جدیدترین روش های تصفیه فاضلاب

همانطور که جمعیت جهان در حال افزایش است، تصفیه فاضلاب نیز به طور فزاینده ای اهمیت بیشتری پیدا می کند. ما نه تنها باید روش های تصفیه آب را که میزان قابل توجه کمتری از کربن را از خودش به جا میگذارد را پیدا کنیم؛ بلکه باید روش های جدید و خلاقانه ای برای دفع مواد فرعی به جا مانده از لجن فاضلاب به جا مانده پیدا کنیم. در این مقاله به معرفی  جدیدترین روش های تصفیه فاضلاب پرداخته ایم.

انواع روشهای نوین در تصفیه فاضلاب

در راستای افزایش کارایی و رعایت استانداردهای زیست‌محیطی، روش‌های مدرن برای تصفیه‌ فاضلاب توسعه یافته‌اند. این نوآوری‌ها به بهبود نتایج تصفیه، افزایش بهره‌وری انرژی و بازیابی منابع کمک می‌کنند.

جدیدترین روشهای تصفیه فاضلاب در جهان عبارتند از:

1. راکتورهای غشایی زیستی (MBR): ترکیبی از فیلتراسیون غشایی و تصفیه بیولوژیکی است که با نگهداری جامدات و ذرات بزرگ، کیفیت بالای پساب را فراهم می‌کند، فضای مورد نیاز را کاهش می‌دهد و فرآیندهای پایین‌دستی را ساده‌سازی می‌کند.
2. تصفیه الکتروشیمیایی: از واکنش‌های الکتروشیمیایی برای حذف آلاینده‌ها، از جمله فلزات سنگین و آلاینده‌های آلی، به طور مستقیم یا از طریق فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته استفاده می‌کند. این روش انرژی‌بر است اما برای پساب‌های صنعتی خاص بسیار موثر است.
3. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP): شامل تولید گونه‌های بسیار واکنش‌پذیر (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل) برای تجزیه ترکیبات آلی پیچیده است که در برابر روش‌های سنتی مقاوم هستند. این روش برای حذف میکروآلاینده‌ها و داروها موثر است.
4. آناموکس (اکسیداسیون آمونیوم بی‌هوازی): از باکتری‌های تخصصی برای حذف آمونیاک از پساب بدون نیاز به اکسیژن استفاده می‌کند که باعث کاهش مصرف انرژی و تولید لجن می‌شود. این روش برای حذف مواد مغذی در پساب‌های غنی از نیتروژن ایده‌آل است.
5. لجن دانه‌ای هوازی (AGS): دانه‌های متراکم میکروارگانیسم‌ها را تشکیل می‌دهد که کارایی تصفیه را افزایش می‌دهند، لجن را کاهش می‌دهند و حذف همزمان مواد مغذی را در طراحی‌های راکتور فشرده امکان‌پذیر می‌کنند.
6. اسمز مستقیم (FO): برای کشیدن آب از طریق یک غشای نیمه‌تراوا از اختلاف فشار اسمزی طبیعی استفاده می‌کند و آلاینده‌ها را باقی می‌گذارد. این روش برای کاربردهای با شوری بالا یا حساس به انرژی استفاده می‌شود.
7. پیِل‌های سوختی میکروبی (MFC): از واکنش‌های بیوالکتروشیمیایی هدایت‌شده توسط میکروب‌ها برای تصفیه پساب و تولید همزمان برق استفاده می‌کند که برای تصفیه غیرمتمرکز مفید است.
8. تالاب‌های مصنوعی با بیوفیلم‌های تقویت‌شده: یک راه‌حل سبز که از گیاهان و بیوفیلم‌های مهندسی‌شده برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌کند. این روش به طور فزاینده‌ای برای پساب‌های صنعتی خاص بهینه شده است و مزایای اکولوژیکی و تصفیه را ترکیب می‌کند.
9. فیلترهای نانولوله‌ای کربنی: فیلترهای مبتنی بر نانوتکنولوژی که جذب و فیلتراسیون را افزایش می‌دهند، به‌ویژه برای حذف آلاینده‌های ریز و پاتوژن‌ها موثر هستند، اما هنوز در مرحله توسعه برای استفاده گسترده قرار دارند.
10. صفر تخلیه مایع (ZLD): با بازیافت و تبخیر پساب تا زمانی که فقط باقی‌مانده‌های جامد باقی بماند، به بازیابی کامل آب دست می‌یابد. این روش برای صنایعی که با مقررات سختگیرانه تخلیه مواجه هستند، حیاتی است.

این روش‌ها برای کاربردهای متنوعی، از تصفیه پساب شهری تا صنعتی تخصصی، مناسب هستند و اغلب بر کاهش ضایعات، مصرف انرژی و رعایت مقررات زیست‌محیطی تمرکز دارند. در ادامه به توضیحات بیشتر درباره این روشهای مدرن تصفیه پساب پرداخته ایم.

