تصفیه پیشرفته فاضلاب چیست و چه روش‌هایی دارد؟
استفاده مجدد از آب به عنوان یکی از مهم‌ترین فرصت‌های پیش رو می‌تواند به طور قابل توجهی به بهبود وضعیت جوامع و اقتصاد کشورمان کمک کند. این تلاش نه تنها به تقویت منابع آبی مطمئن و پایدار برای مصارف انسانی، بلکه برای بخش‌های مختلفی همچون کشاورزی، تجارت، صنعت و فعالیت‌های تفریحی و حتی حفظ اکوسیستم‌های سالم نیز اهمیت دارد. بنابراین، حفظ و بهره‌برداری مطلوب از این منبع حیاتی باید در اولویت برنامه‌های ما قرار گیرد. برای اینکه بتوانیم آب مصرفی را به طور مؤثر مجدداً استفاده کنیم، ضرورت دارد که به صورت مستقیم یا از طریق فرآیندهای تصفیه فاضلاب، آن را به چرخه مصرف بازگردانیم. این امر مستلزم آشنایی با روش‌های نوین و پیشرفته تصفیه است که می‌توانند به ارتقای کیفیت و دستیابی به استانداردهای لازم برای مصارف گوناگون کمک کنند. در این مقاله، شرکت ارکا گستر قصد دارد تا شما را با اهمیتی که این روش‌ها در تصفیه پیشرفته فاضلاب دارند، آشنا کرده و شما را در مسیر بهره‌برداری بهتر از این منابع راهنمایی کند.
تصفیه پیشرفته فاضلاب چیست؟
در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، مراحل و روش‌های متنوعی برای انجام عملیات تصفیه به‌کار می‌رود که هر کدام هدف خاصی را دنبال می‌کنند. زمانی که فاضلاب وارد تصفیه‌خانه می‌شود، ابتدا از فرآیندهای تصفیه اولیه عبور می‌کند که این مرحله شامل حذف ذرات بزرگتر و مواد معلق است. سپس، به مرحله تصفیه ثانویه می‌رود که به کمک فرایندهای بیولوژیکی، حدود ۸۵ درصد از آلاینده‌هایی مانند BOD5 (نیاز اکسیژن بیوشیمیایی در پنج روز)، جامدات محلول و دیگر مواد زائد موجود در فاضلاب خام کاهش پیدا می‌کند. اضافه کردن مرحله ضدعفونی به این فرآیندها کمک می‌کند که کنترل و کاهش گسترده‌ای در تعداد باکتری‌ها و ویروس‌ها داشته باشیم هرچند که به طور کامل این عوامل از بین نمی‌روند. علی‌رغم این اقدامات، هنوز موادی در فاضلاب وجود دارد که به‌طور کامل حذف نمی‌شوند؛ موادی از قبیل فسفر، نیتروژن، ترکیبات آلی مقاوم در برابر تجزیه بیولوژیکی یا مواد معدنی محلول که می‌تواند قابلیت استفاده مجدد از فاضلاب را محدود کند. برای رفع این مشکل، مراحل تصفیه پیشرفته به جمع فرآیندهای موجود افزوده می‌شود که می‌کوشد تا به حذف مؤثرتر مواد آلی و جامدات یا کاهش غلظت مواد مغذی و حتی حذف کامل مواد سمی بپردازد. این مجموعه روش‌ها تحت عنوان تصفیه فاضلاب پیشرفته شناخته می‌شوند و اخیراً در بسیاری از طرح‌های مدرن به کار گرفته می‌شوند تا به ارتقای کیفیت پساب خروجی کمک کنند.
در حقیقت، تصفیه پیشرفته فاضلاب به‌طور کلی به هر فرآیندی اشاره دارد که برای تولید پساب با کیفیت بالاتر از آنچه معمولاً از طریق فرآیندهای تصفیه اولیه و ثانویه حاصل می‌شود، به کار گرفته می‌شود.
روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب
پکیج تصفیه فاضلاب پیشرفته بسته به هدف موردنظر از تصفیه که معمولاً حذف مواد خاصی است، مشخص می‌شود. در این مرحله از تصفیه، اغلب هدف بر کاهش نیتروژن و فسفر متمرکز است، و در مورد فاضلاب‌های صنعتی، تمرکز بر حذف آلاینده‌های دیگر می‌باشد. به‌طورکلی، روش‌های متنوعی برای این نوع تصفیه وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
- فرآیند اکسیداسیون پیشرفته یا AOP
- استفاده از فرآیندهای تبادل یونی
- بهره‌گیری از فرآیندهای غشایی مانند NF، UF و غیره
این روش‌ها به‌صورت منسجم و تخصصی طراحی شده‌اند تا بهینه‌ترین نتایج را در حذف آلاینده‌ها فراهم کنند.
