تصفیه آب فاضلاب برای کشاورزی

حدود دو سوم جمعیت جهان در طول سال حداقل یک ماه با کمبود شدید آب مواجه هستند. این وضعیت به دلیل تغییرات اقلیمی تنها بدتر خواهد شد. از کل مصرف آب شیرین، 70 تا 80 درصد به بخش کشاورزی اختصاص می‌یابد. با این حال، اغلب فراموش می‌کنیم که آیا واقعاً برای کشاورزی به آب آشامیدنی نیاز داریم.

در عین حال، ما سالانه بیش از 330 کیلومتر مکعب پساب در سطح جهان تولید می‌کنیم، اما بیش از 80 درصد از آن هیچ تصفیه‌ای نمی‌شود و به اکوسیستم طبیعی بازمی‌گردد، و منابع محدود آب شیرین را برای مصرف انسان آلوده می‌کند.

با توجه به این چالش‌های بحرانی که جامعه جهانی با آن روبرو است، درک این نکته ضروری است که راه حل‌ها در دل این چالش‌ها نهفته است. اگر همه انواع پساب به هر طریق تصفیه شود، پساب تصفیه شده می‌تواند برای آبیاری کشاورزی استفاده شود، که راهی پایدار برای کاهش کمبود آب است. چگونه چنین راه حل ساده و جذاب را از دست داده‌ایم؟

بخش مهمی از این مشکل به بی‌توجهی ما به پساب به‌ عنوان یک منبع مرتبط و باارزش است. در حالی که بسیاری از مناطق جهان با کمبود آب مواجه هستند و در زمانی که اقتصاد دایره‌ای یا چرخش منابع به عنوان راه حل شناخته می‌شود، نرخ بازیافت آب در مقیاس جهانی بسیار پایین است این به معنای میلیون‌ها گالن پسابی است می‌توانست برای مصارف مفید دیگری استفاده شود. تبدیل این چالش به فرصت به ما کمک می‌کند تا این منبع دست‌نخورده را آزاد کنیم و ارزش واقعی آن را به آن بدهیم.

استفاده مجدد از پساب در کشاورزی بسیار رایج‌تر از آن چیزی است که بسیاری تصور می‌کنند. در حال حاضر، حدود ۲۰ میلیون هکتار از زمین‌های زراعی در سراسر جهان با پساب آبیاری می‌شوند. استفاده‌ی گزارش نشده از پساب در کشاورزی می‌تواند به طور قابل توجهی بیشتر باشد. این روش به‌ویژه در مناطق شهری و حومه‌ی شهرها در کشورهای در حال توسعه رایج است، جایی که منابع مالی ناکافی و ظرفیت‌های نهادی، نصب و راه‌اندازی تاسیسات مناسب برای جمع‌آوری و تصفیه‌ی پساب را محدود می‌کنند.

لزوم استفاده از فاضلاب تصفیه شده برای کشاورزی

آب فاضلاب به مراتب ارزشمندتر از یک مایع آلوده است. در حوزه کشاورزی، این آب می‌تواند منجر به افزایش محصول، کاهش نیاز به کودهای شیمیایی و ارتقاء کیفیت خاک گردد. همچنین، در صورت جمع‌آوری و تصفیه مناسب، قابلیت تأمین آب آشامیدنی را نیز دارا می‌باشد. علاوه بر این، لجن حاصل از تصفیه فاضلاب به عنوان یک محصول جانبی، قابلیت استفاده در تولید انرژی را دارا است. برخی از تصفیه‌خانه‌ها حتی از این منبع برای تولید انرژی‌های تجدیدپذیر بهره می‌برند.

استفاده از پساب تصفیه شده در کشاورزی مزایای خاصی دارد، از جمله تامین آب و مواد مغذی برای کشت محصولات زراعی، تامین مواد غذایی برای شهرها و کاهش فشار بر منابع آب شیرین موجود. با این حال، پساب نیز منبع آلودگی است و می‌تواند در صورت عدم رعایت شیوه‌های ایمن، بر سلامت کاربران، مصرف‌کنندگان و محیط زیست تأثیر بگذارد. در حالی که جمعیت و مناطق شهری با نرخ بی‌سابقه‌ای در حال رشد هستند و کمبود آب افزایش می‌یابد، انتظار می‌رود که در آینده نزدیک، استفاده از پساب در آبیاری کشاورزی در مناطقی که آب شیرین کمیاب است، بیشتر شود.

