بازیافت آب

تحلیل روزافزون منابع آب سطحی و زیرزمینی در کشور و همچنین کاهش بارندگی ها در سالهای اخیر لزوم استفاده از روشهای بازیافت آب را پر رنگتر از هر زمان دیگری کرده است. علاوه بر این تخلیه پساب های صنعتی، بهداشتی و کشاورزی به منابع آبی باعث آلودگی و از بین بردن منابع محدود آب در کشور شده و باعث تشدید بحران بی آبی و کم آبی گردیده است.

برای گذر از بحران خشکسالی باید مدیریت مصرف آب و بازیافت آب بسیار بیشتر از قبل مورد توجه قرار بگیرد. اجرای سیستم های مدرن و بروز آبیاری در صنعت کشاورزی و بازیافت و استفاده مجدد از پساب از جمله راه های موثر مقابله با بحران کم آبی می باشد. استفاده از انواع روشهای بازیافت آب نیز یکی از روشهای مدرن و مقرون به صرفه در همین راستا محسوب میشود.

بازیافت آب چیست؟

بازیافت آب، فرآیندی است که در آن آب مصرف‌شده، بازیابی و برای استفاده مجدد آماده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به کاهش مصرف آب تازه و حفاظت از منابع آب کمک کند. با بازیافت و استفاده مجدد از آب تصفیه شده برای مصارف صنعتی و کشاورزی می توان تا حد زیادی از هدر رفت آب پیشگیری نمود. این امر مستلزم تصفیه دقیق و اصولی فاضلاب تولیدی می باشد. برای تصفیه و بازیافت آب بسته به منشاء تولید پساب (صنعتی یا خانگی) از فرآیندهای مختلف تصفیه استفاده می شود. برای اطلاعات بیشتر پیشنهاد میکنیم مقاله انواع منابع آب را نیز مطالعه نمایید.

بازیافت آب از چه منابعی انجام میشود؟

روش‌های مختلفی برای بازیافت آب وجود دارد که می‌توان آنها را بر اساس نوع منبع آب مورد استفاده، نوع فرآیند مورد استفاده و میزان تصفیه مورد نیاز، طبقه‌بندی کرد.

1. بازیافت آب از فاضلاب، یکی از رایج‌ترین روش‌های بازیافت آب است. در این روش، فاضلاب شهری و صنعتی برای استفاده مجدد در مصارف مختلف، مانند آبیاری، شستشو و تولید آب آشامیدنی، تصفیه می‌شود.
2. بازیافت آب باران، روش دیگری است که می‌تواند به کاهش مصرف آب کمک کند. در این روش، آب باران که از سقف‌ها و دیگر سطوح جمع‌آوری می‌شود، برای استفاده مجدد در مصارف مختلف، مانند آبیاری، شستشو و ذخیره آب، استفاده می‌شود.
3. بازیافت آب صنعتی، روشی است که در آن آب مصرفی صنایع برای استفاده مجدد در همان صنعت، تصفیه می‌شود. این روش می‌تواند به کاهش هزینه‌های آب صنایع و همچنین کاهش آلودگی آب کمک کند.

کاربردهای آب بازیافتی

آب بازیافتی، آبی است که پس از استفاده، تصفیه و بازیابی می‌شود تا برای استفاده مجدد در مصارف مختلف، مانند آبیاری، شستشو، تولید آب آشامیدنی و سایر موارد، آماده شود.

کاربردهای آب بازیافتی، به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• میزان تصفیه آب: میزان تصفیه آب مورد نیاز، به نوع مصرف مجدد آب بستگی دارد. به عنوان مثال، آبی که برای آشامیدن استفاده می‌شود، باید تصفیه بیشتری نسبت به آبی که برای شستشو استفاده می‌شود، داشته باشد.
• منبع آب مورد استفاده: آب فاضلاب، آب باران، آب صنعتی یا آب خاکستری، هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند.
• شرایط آب و هوایی: در مناطق خشک و کم‌ آب، آب بازیافتی می‌تواند برای آبیاری و سایر مصارف کشاورزی، استفاده شود.

