شیرابه زباله چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

با تحقیقات و آزمایش‌های متعددی که در سال‌های اخیر انجام شده است، تصور اینکه آب‌های زیرزمینی عاری از آلودگی هستند، نادرست است. واقعیت این است که وجود مواد شیمیایی سمی در آب چاه‌ها آن فرض را رد می‌کند. آلودگی آب‌های زیرزمینی اغلب ناشی از تخلیه زباله‌های شیمیایی، دفن زباله، تولید شیرابه زباله ، استفاده از آفت‌کش‌ها، و مخازن ذخیره زیرزمینی است.

نفوذ آب در محل‌های دفن زباله می‌تواند شیرابه‌ای را تولید کند که ممکن است حاوی مواد شیمیایی نامطلوب یا سمی باشد. به منظور جلوگیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی یا آب‌های سطحی، محل‌های دفن بهداشتی با کفی که با لایه‌های نفوذناپذیر پوشانده شده است ساخته می‌شوند. قبل از رهاسازی، شیرابه در محیط جمع آوری و تصفیه می‌شود.

شیرابه زباله چیست؟

شیرابه زباله به‌طور عمده به آبی گفته می‌شود که از زباله‌های دپو شده در یک محل جاری می‌شود. این شیرابه حاوی مواد محلول و معلق، و همچنین دیگر مواد شیمیایی و سمی است. زباله‌هایی که در یک محل دفن می‌شوند، به مرور زمان شروع به تجزیه و واکنش‌های شیمیایی می‌کنند. آب یا نزولات جوی پس از تماس با مواد زائد جامد در حال تجزیه، آلوده می‌شود و اگر از مواد زائد خارج شود، شیرابه نامیده می‌شود. در پی تجزیه مواد آلی کربن‌دار موجود در زباله، طیف گسترده‌ای از مواد دیگر از جمله متان، دی‌اکسید کربن، و مخلوط پیچیده‌ای از اسیدهای آلی، آلدئیدها، الکل‌ها و قندهای ساده نیز تولید می‌شود.

خطرات تولید شیرابه می‌تواند با طراحی و مهندسی مناسب مکان‌های دفن زباله کاهش یابد. این اقدامات شامل ساخت مکان‌هایی بر روی مواد غیرقابل‌نفوذ زمین‌شناسی یا استفاده از آسترهای غیرقابل‌نفوذ ساخته شده از ژئوممبران یا خاک رس مهندسی شده می‌شود. استفاده از آسترها در حال حاضر در ایالات متحده، استرالیا و اتحادیه اروپا اجباری است، مگر در مواردی که زباله‌ها بی‌اثر تلقی شوند.

شیرابه حاصل از محل دفن زباله باید کنترل و مدیریت شود تا از محیط زیست در برابر مواد سمی محافظت شود و به ساختارهای زیرساختی مجاور از خوردگی محافظت شود.

اگر به دنبال یک پکیج تصفیه برای فاضلاب صنعتی هستید به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی مراجعه کنید.

خصوصیات شیرابه زباله چیست

همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد، شیرابه زباله زمانی تشکیل می‌شود که آب به محل زباله نفوذ پیدا کرده و سپس جاری شود، که موجب انتقال بسیاری از آلاینده‌ها می‌شود. شیرابه‌های زباله از لحاظ نوع آلاینده‌های موجود در آن به چهار گروه تقسیم می‌شوند:

1. آلاینده‌ها و مواد آلی

2. ترکیبات و مواد معدنی

3. فلزات سنگین

4. کل جامدات محلول (TDS)

شیرابه زباله عموماً از مقادیر زیادی ترکیبات تشکیل شده است که 80-95٪ آنها غیرآلی و تقریباً 52٪ آلی هستند. همچنین، فلزات سنگینی که در شیرابه زباله رایج‌ترین هستند، شامل کروم (Cr) ، منگنز (Mn) ، کادمیوم (Cd) ، سرب (Pb) ، آهن (Fe) ، نیکل (Ni) و روی (Zn) هستند. غلظت فلزات در شیرابه جوان (استوژنیک) عموماً بیشتر از شیرابه قدیمی است، که در این خصوص سن شیرابه در قسمت بعد توضیح داده خواهد شد.

بر اساس سن، شیرابه زباله معمولاً به سه گروه کلیدی تقسیم می‌شود:

1. جوان

2. متوسط یا بالغ

3. مسن

دسته‌بندی فوق به این معناست که در مرحله اولیه (جوان)، شیرابه فاضلاب دارای فاز اسیدی است؛ به این معنا که دارای سطح pH پایین‌تر، غلظت اسیدهای فرار بالا، و مواد آلی که به‌سادگی تجزیه می‌شوند می‌باشد. در مرحله بعدی، شیرابه متوسط یا بالغ (فاز متانوژنیک)، متان تولید شیرابه را افزایش می‌دهد و pH آن بالاتر است و مواد آلی موجود عمدتاً شامل بخش‌های هیومیک و فولویک هستند. هر چه شیرابه بیشتر باقی بماند، خاصیت اسیدی آن کاهش می‌یابد و خاصیت قلیایی پیدا می‌کند و غلظت مواد آلاینده و سمی آن بیشتر می‌شود و تجزیه و تصفیه آن دشوارتر می‌شود.

