راهنمای جامع کنترل‌کردن تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب

تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب، قلب تپنده بهداشت و سلامت شهرها هستند؛ تاسیساتی پیچیده که وظیفه حیاتی پاکسازی آب و بازگرداندن آن به چرخه طبیعت را بر عهده دارند. اما در پشت دیوارهای این تاسیسات، نبردی دائمی و چالش‌برانگیز در جریان است: مبارزه با دو مهمان ناخوانده به نام‌های جلبک و لجن. کنترل جلبک در تصفیه‌خانه‌ها و مدیریت لجن در تصفیه‌خانه فاضلاب دو روی یک سکه هستند که نه تنها بر کیفیت فرآیند تصفیه آب و فاضلاب تاثیر می‌گذارند، بلکه هزینه‌های عملیاتی و چالش‌های زیست‌محیطی را نیز به شدت تحت شعاع قرار می‌دهند. در این مطلب به بررسی این چالش‌های تصفیه‌خانه‌های فاضلاب می‌پردازیم و راهکارهای عملی برای مدیریت و کنترل این دو پدیده سرسخت را مرور می‌کنیم.

مقالات مرتبط:

♣ تصفیه فاضلاب صنایع و کارخانجات | چالش ها و راهکارها

♣ حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب

روش‌های متداول برای کنترل جلبک در تصفیه‌خانه‌ها:

برای کنترل جلبک در تصفیه‌خانه‌ها معمولاً از ترکیبی از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی استفاده می‌شود. مدیریت مناسب تغذیه‌ای و کاهش مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر در ورودی آب، و همچنین شست‌وشوی منظم واحدها و پیش‌تصفیه مناسب، از مهم‌ترین اقدامات برای پیشگیری و کنترل رشد جلبک‌ها به شمار می‌رود.

برای مهار جلبک، از روش‌های زیر استفاده می‌شود:

الف) روش های فیزیکی:

روش‌های فیزیکی شامل اقداماتی مانند پوشاندن سطح حوضچه‌ها برای جلوگیری از رسیدن نور خورشید، استفاده از هوادهی و اختلاط برای جلوگیری از راکد ماندن آب، و در مواردی، حذف فیزیکی توده‌های جلبک با استفاده از تجهیزات مکانیکی است. در روش‌های فیزیکی، حذف مکانیکی، استفاده از فیلترها و یا کاهش شدت نور ورودی به واحدها باعث محدود شدن رشد جلبک می‌گردد.

ب) روش های شیمیایی:

روش‌های شیمیایی شامل استفاده از ترکیبات جلبک‌کش (Algicides) مانند سولفات مس یا ترکیبات کلر است. این روش‌ها می‌توانند بسیار موثر باشند، اما باید با دقت زیادی استفاده شوند. زیرا دوز بیش از حد آنها می‌تواند برای میکروارگانیسم‌های مفید تصفیه‌کننده و همچنین برای محیط زیست مضر باشد. همچنین، استفاده از مواد منعقدکننده برای لخته کردن و ته‌نشین کردن جلبک‌ها نیز از دیگر راهکارهای شیمیایی است.

ج) روش های بیولوژیکی:

روش‌های بیولوژیکی نیز در حال توسعه هستند. در این روش‌ها، از موجودات دیگری که از جلبک‌ها تغذیه می‌کنند (مانند برخی گونه‌های خاص زئوپلانکتون) یا از باکتری‌هایی که برای مواد مغذی با جلبک‌ها رقابت می‌کنند، استفاده می‌شود. جالب است بدانید که در رویکردی متفاوت، گاهی از خود جلبک‌ها نیز به صورت کنترل‌شده برای تصفیه استفاده می‌شود. فرآیند تصفیه فاضلاب با جلبک سبز، یک روش نوین است که در آن از قابلیت جلبک‌ها برای جذب نیتروژن، فسفر و فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می‌شود. هرچند چالش جداسازی توده جلبکی از آب تصفیه‌شده در انتهای فرآیند همچنان پابرجاست.

چالش بزرگی به اسم لجن

اگر جلبک‌ها مهمان ناخوانده باشند، لجن محصول جانبی اجتناب‌ناپذیر فرآیند تصفیه آب و فاضلاب است. مدیریت این حجم عظیم از لجن، یکی از پرهزینه‌ترین و پیچیده‌ترین چالش‌های تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در سراسر جهان است.

چرا مدیریت لجن در تصفیه‌خانه فاضلاب اینقدر پیچیده است؟

لجن تصفیه‌خانه فاضلاب، توده‌ای نیمه‌جامد است که از آب، مواد آلی، میکروارگانیسم‌ها، و ترکیبات معدنی و شیمیایی تشکیل شده است. پیچیدگی مدیریت آن به چند دلیل است. اول، حجم بسیار بالای تولید. یک تصفیه‌خانه بزرگ شهری می‌تواند روزانه صدها تن لجن تولید کند. دوم، درصد بالای آب. لجن تازه تولید شده ممکن است بیش از 99 درصد آب داشته باشد که حمل و نقل و فرآوری آن را بسیار دشوار و پرهزینه می‌کند.

سوم، پتانسیل آلودگی و خطرات بهداشتی. این لجن حاوی غلظت بالایی از عوامل بیماری‌زا، فلزات سنگین، و ترکیبات آلی سمی است و در صورت عدم مدیریت صحیح، می‌تواند منبع جدی آلودگی محیط زیست باشد. و چهارم، هزینه بالا. برآورد می‌شود که هزینه‌های مربوط به کنترل لجن در تصفیه‌خانه‌ها، شامل فرآوری، حمل و نقل و دفع نهایی، می‌تواند تا ۵۰ درصد کل هزینه‌های عملیاتی یک تصفیه‌خانه را به خود اختصاص دهد.