کاربردهای اصلی آب بازیافتی عبارتند از:

آبیاری

آبیاری، رایج‌ترین کاربرد آب بازیافتی است. آب بازیافتی می‌تواند برای آبیاری فضای سبز، کشاورزی و سایر مصارف کشاورزی، استفاده شود. آبیاری با آب بازیافتی، مزایای زیادی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف آب تازه
• حفاظت از منابع آب شیرین
• بهبود کیفیت خاک
• افزایش تولید محصولات کشاورزی

در ایران، آبیاری با آب بازیافتی در برخی از شهرهای بزرگ، مانند تهران، مشهد و اصفهان، انجام می‌شود. به عنوان مثال، در تهران، حدود 10 درصد از آب مورد نیاز برای آبیاری فضای سبز، از آب بازیافتی تامین می‌شود.

شستشو

آب بازیافتی می‌تواند برای شستشوی خیابان‌ها، ساختمان‌ها، وسایل نقلیه و سایر وسایل، استفاده شود. شستشو با آب بازیافتی، مزایای زیادی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف آب تازه
• حفاظت از منابع آب شیرین
• کاهش آلودگی آب
• صرفه‌جویی در هزینه‌های آب

در ایران، آب بازیافتی برای شستشوی خیابان‌ها و ساختمان‌ها در برخی از شهرهای بزرگ، مانند تهران و اصفهان، استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در تهران، حدود 20 درصد از آب مورد نیاز برای شستشوی خیابان‌ها، از آب بازیافتی تامین می‌شود.

تولید آب آشامیدنی

آب بازیافتی، می‌تواند پس از تصفیه دقیق، برای تولید آب آشامیدنی، استفاده شود. تولید آب آشامیدنی با آب بازیافتی، مزایای زیادی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف آب تازه
• حفاظت از منابع آب شیرین
• کاهش آلودگی آب
• صرفه‌جویی در هزینه‌های آب

در ایران، تولید آب آشامیدنی با آب بازیافتی، هنوز در مراحل اولیه قرار دارد. به عنوان مثال، در حال حاضر، تنها در برخی از روستاهای کشور، از آب بازیافتی برای تولید آب آشامیدنی استفاده می‌شود.

تولید آب صنعتی

آب بازیافتی می‌تواند برای تولید آب صنعتی، مانند آب سرد و آب گرم، استفاده شود. تولید آب صنعتی با آب بازیافتی، مزایای زیادی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف آب تازه
• حفاظت از منابع آب شیرین
• صرفه‌جویی در هزینه‌های آب

در ایران، تولید آب صنعتی با آب بازیافتی، در برخی از صنایع، مانند صنایع غذایی و صنایع نساجی، انجام می‌شود.

تولید انرژی

آب بازیافتی می‌تواند برای تولید انرژی، مانند انرژی برق و انرژی حرارتی، استفاده شود. تولید انرژی با آب بازیافتی، مزایای زیادی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی
• کاهش آلودگی هوا
• صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی

آینده آب بازیافتی در ایران

با افزایش آگاهی از اهمیت بازیافت آب و کاهش منابع آب شیرین، انتظار می‌رود که بازیافت آب در ایران در آینده گسترش یابد. در این راستا، دولت ایران برنامه‌هایی برای توسعه بازیافت آب در کشور دارد.

برای گسترش بازیافت آب در ایران، می‌توان اقدامات زیر را انجام داد:

• افزایش آگاهی عمومی از اهمیت بازیافت آب
• ارائه تسهیلات مالی برای سرمایه‌گذاری در پروژه‌های بازچرخانی آب
• رفع مشکلات فنی موجود.

روشهای بازیافت آب

روش های بازیافت آب را به صورت کلی به سه دسته روشهای فیزیکی، روشهای شیمیایی و روش های بیولوژیکی میتوان تقسیم کرد. در ادامه به توضیحات بیشتر هر کدام پرداخته شده است.

روش‌های فیزیکی

روش‌های فیزیکی، ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین روش‌های بازیافت آب از فاضلاب هستند. این روش‌ها بر اساس نیروهای فیزیکی مانند گرانش، نیروی گریز از مرکز و نیروی الکترومغناطیسی عمل می‌کنند.

• صاف کردن

ساده‌ترین روش فیزیکی برای بازیافت آب از فاضلاب، صاف کردن است. در این روش، فاضلاب از یک صافی عبور داده می‌شود تا ذرات معلق و جامدات شناور از آن جدا شوند. صافی‌ها می‌توانند از جنس‌های مختلفی مانند فلز، پلاستیک و الیاف ساخته شوند. صافی‌های فلزی و پلاستیکی، معمولاً برای فاضلاب‌های با ذرات معلق بزرگ استفاده می‌شوند. صافی‌های الیاف، معمولاً برای فاضلاب‌های با ذرات معلق کوچک استفاده می‌شوند.