مزایای استفاده از آب فاضلاب به عنوان یک منبع آبیاری در کشاورزی

استفاده از آب فاضلاب به عنوان یک منبع آب، با مدیریت صحیح و رعایت استانداردهای بهداشتی، می‌تواند مزایای متعددی را به همراه داشته باشد:

• امنیت غذایی و افزایش بهره‌وری کشاورزی:
  • کاهش نیاز به کودهای شیمیایی: مواد مغذی موجود در فاضلاب می‌توانند به عنوان کود طبیعی عمل کرده و نیاز به کودهای شیمیایی را کاهش دهند.
  • افزایش عملکرد محصولات کشاورزی: استفاده از فاضلاب تصفیه شده می‌تواند باعث افزایش عملکرد محصولات کشاورزی و بهبود کیفیت خاک شود.
  • کاهش هزینه‌های تولید: کاهش نیاز به کودهای شیمیایی و آب شیرین، هزینه‌های تولید محصولات کشاورزی را کاهش می‌دهد.
• دسترسی به منبع آب پایدار:
  • در دسترس بودن در تمام طول سال: آب فاضلاب به عنوان یک منبع آب پایدار، در تمام طول سال در دسترس است.
  • گزینه کم‌هزینه: استفاده از آب فاضلاب نسبت به سایر منابع آب، هزینه کمتری دارد.
• بهبود وضعیت تغذیه و سلامت:
  • افزایش تولید مواد غذایی: استفاده از آب فاضلاب در کشاورزی می‌تواند به افزایش تولید مواد غذایی در مناطق خشک و کم‌آب کمک کند.
  • بهبود امنیت غذایی: دسترسی به مواد غذایی سالم و مغذی، امنیت غذایی جوامع را افزایش می‌دهد.

البته هنوز هم بسیاری از موارد وجود دارد که کشاورزان چاره‌ای جز استفاده از منابع آبی با کیفیت پایین ندارند (مانند مناطقی که منابع آب مطمئن در آن‌ها کم است و تخلیه فاضلاب شهری به محیط زیست باعث آلودگی منابع آبی می‌شود)، یا کشاورزانی که از استفاده مستقیم از فاضلاب بی‌خبر هستند (مانند کشاورزانی که در پایین دست شهرهای بزرگ قرار دارند که فاضلاب در آب‌های باز تخلیه می‌شود).

با این حال، استفاده برنامه‌ریزی‌شده از فاضلاب برای آبیاری، به دلیل مزایای بالقوه آن، به ویژه در کشاورزی شهری و حومه شهری، به عنوان یک منبع مهم و رو به رشد شناخته می‌شود. این امر باعث افزایش استفاده از فاضلاب در کشورهای در حال توسعه و صنعتی شده است، به‌ویژه در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند و منابع جایگزین در دسترس نیست.

خطرات استفاده از پساب برای آبیاری کشاورزی

استفاده از فاضلاب در کشاورزی، بسته به ترکیب آن، فرآیند تصفیه‌ای که طی کرده است، میزان آبیاری و مقررات و دستورالعمل‌های اصلی حاکم بر آن، هم می‌تواند به عنوان یک مزیت در نظر گرفته شود که آب و مواد مغذی مورد نیاز برای کشت محصولات زراعی را فراهم می‌کند و تأمین غذای شهرها را تضمین می‌کند، و هم می‌تواند به عنوان یک منبع آلودگی، تهدیدی برای سلامت کاربران، مصرف‌کنندگان و محیط زیست باشد.

برخی از تأثیرات بالقوه که در زیر بخش‌های بعدی به تفصیل مورد بررسی قرار می‌گیرند، به شرح زیر خلاصه می‌شوند:

