مقاله عملکرد تالاب های مصنوعی در تصفیه فاضلاب

بخشی از مقاله

چکیده:

تالاب ناحیه ای از مظاهر طبیعی و خدادادی است که در روند پیدایش آن، خاک آن توسط آب های سطحی و زیرزمینی به صورت اشباع درآمده و در طی یک دوره کافی و شرایط عادی محیطی تشکیل شده است و دارای توالی زیستی می باشد. شرایط اشباع در خاک رشد و تکثیر گیاهان تالابی، از جمله لویی، جگن و نی، و انواع موجودات میکروسکوپی را ممکن می سازد. شرایط حاصله از تعامل ریشه های این گیاهان و موجوداتریزِ ساکن در این زیستگاه ها قابلیت بالایی در دریافت پساب با ناخالصی های گوناگون و زدودن این ناخالصی ها دارد.

گونه هایگیاهیِ نامبرده از کارآمدترین و معمول ترینگیاهانِ تالابی موجود در جهان اند. تالاب های مصنوعی یک شبیه سازی از تالاب های طبیعی هستند که به دلیل وجود گیاهان، بستر خاکی یا غیرخاکی و محیط مناسب برای رشد جانداران، در کاهش آلودگی آب ها موثرند. به کارگیری سیستمهای پیشرفته تصفیه مشکل بوده و هزینه مرتبط در به کارگیری افراد متخصص در زمینه بهره برداری و نگهداری آن ها بالاست، درصورتی که تالاب ها در حذف ازت و فسفر کم هزینه هستند.

مکانیسم تصفیه در سیستم نیزارهای مصنوعی، ترکیبی از مکانیسم های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. در تالابهای سطحی سطح جریان سیال روی بستر خاک است. تالاب های مصنوعی زیرسطحی در صورت راهبری مناسب، روش موثری برای تصفیه فاضلاب شهری هستند. همچنین به علت جریان یافتن فاضلاب در زیر سطح احتمال ایجاد حشرات موذی و حیوانات موذی حداقل می گردد.

-1مقدمه

تالاب ناحیه ای از مظاهر طبیعی و خدادادی است که در روند پیدایشش، خاک آن توسط آب های سطحی و زیرزمینی به صورت اشباع درآمده و در طی یک دوره کافی و شرایط عادی محیطی تشکیل شده است و دارای توالی زیستی می باشد. در بیش از نیمی از کشورهای جهان برداشت محصول ماهی منوط به سلامتی تالاب هاست ، %16 از گونه های پرندگان در معرض خطر انقراض پرندگان تالابی هستند و کاهش جمعیت پرندگان تالاب یکی از شاخص های روند انهدام و تخریب چنین محیط هایی محسوب می شود . تالاب ها با تنظیم جریان آب از گسترش سیلاب و نفوذ آبهای شور جلوگیری کرده و در امور حمل و نقل مورد استفاده قرار میگیرند

تقسیمبندی تالابها شامل:

-1تالابهای طبیعی

-1-1تالابهای داخل خشکی
-1-2تالابهای ساحلی دریایی

-2تالابهای مصنوعی

-2-1تالابهایی با جریان افقی شامل سیستم های با جریان سطحی آب آزاد و سیستم های با جریان زیر سطحی
-2-2تالابهایی با جریان عمودی

تالاب های مصنوعی یک شبیه سازی از تالاب های طبیعی هستند که به دلیل وجود گیاهان، بستر خاکی یا غیرخاکی و محیط مناسب برای رشد جانداران، در کاهش آلودگی آب ها موثرند .[7] شرایط اشباع در خاک رشد و تکثیر گیاهان تالابی، از جمله لویی، جگن و نی، و انواع موجودات میکروسکوپی را ممکن می سازد. شرایط حاصله از تعامل ریشه های این گیاهان و موجوداتریزِ ساکن در این زیستگاه ها قابلیت بالایی در دریافت پساب با ناخالصی های گوناگون و زدودن این ناخالصی ها دارد. گونه هایگیاهیِ نامبرده از کارآمدترین و معمول ترینگیاهانِ تالابی موجود در جهان اند

آن دسته از تالابهای مصنوعی که جریان از زیر سطح گراول یا مدیای ماسه عبور میکند، سیستم با جریان زیرسطحی - HSF - 2 نامیده می شود. در تالابهای سطحی 3 سطح جریان سیال روی بستر خاک است. از مزایای سیستم های زیر سطحی در مقایسه با سیستم های روسطحی، عدم تولید حشرات و بو و عدم کاهش قابل ملاحظه راندمان با افت درجه حرارت می باش

مزایای تالاب های مصنوعی عبارت از : ارزان برای ساخت و نگهداری، نیازمند به انرژی کم، تصفیه موثر فاضلاب [7] ، استفاده از مکان های مختلف، حفظ منابع آبی منطقه، تامین زیستگاه اضافی برای حیات وحش، ایجاد مکان های زیبا برای نواحی مجاور، تکنولوژی دوستدار محیط زیست، میباشند

معایب تالابهای مصنوعی عبارت است از: نیاز به مساحت زیاد، سطح تالابها می توانند جذب کننده پشه ها و سایر آفات باشد، تالابهای مصنوعی برای تصفیه فاضلابهایی با غلظت بالای آلاینده ها مناسب نیستند.