تصفیه فاضلاب با هیدرولیز حرارتی

فن آوری هیدرولیز حرارتی سه هدف دارد: تصفیه فاضلاب، کاهش ضایعات و محصولات فرعی و تولید بیوگاز. کارخانجات تصفیه فاضلاب در روش سنتی باید برای مقابله با مقدار زیادی لجن تولید شده در جریان روند تصفیه فاضلاب صنعتی برنامه ریزی کنند. در طرف مقابل، با سیستم هیدرولیز حرارتی لجن را به عنوان زباله تعریف نمی کنند، بلکه یک منبع ارزشمند انرژی محسوب میشود.

پس از اتمام عملیات تصفیه فاضلاب و جمع آوری لجن، تولید بیوگاز آغاز می شود. لجن در مخازن بزرگ گرم و فشرده میشود. دمای مورد نیاز از 160 تا 165 درجه سانتیگراد متغیر است و فشار مورد نیاز در هر نقطه از فشار 7 تا 11 یا 12 بار است.
دو تکنولوژی هیدرولیز حرارتی وجود دارد: دسته ای یا بیوتلیس – و Exelyis.

هیدرولیز حرارتی Biothelys (Batch)

فناوری Biothelys نیاز به زمینهای بزرگی برای هر کارخانه دارد و باید هر روز مقدار زیادی از فاضلاب تامین شود تا تولید بیو گازی به اندازه کافی برای ادامه کار وجود داشته باشد. با این حال، برای شهرهای بزرگ این موضوع دور از دسترسی نیست و همچنین تولید بیوگاز می تواند دارای درآمدزایی قابل توجهی هم باشد.

هیدرولیز حرارتی Exelys

فناوری Exelys می تواند با در اختیار داشتن فضای کمتری میتواند به طور مؤثر کار کند و نیاز به حجم کمتر فاضلاب برای ادامه کاردارد. علاوه بر فناوری Exelys که نیازمند میزان بسیار کمتری از فضا برای فعالیت است، 130 درصد بیو گاز بیشتری نسبت سیستم های تولید هیدرولیز حرارتی بعدی، با استفاده از همان مقدار لجن تولید میکند. در عین مقدار دفع زباله نیز کاهش می یابد.
توسعه و ایجاد یک کارخانه Exelys گران است، اما با این حال هزینه های عملیاتی بسیار کمتری نسبت به سایر سیستم های هیدرولیز حرارتی دارد.

سلول های سوختی میکروبی (Microbial Fuel Cells)

فن آوری دیگری که به طور همزمان سه عملکرد اجرا می کند، تکنولوژی های سلول های سوختی میکروبی (MFC) از باکتری ها برای تصفیه فاضلاب استفاده می کند. موضوع بسیار مهم دیگر این واقعیت است که محصول جانبی باکتری های مصرف کننده لجن فاضلاب، الکترونهایی است که می توانند به برق تبدیل شوند.

دانشمندان در حال حاضر موفق به تولید مقادیر قابل توجهی از برق در شرایط آزمایشگاهی شده اند که الکترون ها را در طی اکسیداسیون باکتری ها و انتقال آنها به یک الکترود تولید می کنند. اگر تکنولوژی MFC بتواند در مقیاس وسیعی تولید شود، سوختهای فسیلی کمتر برای تولید برق لازم خواهد بود.

تصفیه فاضلاب فوتوکاتالیستی خورشیدی (Solar Photocatalytic Wastewater Treatment)

یکی از بزرگترین موانع مربوط به تصفیه فاضلاب تصمیم گیری در مورد لجن تولید شده در طی فرآیند تصفیه است. تصفیه فاضلاب فوتوکاتالیستی خورشیدی می تواند مقدار لجن را بیش از 80 درصد نسبت به سیستم های تصفیه فاضلاب سنتی کاهش دهد.
لجن، همچنین به عنوان “محتوای ارگانیک” شناخته شده است، به دلیل یک تجزیه میکروبی – اکسیداسیون – فرآیندی به نام “تابش خورشیدی” به وضوح توسط سیستم فوتوکاتالیستی کاهش می یابد. “تابش خورشیدی یک اثر سینرژیک است، که در ترکیب با پراکسید هیدروژن، مقدار کربن در لجن را کاهش می دهد – کربن عامل اصلی در محتوای آلی است.”

شرکت مهندسی فراب زیست با تجربه چندین ساله در امر طراحی، تولید، و ارائه انواع تجهیزات و سیستمهای تصفیه و بازیافت آب و فاضلاب از فعالترین شرکتهای حاضر در این حوزه میباشد. از اصلی ترین تولیدات این شرکت میتوان به طراحی و ساخت سیستمهای یکپارچه و قابل جابجایی تصفیه فاضلاب اشاره کرد. پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی از سیستمهای تصفیه مدرن و بسیار مقرون به صرفه برای استفاده در انواع صنایع محسوب میشود.