بخشی از مقاله
چکیده
آب از حیاتیترین مواد بر روي کرهي زمین میبا شد. 71 در صد از سطح کرهي زمین با آب پو شانده شده ا ست که از این میزان حدود 3 درصد آن قابل استفاده میباشد. رشد روز افزون جمعیت، فعالیت صنعتی و کشاورزي از یک سو میزان مصرف آب را افزایش میدهد و از سوي دیگر باعث به وجود آمدن پسابهاي خانگی، صنعتی و کشاورزي میگردد که این پسابها منجر به بروز م شکلات زیست محیطی فراوانی میشوند.
به کارگیري مفاهیم و فنآوريهاي نوآورانه براي حلکردن این مهم بسیار حیاتی و ضروري میباشد. پسابهاي خانگی به دو دسته تقسیم میشوند: دسته اول جریان پساب ناشی از آشپزخانه، لباسشویی، حمام و دستشویی میباشد که در مجموع آنها را پساب خاکستري مینامند.
دسته دوم جریان پساب ناشی از توالتها است که پساب سیاه نامیده می شود. طبق نمونه گیريهاي انجام شده، پساب خاکستري حدود 62 در صد از کل م صرف آب خانگی را ت شکیل میدهد. به علت آلودگی کمتر پساب خاکستري بخصوص از نظر میزان مواد معلق و میزان کلیفرمهاي آن نسبت به پساب سیاه، میتوان نسبت به جمع آوري و تصفیه پساب خاک ستري در سطح خانگی اقدام نمود و از آن به عنوان یک منبع جهت مصارف خانگی که در تماس مستقیم با انسان نیستند، مثل آبیاري و سیفونتوالت و ... مجدداً استفاده کرد.
بازیابی و ا ﺳﺘﻔﺎده ﻣﺠﺪد از پ ساب خاک ستري یکی از مهمترین راهکارها براي کاهش میزان مصرف آب شرب در منازل، صنایع و ساختمانهاي تجاري و اداري است. مزایاي تصفیه پساب خاکستري شامل: کاهش تقاضاي آب کاهش بارهاي آلی و هیدرولیکی در سیستم پساب شهري، کاهش هزینههاي قبوض آب، پر کردن سفرهاي زیرزمینی و کمک به چرخه سالم آب، حفاظت از اکوسیستمهاي آبزیان میباشد. براي تصفیهي پساب خاکستري تاکنون سه روش تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفته اند.
در این مقاله روشهاي مختلف تصفیه پساب خاکستري مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت با توجه به مطالب بیان شده میتوان دریافت که تصفیهي پساب خاکستري، فناوري نوآورانه در مدیریت مصرف آب میباشد و استفاده مجدد از آن در مقاصد مختلف کاملا امکان پذیر بوده و در صورت استفاده از روش مناسب، می توان به کمک آن از بخش چشمگیري از هدررفت منابع آب آشامیدنی جلوگیري نمود.
مقدمه
شاید بتوان گفت آب پس از هوا حیاتیترین ماده براي ادامهي زندگی بشر است. 71 درصد از سطح کرهي زمین با آب پوشانده شده است که از این میزان حدود 3 درصد آن قابل استفاده میباشد. در نتیجه مسئلهي آب و کمبود آن مورد توجه قرار میگیرد. به علاوه امروزه با پیششرفت زندگی صصنعتی مصصرف آب رو به فزونی اسست. هم چنین فعالیتهاي صنعتی منجر به ایجاد پسساب میششوند که م شکلات زی ست محیطی فراوانی را به وجود میآورد. مشکلات جدي نا شی از پ سابها شامل آلودگی آب و خاك، کاهش منابع آب، آلودگی منابع و ... میباشد
حدود 40 درصد از مردم جهان از نبود سرویس بهداشتی مناسب رنج میبرند که این مسئله منجر به بروز بیماريهایی میشود. در نتیجه اهمیت تصفیه پساب هم در بازیابی آب مصرفی در صنایع و سایر مصارف و هم در رفع مشکلات و مخاطرات زیستمحیطی میباشد.