·    تالابهای مصنوعی برای رسیدن به چهار هدف عمده ساخته می شوند:

-1 بالا بردن کیفیت آب - تالاب های مصنوعی تصفیه فاضلاب -

-2 کنترل سیلاب - تالاب های مصنوعی کنترل سیلاب -

-3 جبران و کمک به متعادل سازی میزان تغییرات حاصل از پیشرفتهای کشاورزی و شهری در تالابهای طبیعی - تالاب مصنوعی بعنوان بوم طبیعی موجودات -

-4 تولید غذا و چوب - تالاب های مصنوعی زراعت آبی -

·    اجزای سیستم تالاب های مصنوعی شامل: 

-1 بسترهایی با توان متفاوت در نگهداری آب

- 2 گیاهان سازگار با شرایط بیهوازی و اشباع از آب

- 3 جریان سطحی یا زیرسطحی

- 4 جمعیت های میکروبی هوازی و بیهوازی

-5 مهره داران و جانوران بی مهره

این سیستم ها در مقایسه با سیستم های رایج تصفیه از امتیازات زیر بهره می برند: 

-این سیستم ها را می توان در هر مکانی که فاضلاب تولید می شود تأسیس کرد. -تجهیزات و انرژی کمتری نیاز دارد.

-هزینه کارگر کمتری می خواهد.

-وسایل کمتری برای تعمیر و نگهداری لازم دارد.

- این سیستم را می توان با افرادنسبتاً غیرماهر تأسیس کرد و به عنوان یک سیستم با تکنولوژی سطح پائین بهره برداری کرد

-2 بحث و گفت و گو

تنوع زیستی تالاب های مصنوعی برای تصفیه فاضلاب

گونههای بیشماری از پرندگان، پستانداران، دوزیستان، خزندگان و ماهیها، به آب و پوشش گیاهی زیستگاههای تالابی وابسته اند . تالاب-های مصنوعی برای مدیریت فاضلابهای کشاورزی و شهری موثر بوده و می توانند مواد جامد محلول، تقاضای زیستی اکسیژن، تقاضای شیمیایی اکسیژن، نیتروژن، فسفر، عناصر کمیاب و میکروارگانیزمهای موجود در فاضلاب را کاهش و یا از بین ببرند؛ زیرا تمرکز بالای این فاکتورها در فاضلاب ها، برای جانوران تالابی، جوامع ماکروفیتی آبزی و جانوران وابسته به ماکروفیتها، زیان آور است .

در تالابهای مصنوعی با طول عمر کمتر از 5سال، تنوع زیستی ماهیها پایین است. تالابهای مصنوعی با سن بیشتر از 10 سال، غنای گونه ای بالاتری از تالابهای جوان تر دارند. ساختار جوامع بی مهرگان آبزی در تالابهای مصنوعی، تحت تاثیر حضور شکارچیان و زیستگاههای مناسب است؛ ماهیها صیادان اصلی بی مهرگان آبزی اند. افزایش بی نظمی، پیچیدگی روابط و سن زیستگاه، تنوع زیستی تالاب را افزایش میدهد.

تالابهای مصنوعی برای کمک به بهبود کیفیت آب و گسترش تنوع زیستی، باید دارای یک مساحت بزرگ و یک پوشش بالا از ماکروفیتهای آبزی باشند. در تصفیه فاضلاب، پوشش زیاد ماکروفیتها یک فاکتور مهم در تثبیت نیتروژن است که ممکن است با افزایش غنای گونه ای بی مهرگان آبزی، میزان اکسیژن محلول را کاهش دهد. غنای گونه ای، فراوانی و تنوع پرندگان با نواحی تالابی افزایش می-یابد. غنای گونه ای و فراوانی ماهیها توسط نواحی تالابی و اکسیژن محلول افزایش مییابد؛ درحالیکه تنوع آنها با افزایش غلظت کل فسفر محلول، کاهش مییابد

حذف آلایندههای کشاورزی توسط تالابهای مصنوعی

تالابهای مصنوعی برای مدیریت فاضلاب های کشاورزی و شهری موثر بوده و میتوانند مواد جامد محلول، تقاضای زیستی اکسیژن، تقاضای شیمیایی اکسیژن، نیتروژن، فسفر، عناصر کمیاب و میکروارگانیزمهای موجود در فاضلاب را کاهش و یا از بین ببرند؛ زیرا تمرکز بالای این فاکتورها در فاضلابها، برای جانوران تالابی، جوامع ماکروفیتی آبزی و جانوران وابسته به ماکروفیتها، زیان آور است.

حذف آلایندهها به چندین فاکتور مدیریتی- طراحی- زیست محیطی مانند؛ آب و هوا، نرخ بارگیری هیدرولیک، نرخ بارگیری آلاینده، عمق آب، پوشش گیاهی، مدیریت پوشش گیاهی و... وابسته است. به دلیل تولید بالا، تالابها به عنوان منبع مهمی از کربن آلی حل شده - DOC - شناخته شده اند، که میتواند پیش ماده گندزدایی محصولات جانبی مضر باشد. تالابهای مصنوعی به طور موثر آلایندههای نیترات و کل ذرات جامد معلق را حذف میکنند. در تالابهای مصنوعی به منظور تبدیل مواد آلی پیچیده به گاز کربنیک، آب و توده میکروبی واکنش-های بیولوژیکی انجام میشوند.