استراتژی‌های مهم برای کنترل لجن در تصفیه‌خانه‌ها

هدف اصلی در مدیریت لجن در تصفیه‌خانه فاضلاب، کاهش حجم و تثبیت آن برای دفع ایمن و اقتصادی است. این فرآیند شامل چند مرحله کلیدی است:

1. مرحله اول، تغلیظ است. در این مرحله، با استفاده از روش‌هایی مانند ته‌نشینی ثقلی یا شناورسازی، بخشی از آب آزاد لجن از آن جدا شده و حجم آن تا حد زیادی کاهش می‌یابد.
2. مرحله دوم، تثبیت است. هدف از این مرحله، کاهش عوامل بیماری‌زا، کاهش پتانسیل تجزیه بیولوژیکی و کنترل بو است. هضم بی‌هوازی (که در آن میکروارگانیسم‌ها در غیاب اکسیژن، مواد آلی را تجزیه کرده و بیوگاز تولید می‌کنند) و هضم هوازی از روش‌های رایج تثبیت هستند. کنترل بو در تصفیه‌خانه فاضلاب به شدت به عملکرد صحیح این مرحله بستگی دارد، زیرا تجزیه ناقص مواد آلی منبع اصلی تولید بوهای نامطبوع است.
3. مرحله سوم، آبگیری است. در این مرحله، با استفاده از تجهیزات مکانیکی پیشرفته مانند سانتریفیوژها، فیلتر پرس‌ها یا اسکرو پرس‌ها، آب بیشتری از لجن جدا شده و آن را به یک کیک نیمه‌جامد تبدیل می‌کنند. این کار هزینه‌های حمل و نقل را به شدت کاهش می‌دهد. در کنار این فرآیندها، رسوب‌زدایی لجن از کف حوضچه‌ها و مخازن نیز یک عملیات نگهداری مهم است که باید به طور منظم انجام شود تا از تجمع بیش از حد لجن و کاهش کارایی واحدها جلوگیری شود. در نهایت، لجن آبگیری و تثبیت شده باید به روشی ایمن دفع شود که می‌تواند شامل دفن در لندفیل‌های بهداشتی، استفاده به عنوان کمپوست در کشاورزی، یا سوزاندن باشد.

رویکردهای نوین و یکپارچه در مدیریت جلبک و لجن

علم و تکنولوژی دائما در حال ارائه راه‌حل‌های جدیدتر و پایدارتر برای مقابله با چالش‌های تصفیه‌خانه‌های فاضلاب هستند. نگاه مدرن به جلبک و لجن، دیگر فقط به عنوان یک پسماند نیست، بلکه به عنوان یک منبع بالقوه برای تولید محصولات با ارزش است.

نگاهی به تکنولوژی‌های جدید و پایدار

امروزه، رویکردهای نوینی برای کنترل جلبک در تصفیه‌خانه‌ها در حال توسعه است. استفاده از امواج فراصوت برای از هم پاشیدن دیواره سلولی جلبک‌ها، یا به‌کارگیری سیستم‌های اکسیداسیون پیشرفته که با تولید رادیکال‌های آزاد بسیار فعال، هم جلبک‌ها و هم سموم آنها را از بین می‌برند، از جمله این روش‌ها هستند.

در زمینه مدیریت لجن در تصفیه‌خانه فاضلاب نیز، تحولات بزرگی در حال رخ دادن است. تمرکز اصلی بر روی بازیابی منابع از لجن است. به عنوان مثال، بیوگاز تولیدِ از هضم بی‌هوازی لجن، یک منبع انرژی تجدیدپذیر ارزشمند است که می‌توان از آن برای تولید برق و حرارت مورد نیاز خود تصفیه‌خانه استفاده کرد. همچنین، تحقیقات گسترده‌ای بر روی استخراج فسفر (یک کود ارزشمند) از لجن، و همچنین تبدیل لجن به بیوچار (نوعی زغال فعال) یا سوخت‌های زیستی در حال انجام است. این رویکردهای نوین، نه تنها به حل مشکل دفع لجن کمک می‌کنند، بلکه با تبدیل یک پسماند پرهزینه به یک محصول با ارزش، به سمت اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار حرکت می‌کنند.

کلام آخر:

در مجموع می‌توان گفت که کنترل جلبک در تصفیه‌خانه‌ها نیازمند به‌کارگیری مجموعه‌ای از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و مدیریتی است تا ضمن کاهش رشد جلبک‌ها، کیفیت فرآیند تصفیه حفظ شود. اگرچه روش‌های سنتی مانند استفاده از کلر یا سولفات مس تا حدودی مؤثر هستند، اما محدودیت‌هایی از نظر کارایی و اثرات جانبی بر محیط‌زیست دارند. در این میان، بهره‌گیری از محصولات تخصصی و ایمن‌تر مانند استفاده از محصول اگوسیب صنایع آرال شیمی به‌عنوان یک راهکار نوین و ارگانیک در تصفیه فاضلاب، می‌تواند نقش مؤثری در کنترل جلبک و لجن فاضلاب و بهبود راندمان سیستم‌های تصفیه ایفا کند. این محصول علاوه بر اثربخشی بالا، از نظر زیست‌محیطی نیز سازگار است و انتخابی مناسب برای مدیریت بهداشتی و مطمئن تصفیه‌خانه‌ها به شمار می‌آید.