس پارامترهای مختلفی بر روی هزینه تمام شده برای انتخاب روش تصفیه فاضلاب اثر گذار هستند.

فاکتورهای مختلفی بر روی انتخاب روش اثر گذار هستند.
فاکتورهایی همچون نوع آلاینده‌هایی که باید تصفیه شوند، ترکیب شیمیایی فاضلاب، هزینه مواد شیمیایی مورد نیاز، هزینه عملیاتی، هزینه جمع آوری زباله تولید شده در اثر فرایند تصفیه.

در ادامه به بررسی چند فناوری جدید در تصفیه فاضلاب می‌پردازیم:

استفاده از ازن و ازن ژنراتور

از بین فناوری های متعدد موجود در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب، استفاده از فناوری ازن به دلیل قابلیت گندزدایی بالاتر و سایر مزایایی که نسبت به کلر دارد در صنایع مختلف بسیار رواج یافته است.

ازن مولکولی با ۳ اتم اکسیژن، گازی آبی رنگ با بوی زننده است.
که به دلیل دارا بودن خاصیت اکسیدکنندگی قوی به صورت یک ضدعفونی کننده در فرایند تصفیه آب و فاضلاب در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
خاصیت گندزدایی و ضدعفونی کنندگی ازن بسیار بیشتر از کلر، دی اکسید کلر، کلروآمین ها و سایر ضدعفونی کننده ها می باشد که به همین دلیل از بین برنده‌ی بسیاری از باکتری ها، ویروس ها، تخم ها و کیست های انگلی می باشد که بسته به نوع صنعت و ترکیبات فاضلاب، کاربردهای مختلفی می‌یابد.

ازن کمک می‌کند تا مواد مضر، رنگ، بو و میکروارگانیسم‌ها مستقیما و بدون ایجاد محصولات جانبی مضر یا مواد باقی مانده از بین روند.
عدم توانایی کلر در حذف کامل آلودگی های میکروبی، تغییر در کیفیت آب و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از استفاده از کلر، سبب گردید تا استفاده از گاز ازن بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

فناوری پلاسما

فناوری پلاسما به عنوان نسل جدید فناوری‌های تصفیه فاضلاب در دنیا شناخته می‌شود.
این فناوری نسبت به سایر فناوری‌های موجود دارای مزایایی است که موجب شده تحقیقات گسترده‌ای در راستای صنعتی کردن آن انجام شود.
از جمله مزایای مهم این فناوری در تصفیه آب مقرون به صرفه بودن در کاربردهای صنعتی، افزایش ظرفیت تصفیه خانه‌های فاضلاب و عدم استفاده از مواد شیمیایی است.

جرقه‌های ایجاد شده در داخل آب یا فاضلاب صنعتی، در اثر برخورد با ذرات محلول و مولکول‌های آب باعث افزایش انرژی و در نتیجه دمای موضعی در محیط می‌شوند. در اثر این پدیده، کاویتاسیون پلاسمایی رخ داده و حباب‌هایی در ابعاد نانو و میکرو متری در داخل محیط آبی ایجاد می‌شود.

در اثر واپاشی حباب‌ها دمای موضعی آب یا پساب بالا رفته و می‌تواند باعث از بین رفتن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های موجود در آب یا پساب شود.
از طرفی این جباب‌ ها حاوی الکترون و یون می‌باشند که با واپاشی آنها انواع رادیکال‌های قوی و گندزدا تشکیل می‌شوند.
وجود پرتو فرابنفش و آزادسازی رادیکال‌های O و OH باعث اکسیداسیون مواد محلول در آب یا فاضلاب می‌شود.
این رادیکال‌ها در نهایت باعث ایجاد لخته و رسوب در فاضلاب می‌شوند که در نهایت به صورت جامد قابل جداسازی است.

جاذب‌های طبیعی

با توجه به فعالیت صنایع پتروشیمی و صنایع غذایی در کشور، آلاینده‌های آلی سهم بسزایی در فاضلاب‌های صنعتی دارند.
از این رو راه‌کارهای حذف آلاینده‌های آلی از فاضلاب‌های صنعتی در کشور بسیار مورد توجه هستند.

آیروژل الیاف کربن یک جاذب بسیار قوی، غیر سمی، طبیعی و قابل بازیافت است.
آیروژل الیاف کربن می‌تواند انواع آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب‌های صنعتی‌ را جذب کند.
این ماده را می‌توان از مواد سلولزی مختلف مثل کتان یا کاغذ باطله تولید کرد.

آیروژل الیاف کربن یک ماده با سطح ویژه بسیار بالا و دانسیته کم است.
که می‌تواند مواد آلی مختلف را بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ برابر وزن خود جذب کند.
این ماده یکی از بهترین جاذب‌های روغن و انواع آلاینده‌های آلی است.

روش‌های غشایی

غشاهای پلیمری شامل انواع اولترا فیلتراسیون (UF)، نانو فیلتراسیون (NF)، میکرو فیلتراسیون (MF)، اسمز معکوس (RO) است
که کاربردهای بسیاری در صنایع آب و فاضلاب دارند.
در اغلب موارد طراحی و ساخت تصفیه خانه های آب و فاضلاب با استفاده از سیستم‌های تصفیه غشایی به صورت پکیج تصفیه فاضلاب غشایی و سیستم های اسمز معکوس RO می باشد.

استفاده از این فرایندها به دلیل دارا بودن مزایایی مانند کاهش مصرف انرژی، انتقال جرم با راندمان بالا و سهولت کاربرد
، اهمیت بسزایی در صنایع مختلف از جمله تصفیه خانه‌های صنعت آب و فاضلاب صنعتی همچون تصفیه فاضلاب‌ پتروشیمی‌ها دارند.