کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب

در نگاه اول  می توان جلبک ها را به عنوان یک مزاحم دانست. توجه به تجمع جلبک‌های سبز لزج در کناره‌های استخر آبی کریستالی شما ممکن است باعث شود که برای حذف آن عجله کنید. اما قبل از اینکه برای پاک کردن آن آماده شوید، بیایید لحظه‌ای در نظر بگیریم که کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب چگونه می‌توانند واقعاً برای آب ما مفید باشند، به ویژه در تصفیه فاضلاب.

ریزجلبک ها گونه های جلبک تک سلولی هستند که می توانند به صورت جداگانه یا خوشه ای زنده بمانند. آنها یکی از مهم‌ترین گروه‌های موجودات روی کره زمین هستند زیرا تقریباً نیمی از اکسیژن اتمسفر زمین را تولید می‌کنند و در عین حال مقادیر زیادی گاز گلخانه‌ای دی‌اکسید کربن را نیز مصرف می‌کنند. ریزجلبک ها نقش مهمی در جذب نیتروژن و فسفر اضافی در سیستم های آب طبیعی و در عین حال جذب دی اکسید کربن دارند. بنابراین، کشت انبوه ریزجلبک ها نشان دهنده یک رویکرد مناسب برای تصفیه فاضلاب است.

از آنجایی که فناوری های تصفیه فاضلاب برای آینده ما ضروری تر می شوند، ما باید راه حل هایی پیدا کنیم که نه تنها پایدار بلکه مقرون به صرفه باشند. دکتر پیتر لامرز،  با بیش از 33 سال تجربه در تحقیق و توسعه جلبک، دانشمند ارشد شراکت عمومی و خصوصی بستر آزمایشی جلبک (ATP3)، اخیراً یک پروژه آزمایشی را در گیلبرت آغاز کرده است که بر استفاده از جلبک برای تصفیه فاضلاب تمرکز دارد. لامرز در مصاحبه ای که در زیر شروع می شود، بینش بیشتری در مورد مزایای استفاده از جلبک برای تصفیه فاضلاب و همچنین مروری بر پروژه تحقیقاتی فعلی خود ارائه کرد.

برای تصفیه فاضلاب به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب شرکت پاک پساب اقلیم حتما سر بزنید.

چرا از جلبک برای تصفیه فاضلاب استفاده کنیم؟

مدتی است که محققان جلبک ها را برای تصفیه فاضلاب کشف کرده اند. ویلیام جی اسوالد یکی از اولین محققینی بود که این موضوع را در دهه 1950 مطرح کرد. جلبک ها با تولید اکسیژن که به باکتری های هوازی اجازه می دهد آلاینده های آلی موجود در آب را تجزیه کنند و نیتروژن و فسفر اضافی را در این فرآیند جذب کنند، از تصفیه فاضلاب سود می برند. همچنین یک جایگزین پایدار و مقرون به صرفه برای روش های فعلی تصفیه فاضلاب است.

آنچه امروز در این زمینه جدید است، استفاده از نوع متفاوتی از جلبک‌ها است که دماهای بالا را دوست دارد و دارای مقادیر pH بسیار پایدار و پایین است – تقریباً همان سطح pH کوکاکولا. پاتوژن ها (عوامل بیولوژیکی که باعث بیماری می شوند) در این شرایط خیلی سریع می میرند. بنابراین، فاضلاب تصفیه شده با این روش به مواد ضد عفونی کننده شیمیایی کمتری نیاز دارد. این پلت فرم نشان دهنده یک الگوی جدید در استفاده از جلبک برای تصفیه فاضلاب است.

تاریخچه تصفیه فاضلاب را در این مقاله مطالعه بفرمایید.

 چرا روی تصفیه فاضلاب تمرکز کنیم؟

دلایل مختلفی وجود دارد، اما دلیل اصلی این است که تصفیه فاضلاب فعلی انرژی بر و گران است. عدم تصفیه فاضلاب در مناطق توسعه نیافته نیز یکی از مسائل مهم بهداشت عمومی است. اکنون فرصتی برای استفاده از نور خورشید رایج در بیابان وجود دارد که مستقیماً تولید انرژی خالص، استخراج کود وآب تمیز را برای استفاده مجدد در کاربردهای دیگر ایجاد می کند.

ما از جلبک‌هایی استفاده می‌کنیم که آب گرم را دوست دارند، زیرا وقتی جلبک‌ها را در فاضلابی که در راکتورهای پلاستیکی قرار می‌دهند پرورش می‌دهیم، آب درست مانند هوای گلخانه گرم می‌شود. جلبک ها تصفیه فاضلاب را با حذف نیتروژن، فسفر و کربن آلی محلول انجام می دهند. این شرایط رشد باکتری‌های مضر را بی‌ثبات می‌کند و در عین حال زیست توده غنی از انرژی بیشتری نسبت به سیستم‌های تصفیه فعلی تولید می‌کند. قبوض برق فعلی تاسیسات فاضلاب می تواند تا 60 درصد از هزینه های عملیات تصفیه فاضلاب (WWTP) را تشکیل دهد. استفاده از سیستم های جلبکی در نهایت می تواند این صورت حساب ها را از بین ببرد، در حالی که با استخراج مواد مغذی کود در این فرآیند به صنعت سود می رساند.

برای آموزش قدم به قدم تصفیه فاضلاب مقاله مراحل تصفیه فاضلاب را حتما مطالعه کنید.