• ته نشینی

روش دیگری برای جداسازی ذرات معلق از فاضلاب، ته نشینی است. در این روش، فاضلاب در یک مخزن ته نشینی قرار می‌گیرد و ذرات معلق به تدریج در کف مخزن ته نشین می‌شوند. مخزن‌های ته نشینی معمولاً به شکل استوانه‌ای یا مکعبی هستند. ته نشینی، یک فرآیند طبیعی است که تحت تأثیر عواملی مانند نیروی گرانش، نیروی ویسکوزیته و نیروی سطح تماس انجام می‌شود.

• فیلتراسیون

روشی برای جداسازی ذرات معلق و جامدات شناور از فاضلاب، فیلتراسیون است. در این روش، فاضلاب از یک فیلتر عبور داده می‌شود که ذرات معلق را به دام می‌اندازد. فیلترها می‌توانند از جنس‌های مختلفی مانند شن، ماسه، کربن فعال و مواد شیمیایی ساخته شوند. انواع فیلتر شنی، معمولاً برای فاضلاب‌های با ذرات معلق بزرگ استفاده می‌شوند. فیلتر کربنی، معمولاً برای پساب هایی که حاوی مواد آلی هستند، استفاده می‌شوند. فیلترهای مواد شیمیایی، معمولاً برای فاضلاب‌هایی که حاوی مواد شیمیایی مضر هستند، استفاده می‌شوند.

روش‌های شیمیایی

روش‌های شیمیایی برای حذف آلاینده‌های آلی و معدنی از فاضلاب استفاده می‌شوند. این روش‌ها بر اساس واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کنند.

• لخته سازی

لخته سازی، روشی برای حذف ذرات معلق از فاضلاب است. در این روش، یک ماده لخته‌کننده به فاضلاب اضافه می‌شود که باعث تجمع ذرات معلق و تشکیل لخته‌هایی می‌شود که به راحتی قابل جداسازی هستند. مواد لخته‌کننده، معمولاً از جنس مواد معدنی یا مواد شیمیایی هستند. مواد معدنی لخته‌ کننده، معمولاً شامل موادی مانند آلومینیوم سولفات، کلسیم کلرید و آهن سولفات هستند. مواد شیمیایی لخته‌کننده، معمولاً شامل موادی مانند پلی‌آلکیل آمین‌ها و پلی‌الکیل فسفات‌ها هستند.

• انعقاد

انعقاد، روشی مشابه لخته سازی است. در این روش، یک ماده منعقد کننده به فاضلاب اضافه می‌شود که باعث تجمع ذرات معلق و تشکیل لخته‌هایی می‌شود که به راحتی قابل جداسازی هستند. مواد منعقد کننده، معمولاً از جنس مواد معدنی یا مواد شیمیایی هستند. مواد معدنی منعقد کننده، معمولاً شامل موادی مانند آلومینیوم کلرید، کلسیم کلرید و آهن کلرید هستند. این مواد شیمیایی معمولاً شامل موادی مانند پلی‌آلکیل آمین‌ها و پلی‌الکیل فسفات‌ها هستند. برای جزئیات بیشتر یه مقاله انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب مراجعه کنید.

• تبادل یونی

تبادل یونی، روشی برای حذف یون‌های مضر از فاضلاب است. در این روش، از یک رزین تبادل یونی استفاده می‌شود که یون‌های مضر را به خود جذب می‌کند و یون‌های بی‌ضرر را در اختیار فاضلاب قرار می‌دهد. رزین‌های تبادل یونی، معمولاً از جنس موادی مانند پلی‌اکریلیک اسید یا پلی‌سولفون هستند.

روش‌های بیولوژیکی

روش‌های بیولوژیکی برای حذف آلاینده‌های آلی از فاضلاب استفاده می‌شوند. این روش‌ها بر اساس فعالیت میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها و جلبک‌ها عمل می‌کنند.

• تصفیه هوازی

تصفیه هوازی، روشی رایج برای حذف آلاینده‌های آلی از فاضلاب است. در این روش، فاضلاب در یک مخزن تصفیه قرار می‌گیرد که حاوی باکتری‌های هوازی است. باکتری‌های هوازی، آلاینده‌های آلی را به مواد بی‌ضرر تجزیه می‌کنند. تصفیه هوازی، معمولاً برای فاضلاب‌های شهری و صنعتی استفاده می‌شود.