فرآیند اکسیداسیون پیشرفته یا AOP
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، که به اختصار AOP نامیده می‌شوند، مجموعه‌ای از فناوری‌های نوین و کارآمد هستند که به‌طور گسترده‌ای در صنعت تصفیه فاضلاب برای بهبود کیفیت پساب‌ها به کار گرفته می‌شوند. این فرآیندها به‌ویژه به دلیل قابلیت استفاده از رادیکال‌های هیدروکسیل، که ذرات پرانرژی و واکنش‌پذیر محسوب می‌شوند، شهرت دارند. این رادیکال‌ها به‌شکل مؤثری قادر به تخریب و تجزیه ترکیبات پیچیده و آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب هستند. در استفاده از این فناوری پیشرفته، امکان تلفیق فرآیند با تکنیک‌هایی نظیر استفاده از گاز ازن (O3) یا بکارگیری کاتالیزورهای مناسب برای شتاب بخشیدن به واکنش‌ها و حتی بهره‌برداری از انرژی اشعه ماورای بنفش (UV) فراهم می‌شود. این ترکیب‌ها منجر به تولید پساب‌های باکیفیت و خلوص بالا می‌شود. علاوه بر این، روش‌های اکسیداسیون پیشرفته شامل اجزای متنوع دیگری نیز هستند که هر کدام نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد کلی سیستم دارند.
مقالات مرتبط: ضد عفونی آب با پرتو فرابنفش (UV)
فرآیندهای تبادل یونی
تبادل یونی یک فرآیند مهم و پیچیده است که در آن یون‌های موجود در یک محلول با یون‌های دارای بار مشابه، ولی از گونه‌های شیمیایی متفاوت، که به رزین‌های نامحلول متصل هستند، تعویض می‌شوند. این فرآیند ذاتاً یک نوع جذب است که در آن یون‌ها به سطوح رزین می‌چسبند و البته می‌توان آن را به‌عنوان یک واکنش شیمیایی برگشت‌پذیر نیز تعبیر کرد، زیرا امکان دارد تحت شرایط خاصی مسیر واکنش معکوس شود. کاربردهای رایج تبادل یونی شامل نرم کردن آب است که در این پروسه، یون‌های عامل “سختی” مانند کلسیم (Ca2+) و منیزیم (Mg2+) از آب حذف می‌شوند. همچنین، این تکنیک در عملیات تصفیه پیشرفته فاضلاب برای حذف نیترات‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. رزین‌های تبادل یونی ممکن است زئولیت‌های غیرآلی طبیعی باشند یا از مواد آلی مصنوعی تولید شوند. امروزه، استفاده از رزین‌های آلی مصنوعی بسیار محبوب است، زیرا می‌توان خصوصیات آنها را براساس نیازهای خاص و کاربردهای دقیق تنظیم و تغییر داد و این انعطاف‌پذیری به نوعی آنها را به گزینه‌ی ایده‌آلی برای بسیاری از فرآیندهای تصفیه فضلاب صنعتی و شیمیایی تبدیل کرده است.
فرآیندهای غشایی
در واقع، غشاء به عنوان یک مانع عمل می‌کند که با محدود کردن حرکت اجزا، دو فاز متفاوت را از یکدیگر جدا می‌کند. غشاها از قرن هجدهم به وجود آمده و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در طی این مدت، تحولات و پیشرفت‌های قابل توجهی صورت گرفته است تا این غشاها برای بسیاری از کاربردهای مختلف به ویژه در صنایع مربوط به تصفیه آب و فاضلاب به شکل مناسب‌تری به کار گرفته شوند. این تلاش‌ها باعث شده تا بهره‌وری و کارایی آنها بهبود یابد و بتوانند نیازهای پیچیده و رو به رشد این صنایع را برآورده کنند.