 مزایا و معایب کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب چیست ؟

با توجه به تغییرات اقلیمی و خشکسالی در کشور ما ، ایده تغییر کاربری آب در سطوح مختلف بخشی از آینده ما است. هنگامی که مواد مغذی از فاضلاب خارج شدند، باید PH را به حالت خنثی برگردانیم و یک ضد عفونی نهایی را انجام دهیم. پس از این فرآیند، آب تصفیه شده می تواند به عنوان آب خاکستری برای کشاورزی، محوطه سازی یا زمین های گلف تخلیه شود. در آینده، حتی می‌توانیم تصفیه‌های اضافی را برای بازیافت فاضلاب به آب آشامیدنی انجام دهیم.

جنبه های مثبت و معایب کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب

مزایای کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب

مزیت بزرگ این بیوتکنولوژی این است که بسیاری از گونه های جلبکی که اثربخشی آنها ثابت شده است، به راحتی در دسترس هستند، به ویژه در کشورهایی که فاقد زیرساخت برای تصفیه فاضلاب هستند. از آنجایی که فتوسنتز یک فرآیند کلیدی برای کشت ریزجلبک ها است، این سیستم ها برای مناطقی با درجه حرارت بالا و در معرض نور خورشید ایده آل هستند.

ثابت شده است که استفاده از همزیستی میکروجلبک-باکتری با حذف مواد آلی، مواد مغذی (از جمله نیتروژن و فسفر، عوامل اصلی اوتروفیکاسیون در آب) و برخی از آلاینده‌ها و عوامل بیماری‌زا، آب تصفیه‌شده با کیفیت خوبی را فراهم می‌کند. ترکیب زیست توده برداشت شده ارتباط مستقیمی با کیفیت محصولات ارزشمندی دارد که از آن بدست می آید.

تصفیه فاضلاب صنعتی به چه شکل انجام می‌شود ؟

معایب کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب

چالش های اصلی برای کاربرد جلبک ها در تصفیه اضلاب ، برداشت جلبک ها به دلیل ویژگی های ته نشینی و شرایط عملیاتی است. در حالی که تعریف نسبت بهینه زیست توده جلبک ها و باکتری ها، حذف میکرو آلاینده ها، و نیاز احتمالی به CO2 خارجی موانع بیشتری را ایجاد می کند.

اگرچه مطالعات متعددی در مورد این موضوع وجود دارد، برای اثبات امکان‌سنجی سیستم‌های مبتنی بر ریزجلبک‌ها در مقیاس کامل، به توضیح‌های بیشتری نیاز است. چشم انداز سال های آینده در کشورمان ایران چیست؟ آیا کاربرد ریزجلبک در تصفیه فاضلاب یک جایگزین امیدوارکننده برای سناریوی فعلی ما است؟

با توجه به رشد جمعیت جهانی، افزایش مصرف و منابع طبیعی کمیاب، ما نیاز به توسعه فناوری های بازیابی منابع موثر داریم تا پیشرفت پایدار را ارتقا دهیم. فن آوری های مبتنی بر جلبک گزینه های عالی برای تصفیه فاضلاب و تولید محصولات مفید با هزینه کم و راندمان بالا هستند. تحقیقات بیشتر باید تشویق شود تا کاربرد این جایگزین ها در سراسر جهان گسترش یابد و سیستم های فعلی تقویت شود.

البته باید توجه داشت که استفاده بیش از اندازه از جلبک ها نیز باعث مشکلات بهره برداری در سیستم ها تصفیه آب و فاضلاب می گردد. همچنین باید توجه داشت که شرایط محیطی نیز باعث رشد بیش از حد جلبک ها در سیستم تصفیه نگردد. در ادامه درباره مشکلاتی که رشد بیش از حد جلبک ها در تصفیه خانه ایجاد می کند صحبت میکنیم.

تصفیه فاضلاب به روش SBR چیست ؟

مشکلات رشد جلبک در تصفیه خانه

در تصفیه خانه های آب و فاضلاب، بهره برداری صحیح از سیستم یکی از دغدغه های اصلی کارفرمایان است تا خروجی سیستم به استاندارد مطلوب برسد. یکی از اتفاقاتی که بخصوص در فصول گرم در تصفیه خانه ها می افتد، رشد بیش از اندازه جلبک هاست. از جمله مسائلی که رشد جلبک ها ایجاد می کند می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• رشد بیش از اندازه جلبک ها در سطح مخازن تصفیه، سبب جلوگیری از ورود نور و اکسیژن به آب یا فاضلاب سطح زیرین می شود.
• در صورتی که در خروجی سیستم تصفیه باقی بمانند، در عملکرد تجهیزات فیلتراسیون مانند فیلتر شنی و کربنی خلل ایجاد کرده و سبب گرفتگی فیلترها می گردد.
• رشد جلبک در تصفیه خانه آب، سبب تغییر طعم و بو در آب می شود.
• در صورتی که در واحد ته نشینی تصفیه خانه فاضلاب جلبک بسیار زیادی رشد کند سبب ایجاد پدیده رایزینگ و بالکینگ لجن می گردد.

تصفیه فاضلاب به روش MBR چیست ؟

جمع بندی

به این ترتیب، این فناوری‌های جدید از جمله کاربرد جلبک در تصفیه فاضلاب به درک بهتر رابطه آب-انرژی به روشی پایدار کمک می‌کنند و در عین حال الهام‌بخش توسعه راه‌حل‌های نوآورانه در آینده هستند.