به منظور ت صفیه پ ساب، شنا سایی نوع پ ساب و آلاینده ي موجود در آن ضروري میبا شد
پسابهاي خانگی به دو دسته تقسیم میشوند :دسته اول جریان پساب ناشی از آشپزخانه، لباسشویی، حمام و دستشویی میباشد که در مجموع آنها را پساب خاکستري مینامند. دسته دوم جریان پساب ناشی از توالتها است که پساب سیاه نامیده میشود. براي مثال 47 درصد از مصارف آب مربوط به تولید پساب خاکستري در مالزي و 68 درصد در انگلستان می شوند
میزان مواد آلی موجود در پساب خاکستري بسیار کمتر از پساب سیاه می باشد. میزان سی او دي در پساب سیاه 1.5 برابر بیشتر از پساب خاکستري می باشد - جفرسون و همکاران، . - 2004 به علت آلودگی کمتر پساب خاکستري بخصوص از نظر میزان مواد معلق و میزان کلیفرمهاي آن نسبت به پساب سیاه، می توان نسبت به جمع آوري و تصفیه پساب خاکستري در سطح خانگی اقدام نمود و از آن به عنوان یک منبع جهت مصارف خانگی که در تماس مستقیم با انسان نیستند، مثل آبیاري و سیفونتوالت و ... مجدداً استفاده کرد
مزایاي تصفیه پساب خاکستري را می توان شامل موارد زیر دانست:
.1 کاهش تقاضاي آب
.2 کاهش بارهاي آلی و هیدرولیکی در سیستم پساب شهري
.3 کاهش هزینههاي قبوض آب
.4 پر کردن سفرهاي زیرزمینی و کمک به چرخه سالم آب
.5 حفاظت از اکوسیستمهاي آبزیان
مطالعه جیمنز در استرالیا نشان میدهد که استفاده مجدد از پساب خاکستري، به کاهش حجم پساب وارد شده به تصفیه خانهها و صرفه جویی در مصرف انرژي منجر شده و به تبع آن، باعث کاهش تقاضاي آب آشامیدنی شده است
مطالعات هزینه و سود انجام شده در رابطه با استفاده مجدد از پساب خاکستري براي مدرسه اي در مادهیا پرادش هندوستان توسط گودفري و همکاران نشان می دهد که مجموع سود داخلی و خارجی استفاده از سیستم تصفیه پساب خاکستري به مراتب بیشتر از کل هزینه داخلی و خارجی می باشد
در استرالیا، استفاده مجدد از پساب خاکستري تقاضاي آب شیرین، فشار درتصفیه خانههاي پساب و مصرف انرژي را کاهش داده است. با توجه به افزایش جریان ورودي از پساب خاکستري، هزینه قبض آب و پساب بهبود یافته است. در لبنان، پساب خاکستري یک منبع ارزشمند براي رشد گیاهان است؛ زیرا مواد مغذي موجود در پساب خاکستري تصفیه شده براي رشد گیاه ضروري است که در صورت عدم استفاده، این منبع ارزشمند هدر شده است. با استفاده خانگی از پساب خاکستري تصفیه شده در مکزیک، مشکل جلبک سبز آبی در حوضچههاي پساب و مخازن آب کاهش یافته است. همچنین در برخی روستاها و مدارس در نامبیا و مصر پساب خاکستري بازیابی شده، در مزارع موز استفاده شده است
براي ت صفیهي پ ساب خاک ستري تاکنون سه روش فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مورد برر سی قرار گرفته اند. با توجه به خواص پساب خاکستري، استفاده از یک روش به تنهایی براي تطبیق با استانداردهاي محیط زیستی موجود کافی نیست. جهت دستیابی به بالاترین راندمان، عموما در ابتدا از یک مرحله تصفیه ي فیزیکی به عنوان پیش تصفیه استفاده می شود. در مرحله پیش تصفیه بیشتر رسوبات موجود، جامدات معلق و سایر موادي که به راحتی از محیط جدا میشوند، به کمک فیلتر یا غشاء از پساب جدا میشوند. پس از انجام مرحلهي پیش تصفیه، با استفاده از مراحل مکمل، فرآیند ت صفیه تکمیل می شود.
از دههي 85 میلادي به بعد، با پی شرفت روز افزون تجهیزات کنترلی و فرآیندي، به دلیل ارزان بودن شرایط عملیاتی، سازگار بودن با محیط زیست و راندمان بالا، توجه بیشتري بر روشهاي بیولوژیکی معطوف شده است. در این مقاله روشهاي مختلف تصفیه پساب خاکستري مورد بررسی قرار میگیرد. در واقع این پژوهش مروري بر روشهاي تصفیه پساب خاکستري میباشد و سه روش تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را مورد بررسی قرار میدهد.