• تصفیه بی هوازی

تصفیه بی هوازی، روش دیگری برای حذف آلاینده‌های آلی از فاضلاب است. در این روش، فاضلاب در یک مخزن تصفیه قرار می‌گیرد که حاوی باکتری‌های بی هوازی است. باکتری‌های بی هوازی، آلاینده‌های آلی را به مواد بی‌ضرر تجزیه می‌کنند. تصفیه بی هوازی، معمولاً برای فاضلاب‌های صنعتی استفاده می‌شود.

• تصفیه فاضلاب با استفاده از جلبک‌ها

تصفیه فاضلاب با استفاده از جلبک‌ها، روشی جدید برای بازیافت آب از فاضلاب است. در این روش، از جلبک‌ها برای حذف آلاینده‌های آلی و معدنی از فاضلاب استفاده می‌شود. جلبک‌ها، می‌توانند آلاینده‌های آلی را به عنوان منبع غذایی خود استفاده کنند و مواد معدنی را نیز جذب کنند. تصفیه فاضلاب با استفاده از جلبک‌ها، معمولاً برای فاضلاب‌های کشاورزی و صنعتی استفاده می‌شود.

چگونه روش بازیافت آب مناسب را باید انتخاب کنیم؟

انتخاب روش بازیافت آب مناسب، به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• منبع آب مورد استفاده: آب فاضلاب، آب باران، آب صنعتی یا آب خاکستری
• میزان تصفیه مورد نیاز: میزان تصفیه آب مورد نیاز، به نوع مصرف مجدد آب بستگی دارد. به عنوان مثال، آبی که برای آشامیدن استفاده می‌شود، باید تصفیه بیشتری نسبت به آبی که برای شستشو استفاده می‌شود، داشته باشد.
• هزینه‌های اقتصادی: هزینه‌های اقتصادی بازچرخانی آب، باید با مزایای آن، مانند کاهش مصرف آب تازه و حفاظت از منابع آب، مقایسه شود.

در ایران، بازیافت آب در حال توسعه است و در برخی از بخش‌ها، مانند آبیاری و شستشو، کاربرد دارد. با افزایش آگاهی از اهمیت بازیافت آب و کاهش منابع آب شیرین، انتظار می‌رود که بازیافت آب در ایران در آینده گسترش یابد. مثال‌هایی از کاربرد بازیافت آب در ایران عبارتند از:

• در برخی از شهرهای ایران، از آب فاضلاب تصفیه‌ شده برای آبیاری فضای سبز استفاده می‌شود.
• در برخی از کارخانه‌ها، از آب صنعتی تصفیه‌ شده برای تولید آب سرد استفاده می‌شود.
• در برخی از نیروگاه‌های برق، از آب خنک‌کننده تصفیه‌ شده برای خنک‌کردن توربین‌ها استفاده می‌شود.

شرکت مهندسی فراب زیست فراز با بهره گیری از تکنولوژی های به روز جهان اقدام به ساخت انواع پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی با قابلیت بازیافت و استفاده مجدد از پساب خروجی برای مصارف گوناگون نموده است. پسابهای خروجی از این پکیج ها می تواند برای مصارف گوناگونی شامل آبیاری فضای سبز، شستشو و … مورد استفاده قرار بگیرد.

از دیگر محصولات بسیار پرکاربرد دیگر فراب زیست فراز میتوان به دستگاه تولید آب مقطر صنعتی و همچنین دستگاه تصفیه آب ro صنعتی اشاره کرد.

مزایا و دلایل مهم برای بازیافت آب

اصطلاح “فاضلاب” به صورت کلی اصطلاح جذاب و خوشایندی نیست. در مناطقی از جهان که آب یک منبع بی نهایت و بسیار قابل دسترس به نظر می رسد  ما به آنچه که پس از استفاده از آب می شود توجه کمی می کنیم.

با وجود این واقعیت که زمین از 70٪ آب تشکیل شده است، این منبع آنطور که تصور می کنیم بی حد و اندازه نیست. در واقع، 97.5 درصد از کل آب در زمین آب نمک است و کمتر از یک درصد آب شیرین وجود دارد که برای استفاده مستقیم انسان استفاده می شود.

مشکل ما انسان ها این است که در ایجاد زباله ها بسیار عالی هستیم، اما در دفع درست و مناسب آنها چندان تعریفی نداریم. (برای نمونه اقیانوس ها و سواحل شنی زمانهای قدیم را با زمان حال آنها که پر از زباله های تولیدی انسانها هستند مقایسه کنید).