غشاها به طور کلی در دو دسته اصلی ایزوتروپیک و ناهمسان‌گرد قرار می‌گیرند که هر یک دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند. غشاهای ایزوتروپیک به دلیل یکنواختی در ترکیب و ساختار فیزیکی‌شان شناخته می‌شوند. این غشاها در صورتی که ریز متخلخل باشند، می‌توانند جریان بیشتری از مواد را نسبت به زمانی که به صورت غیرمتخلخل یا متراکم هستند فراهم کنند، چرا که در حالت غیرمتخلخل، کاربردهایشان به دلیل پایین بودن شار نفوذ اغلب محدود می‌شود. این ریز متخلخل‌ها عموماً در غشاهای میکروفیلتراسیون یا فرآیندهای MF به کار می‌روند. در مقابل، غشاهای ناهمسان‌گرد برخلاف ظاهر یکنواخت، از لایه‌های مختلف با ساختارها و ترکیبات متفاوت تشکیل شده‌اند و سطح آنها غیریکنواخت است. این غشاها معمولاً دارای یک لایه نازک انتخابی هستند که روی یک لایه ضخیم‌تر و بسیار نفوذپذیر قرار گرفته است. این ویژگی‌ها آنها را برای استفاده در فرآیندهای اسمز معکوس (RO) بسیار مناسب و اثربخش می‌کند.
در نتیجه، فرآیندهای تصفیه فاضلاب غشایی در طراحی ، انتخاب تجهیزات و کاربرد استفاده، با یکدیگر تفاوت دارند.
روش‌های پیشرفته غشایی که امروزه در راستای حذف الاینده های باقی‌مانده در فاضلاب استفاده می‌شوند، شامل مجموعه‌ای از فناوری‌های پیشرفته و نوین هستند که این روش‌ها عبارتند از: بیوراکتورهای غشایی که به اختصار MBR نامیده می‌شوند، میکروفیلتراسیون یا MF که با استفاده از فیلترهای دقیق‌تر اقدام به جداسازی ذرات می‌کند، اولترافیلتراسیون یا UF که یک گام جلوتر رفته و ذرات ریزتری را فیلتر می‌کند، نانوفیلتراسیون یا NF برای حذف مواد بسیار ریز و تخصصی‌تر به کار می‌رود، و در نهایت فرآیند اسمز معکوس یا RO که با ارائه تصفیه‌ای بسیار دقیق، قادر است پساب را به سطح کیفی ایده‌آلی برساند. تمام این تکنیک‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پس از اعمال، آب خروجی کیفیت مناسبی برای استفاده‌های مختلف پیدا کند و حتی در صورت نیاز، برای آشامیدن نیز مناسب باشد.این سیستم‌های پیچیده و چندلایه، نه‌تنها کیفیت آب را بهبود می‌بخشند بلکه ایمنی آن را نیز تضمین می‌کنند.
مقالات مرتبط: فرایند شیرین سازی آب
سخن پایانی
همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، تصفیه پیشرفته فاضلاب در حذف مواد آلی و معدنی باقی‌مانده نقش کلیدی دارد. این فرآیند شامل تکنیک‌ها و روش‌های پیچیده‌ای است که برای ارتقای کیفیت تصفیه به کار می‌رود. اکسیداسیون پیشرفته و استفاده از رزین‌های تبادل یونی از جمله روش‌های رایجی هستند که به طور گسترده استفاده می‌شوند. همچنین، روش‌هایی مانند الکترودیالیز و استفاده از غشاهایی همچون اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و میکروفیلتراسیون نیز جزء لاینفک این فرآیندها به‌شمار می‌آیند. به‌کارگیری این روش‌های پیشرفته، به‌طور محسوسی خطرات احتمالی مرتبط با استفاده مجدد از فاضلاب را کاهش می‌دهد و امکان تخلیه پساب تصفیه‌شده به طبیعت یا استفاده مجدد از آن در کاربردهای دیگر را با رعایت استانداردهای لازم فراهم می‌کند. شرکت ارکا گستر با فعالیت به عنوان طراح و مجری سیستم‌های پیشرفته تصفیه فاضلاب، آماده پاسخ‌گویی به تمامی سؤالات فنی شماست و در زمینه تهیه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و سایر موارد مرتبط، شما را راهنمایی می‌کند. این شرکت با استفاده از تخصص و تجربه گسترده خود، خدمات جامعی در زمینه طراحی و اجرای سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب به کارفرمایان محترم ارائه می‌کند.شما می توانید از طریق راه های ارتباطی موجود با ما درتماس باشید.