• سلامت عمومی: پساب به دلیل وجود باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها می‌تواند باعث بیماری شود. همچنین، وجود فلزات سنگین در پساب می‌تواند برای سلامت انسان بسیار خطرناک باشد. استفاده از پساب در کشاورزی خطراتی را برای جمعیت ساکن در داخل و خارج از منطقه آبیاری پساب ایجاد می‌کند.
• محصولات زراعی: پساب به دلیل وجود مواد مغذی مهم برای رشد گیاهان، برای کشاورزان جذاب و از نظر اقتصادی ارزشمند است. با این حال، غلظت بالای آلاینده‌های شیمیایی در پساب ممکن است برای گیاهان سمی باشد.
• منابع خاکی: تجمع نیتروژن، فسفر، مواد جامد محلول و سایر مواد مانند فلزات سنگین در خاک، بر بهره‌وری آن و پایداری استفاده از زمین برای کشاورزی تأثیر می‌گذارد. تجمع نمک در منطقه ریشه ممکن است اثرات زیان‌باری بر عملکرد محصولات زراعی داشته باشد.
• منابع آب زیرزمینی: شستشوی مواد مغذی و نمک‌های موجود در پساب می‌تواند بر کیفیت آب زیرزمینی تأثیر بگذارد. میزان تأثیر به عوامل مختلفی از جمله کیفیت آب زیرزمینی، عمق سطح آب زیرزمینی، زهکشی خاک و میزان پساب استفاده شده برای آبیاری بستگی دارد.
• ارزش دارایی‌ها: استفاده از پساب برای آبیاری ممکن است بر ارزش املاک زمین تأثیر مثبت یا منفی بگذارد. کاهش بهره‌وری خاک به دلیل استفاده از پساب در آبیاری می‌تواند بر قیمت زمین و درآمد اجاره تأثیر منفی بگذارد. با این حال، ارزش پساب به عنوان منبع آبیاری ممکن است بر ارزش زمین تأثیر مثبت بگذارد.
• تأثیرات اکولوژیکی: تخلیه پساب از طرح‌های آبیاری به آب‌های طبیعی ممکن است به‌طور غیرمستقیم بر حیات آبزیان تأثیر گذاشته و بر تنوع زیستی کلی، مانند حضور پرندگان آبزی، تأثیر منفی بگذارد.
• تأثیرات اجتماعی: استفاده از پساب در کشاورزی تأثیرات اجتماعی مختلفی بر ایمنی غذایی، سلامت و رفاه، کیفیت زندگی، ارزش املاک و پایداری استفاده از زمین دارد.

جدول 1 – خلاصه ای از خطرات بهداشتی مرتبط با استفاده از فاضلاب برای آبیاری

تصفیه آب فاضلاب خانگی برای کشاورزی

فاضلاب خانگی عبارت از مجموعه فاضلابهایی است که در بخش های مختلف یک خانه اعم از آشپزخانه، حمام، ماشین لباس شویی، توالت و غیره تولید می شود. از آنجایی که این فاضلاب ها از نظر مشخصات کمی مثل حجم فاضلاب تولید شده در واحد زمان و مشخصات کیفی مانند آلاینده های فیزیکی، شیمیایی و میکروبی یکسان نیستند، جدا کردن آن ها در محل تولید می تواند در مدیریت فاضلاب شامل جمع آوری،تصفیه و دفع موثر باشد.

با توجه به دفع فاضلاب خانگی در بیشتر مناطق شهری و روستایی از طریق سپتیک، جداسازی فاضلاب خانگی و دفع آن در می تواند با ایجاد مخزنهای جداگانه برای فاضلاب خاکستری، زرد و قهوه ای انجام گیرد. سپس با استفاده از روش های تصفیه فیلتر شنی و حذف برخی از ذرات جامد و آلودگی های آب خاکستری جهت استفاده مجدد در ساختمان و آبیاری فضای سبز و غیره مجددا از آن استفاده نمود.

از آنجایی که حدود ۷۰ درصد از کل فاضلاب خانگی تولید شده در جهان بدون تصفیه وارد محیط زیست می‌شود، که حدود ۹۰ درصد آن در کشورهای در حال توسعه است، جای تعجب نیست که بیشتر فعالیت‌های استفاده مستقیم از فاضلاب با فاضلاب خام انجام می‌شود. این امر برای ارزیابی امکان‌پذیری استفاده مجدد از آب بسیار مهم است، زیرا میزان و ترکیب جریان فاضلاب از مکانی به مکان دیگر با توجه به دسترسی متفاوت است.

استفاده مجدد از آب فاضلاب خانگی برای کشاورزی همچنین به عوامل اقتصادی، رفتار اجتماعی، صنایع محلی، شرایط آب و هوایی و مصرف آب، از جمله عوامل دیگر بستگی دارد. آلاینده‌های اصلی در فاضلاب عبارتند از: (الف) مواد جامد معلق؛ (ب) ترکیبات آلی محلول؛ (ج) مواد مغذی آلی و غیر آلی؛ و (د) میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا.