منابع آب ما به دلیل عدم اجرای مقررات در صنایع بزرگ و رویکرد گاه به گاه بسیاری از افراد برای دفع فاضلاب آنها به طور فزاینده آلوده می شوند. نیاز به بازیافت آب در حال تبدیل شدن به بحران است زیرا کمبود آب در سراسر جهان در حال گسترش است این فقط مربوط به بخش های در حال توسعه جهان نیست.

رفع مشکلات کمبود آب

بسیاری از ما عادت های استفاده از آب را به صورت بسیار عمیق توسعه داده ایم. بنابراین بسیار دشوار است که بخواهیم استفاده از آب را به شدت کاهش بدهیم – و صادقانه اش این است که، میزان استفاده از آب برای مصارف شخصی و زندگی حتی نزدیک به استفاده از آب برای مصارف صنعتی نیست. در حالی که ما باید سعی کنیم از آب کمتر استفاده کنیم، یک روش موثر و پایدار ، تصفیه و بازیافت آب از فاضلاب هایی است که تولید می کنیم.

امروزه فن آوری هایی متعددی وجود دارند که می توانند آب را تصفیه و بازیافت کنند. استفاده از آب بازیافتی مقدار آب مورد استفاده شما را کاهش می دهد و برای بسیاری از نیازها مورد استفاده قرار می گیرد.

منفعت برای محیط زیست

زمانی که فاجعه BP اتفاق افتاد و گالنهای نفت به اقیانوس تخلیه و باعث آلودگی عظیمی شد را یادتان می آید؟ میلیونها لیتر فاضلاب تصفیه نشده هر روزه به اقیانوس های جهان ریخته می شود. آلودگی باعث ایجاد مناطق مرده در سراسر جهان می شود و احتمالا ایجاد جهش هایی در زندگی جانوران دریایی میشود که آلودگی آنها را از بین نبرده است. فاضلاب تصفیه شده می تواند کیفیت آبهای موجود در آب و خاکهایی را که به آن ریخته شده بهبود ببخشد و تلاشی برای حفظ محیط زیست باشد.

کاهش هزینه های حمل و نقل

برای صنایع که مقدار زیادی فاضلاب ایجاد می کنند، حمل و نقل پساب و فاضلاب آنها به مکانی دیگر می تواند بسیار گران باشد. داشتن سیستم تصفیه و فن آوری بازیافت آب در محل، به شدت هزینه های حمل و نقل را کاهش می دهد. تقاضا برای منابع آب جدید نیز کاهش خواهد یافت، زیرا فاضلاب تصفیه شده به راحتی در دسترس خواهد بود.

هزینه های عملیات پایین تر

تصفیه و بازچرخانی آب بسیار ارزان تر از استفاده از آب شیرین است. لازم به ذکر است، اگر ما شروع به فعالیت درباره تصفیه فاضلابهای خودمان نکنیم، در آینده هیچ گونه منابع آب شیرین برای استفاده وجود نخواهد داشت، زیرا به اتمام رسیده و یا به شدت آلوده خواهند شد.

ریسکهای آلودگی کمتر

فاضلاب که تصفیه و بازیافت نمی شود، اغلب به منابع آبی بزرگ ما منتقل می شود. فاضلاب تصفیه شده به طور طبیعی تجزیه نمی شود. در عوض، اقیانوس ها، رودخانه ها و آبهای در جریان ما را آلوده می کند، کیفیت آب را بدتر می کند و به طور بالقوه باعث تخریب اکوسیستمی که در آن آزاد شده است میشود. بازیافت آب و پساب تنها راه جلوگیری از کمبود آب آینده و کاهش آسیب آلودگی آب به محیط زیست است.

در همین راستا و با توجه به مشکلات عدیده خاورمیانه و به خصوص در کشورمان ایران در خصوص خشکسالی و کمبود آب که بسیار جدی است، استفاده از سیستمهای بازیافت آب بسیار ضروری میباشد. شرکت مهندسی فراب زیست فراز نیز با رویکرد به کارگیری تکنولوژیهای روز دنیا برای تصفیه انواع فاضلابهای بهداشتی و صنعتی انواع سیستمهای تصفیه فاضلاب را ارائه میدهد. ساخت پکیج تصفیه فاضلاب از مهمترین تولیدات این شرکت محسوب میشود.