مواد و روشها
تصفیه فیزیکی
در این روش از نیروهاي فیزیکی براي جدا سازي مواد از جریان پ ساب ا ستفاده می شود. به دلیل سادگی این فرآیند، روشهاي فیزیکی اولین روش مورد استفاده در تصفیه پسابها میباشند. هزینه به نسبت دیگر روشها، کمتر است و همواره سعی شده در انتخاب فرآیندهاي تصصفیه از حداکثر توان این روش اسستفاده ششود. با این حال روششهاي فیزیکی به تنهایی توانایی تصصفیهي مناسسب پساب خاکستري و تطبیق کیفیت آن با استانداردهاي موجود را ندارند و از آنها بیشتر به عنوان یک مرحلهي پیش تصفیه براي تصفیهي نهایی ا ستفاده می شود. آشغال گیري، دانهگیري، ته ن شینی، شناور سازي، چربیگیر و فیلترا سیون همگی نمونههایی از روشهاي فیزیکی درتصفیه پساب میباشند
اوده الجیو سی در سال 2003 دریافت که ا ستفاده مجدد از پ ساب خاک ستري در اردن که 50 در صد پ ساب را ت شکیل داده ا ست وکیفیت آن با دیگر پسابها بطور قابل ملاحظه اي متفاوت است، می تواند نتایج خوبی داشته باشد. وي یک فیلتراسیون ساده و یک سیستم شیمیایی گندزدایی را مورد استفاده قرار داد. این روش تصفیه کلیفرمها را جدا می کند اما کدورت و آلایندههاي آلی همچنان بجا می مانند. سیستمهاي پیشرفته فیلتراسیون ترکیبات تشکیل دهنده ي پساب خاکستري را کاهش می دهد، اما به استانداردهاي بازیافت آب نمیرساند. رقیق سازي پسابها بمنظور متعادل سازي آن فرصتهاي بیشتري براي بیشینه کردن بازیابی پساب خاکستري به ما میدهد.
در سال 2004 در تحقیقی که ایتایمایا و همکاران انجام دادند، از یک فیلتر شیبدار خاکی براي ت صفیه پ ساب خاک ستري سینک آ شپزخانه، که داراي بار آلودگی بالایی ا ست ا ستفاده شد. اجزاي ا صلی خاك در این فیلتر را اک سید آلومینیوم و سیلیکاي هیدراته تشکیل می دهد و سیستم تصفیه ي خاکی مورد ا ستفاده در این تحقیق، تا حدودي توانایی از بین بردن آلودگیهاي آلی و ترکیبات فسفري را دارا می باشد. در این روش، سیستم فیلتراسیون خاکی مورد استفاده در آن، براي مدت 3 سال بدون نیاز به هیچ گونه اقدامات نگهداري و تعمیرات خاص، به کار خود ادامه داده است .
این سیستم توانایی کاهش 67 درصدي بی او دي و 78 درصدي جامدات معلق را دارا ا ست که این میزان براي تطبیق کیفیت پساب خاک ستري ت صفیه شده با ا ستانداردهاي موجود کافی نیست
رامون و همکاران در سال 2004 توانایی تصفیه ي پساب خاکستري ضعیف حمام را توسط غشاء نانو فیلتراسیون با سه غشاء اولترا فیلتراسیون دیگر مقایسه نمودند. نمونهها از دوشهاي عمومی مراکز ورزشی جمع آوي شدند که نوع شدت تی اس اس: 29/8 mg/l و سی او دي: 170/3 mg/l می باشد. با استفاده از روش اولترافیلتراسیون در این تحقیق، استانداردهاي رایج مربوط به جامدات معلق و سی او دي رعایت می شود 45 - تا 70 در صد کاهش سی او دي و کاهش 92 تا 97 در صدي در میزان کل جامدات معلق - . با این وجود در کلیه مراحل آزمایش، همواره مقدار بی او دي، بالاتر از استانداردهاي موجود برآورد شد. با توجه به یافتههاي رامون، به هنگام استفاده از نانو فیلتراسیون نیز، میزان جداسازي ترکیبات آلی محلول بالاي 90 درصد و ذرات یونی بالاي 50 درصد به میزان مطلوبی گزارش شد.
آساید و همکاران در سال 2014 از روشی جدید براي تصفیه ي فیزیکی پساب خاکستري استفاده کردند. سیستم مورد استفاده در این روش، فیلتر شنی ف شرده ي ک شویی نام دارد. این سی ستم شامل یک طرح جدید ا ست که در آن فیلتر شنی به چندین لایه با ضخامت حدودا 10 سانتی متري تق سیم می شود. هر یک از این لایهها، روي یک ورقه ي ک شو مانند به صورت عمودي قرار گرفته و فاصله اي 10 سانتی متري بین هر کشو در نظر گرفته می شود. هدف این روش جلوگیري از مشکلات طرحهاي پیشین فیلترهاي شنی، مانند گرفتگی، ایجاد بوي نامطبوع و نیاز به فضاي عملیاتی زیاد گزارش شده است.