انواع عوامل بیماری‌زا، به عنوان مثال، در کشورهای صنعتی و در حال توسعه بسیار متفاوت است. همین امر را می‌توان در مورد غلظت انواع مختلف مواد شیمیایی مانند فلزات سنگین، عناصر کمیاب، شوینده‌ها، حلال‌ها، آفت‌کش‌ها و سایر ترکیبات مانند داروها، آنتی‌بیوتیک‌ها و هورمون‌ها گفت که می‌تواند فاضلاب را برای آبیاری نامناسب کند.

سیستم‌های تصفیه فاضلاب معمولاً از نظر معیارهای فنی و اقتصادی، مانند راندمان حذف آلاینده‌های خاص، هزینه‌های ساخت و ساز انتخاب می‌شوند، اما به ندرت بر اساس مناسب بودن آن‌ها برای استفاده مجدد بالقوه انتخاب می‌شوند. با این حال، بازیافت و استفاده مجدد بر کل “زنجیره آب”، از تأمین تا دفع نهایی تأثیر می‌گذارد. بنابراین، این روش‌ها لزوماً بر نحوه طراحی، ساخت و بهره‌برداری از زیرساخت‌های آب و فاضلاب تأثیر خواهند گذاشت. همچنین چالش‌های جدیدی را برای نهادهای موجود، سیاست‌های دولتی و روش‌های فعلی مدیریت آب ایجاد خواهد کرد.

روشهای استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی

استفاده از فاضلاب تصفيه شده در آبياري به پنج روش انجام پذير است:

1. آبياري غرقابی: تمام سطح غرقاب مي‌شود
2. آبياري نشتی: تنها بخشي از زمين را مرطوب مي‌نمايد
3. آبياري بارانی: مرطوب شدن خاك همانند مرطوب شدن در اثر بارندگی است
4. آبياري زيرزمينی: سطح خاك تنها كمي ‌مرطوب شده ولي خاك زيرين از آب اشباع مي‌شود
5. آبياري موضعی: براي هر گياهی با استفاده از روش آبياری قطره‌ای از ميزان معينی آب استفاده مي‌شود.

آبياري غرقابی كمترين هزينه سرمايه گذاري را دارد ولی معمولا با بيشترين خطرات بهداشتي همراه است. چنانچه كيفيت ميكروبي فاضلاب با رهنمودهاي انگلبرگ مطابقت نداشته باشد و آبياري محصولات گروه مورد نظر باشد، فقط از سيستم آبياري باراني براي گياهان علوفه‌اي و چراگاه‌ها استفاده مي‌شود.

در آبياري زيرزميني، ضمن فراهم شدن بهترين شرايط براي حفظ بهداشت، از فاضلاب نيز به شكل موثرتري استفاده شده و محصول بيشتري نيز توليد مي‌گردد. اما اين روش پر هزينه بوده و براي جلوگيري از انسداد منافذ لوله‌هاي پخش كننده فاضلاب، به تصفيه كاملتری نياز خواهد بود. در جدول زیر عوامل موثر در انتخاب روش آبياری و انجام اقدامات خاص مورد نياز هر حالت ارائه شده است.

پیشنهاد میکنیم مقاله مرتبط دیگر در همین زمینه یعنی آبیاری درختان میوه با آب فاضلاب و كاربرد لجن فاضلاب در كشاورزی را نیز بررسی نمایید.

عوامل موثر در انتخاب روش آبياری و اقدامات خاص مورد نياز

جدول 2 – مقایسه روشهای آبیاری در کشاورزی با استفاده از پساب تصفیه شده

در پروژه‌هاي استفاده مجدد از پساب در كشاورزی، با توجه به كيفيت و كميت فاضلاب و بر اساس نيازهاي آبي گياهان نوع كشت تعيين مي‌گردد.

شرکت مهندسی فراب زیست فراز با سالها تجربه در این حوزه و تسلط بر انواع روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب و متخصص در ساخت انواع دستگاه تصفیه فاضلاب خانگی آماده است تا با ارائه راهکارهای خود شما را در امر استفاده از پساب تصفیه شده جهت استفاده برای آبیاری در مصارف کشاورزی شما را یاری کند. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس بگیرید.