به‌طور کلی، شیرابه زباله دارای اکسیژن خواهی شیمیایی و بیولوژیکی بسیار بالا است و از لحاظ غلظت آلاینده‌های آلی، فلزات سنگین، مواد سمی، آمونیاک، مواد معدنی، و همچنین ترکیبات نسوز؛ مانند مواد هیومیک نیز دارای مقادیر بالایی است.

همچنین، رنگ نیز یک پارامتر مهم در شیرابه‌های زباله است. تجزیه برخی از ترکیبات آلی، مانند اسید هیومیک (HA)، ممکن است باعث شود که شیرابه زباله زرد تا قهوه‌ای تیره شود که این موضوع نشان‌دهنده سن شیرابه است. هر چه شیرابه قدیمی‌تر باشد و زمان ماند بیشتری را گذرانده باشد، رنگ آن به سیاه متمایل است.

ویژگی‌های شیرابه زباله ممکن است بسته به روش تجزیه و تصفیه، آب و هوا، شرایط هیدرولوژیکی، و سن محل دفن زباله متفاوت باشد.

در مقاله حذف فلزات سنگین از فاضلاب به بررسی روش های حذف فلزات سنگین پرداخته‌ایم.

مضرات شیرابه زباله

مشکل اساسی مرتبط با شیرابه زباله ، نگرانی از مضرات و ایجاد مخاطره برای سلامت عمومی و حفاظت محیط زیست است. شیرابه یک فرآیند جانبی سمی است که از محل دفن و دپو زباله‌ها تولید می‌شود، و ممکن است به آب‌های زیرزمینی نفوذ کرده و منجر به آلودگی آب‌های سطحی شود.

آشنایی با روش تصفیه شیرابه زباله

روش‌های مختلفی با بازدهی متفاوت در تصفیه شیرابه زباله وجود دارد. نکته‌ای که باید در نظر گرفته شود، این است که استفاده از یک روش و یک فرآیند به تنهایی ممکن است راندمان کافی را نداشته باشد و تصفیه را به اندازه کافی بهبود ندهد؛ بنابراین، استفاده از تلفیق دو یا چند روش و فرآیند در تصفیه شیرابه ضروری است.

در نمودار زیر، روش‌های مختلف جهت تصفیه شیرابه را آورده‌ایم:

پیشنهاد می کنیم مقاله ازن ژنراتور چیست را مطالعه کنید.

1. تصفیه بیولوژیکی شیرابه زباله

به دلیل مقرون به صرفه بودن، تکنیک‌های بیولوژیکی معمولاً برای حذف مواد مغذی مانند آمونیاک و ترکیبات آلی استفاده می‌شوند. با این حال، این تکنیک‌ها ممکن است نتوانند به طور مؤثر فلزات سنگین و مواد آلی غیرقابل تجزیه را حذف کنند. برای این موارد، روش‌های دیگری نظیر فرایندهای شیمیایی و فیزیکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور کلی، روش‌های بیولوژیکی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: روش‌های بیولوژیکی هوازی و روش‌های بیولوژیکی بی‌هوازی.

روش‌های هوازی تصفیه شیرابه

فرایندهای هوازی به عنوان روش‌های بیولوژیکی، در تصفیه شیرابه‌های زباله بسیار رایج هستند. راکتورهای هوازی به روش‌های مختلفی هوادهی می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و کارایی‌های خاص خود را دارند. برای مثال، در فرایند لجن فعال، غلظت بالایی از میکروارگانیسم‌ها، به ویژه باکتری‌ها، قارچ‌ها و تک‌یاخته‌ها برای حذف مواد آلی از فاضلاب استفاده می‌شود. این فرایند می‌تواند به طور مؤثر مواد آلی زیست تخریب‌پذیر را با تبدیل کامل آن به دی‌اکسیدکربن و آب از بین ببرد.

یکی از روش‌های پیشرفته تصفیه شیرابه زباله، فرایند SBR یا راکتور ناپیوسته متوالی است. این فرایند از چندین مرحله تشکیل شده است که هر یک به ترتیب مراحل مختلفی از فرایند تصفیه را انجام می‌دهند. به عنوان یکی از روش‌های پیشرفته، SBR به دلیل کارایی بالا، انعطاف پذیری، و کنترل دقیق بر فرایند، به عنوان روشی رایج در تصفیه شیرابه‌های زباله محسوب می‌شود.

روش‌های بی‌هوازی تصفیه شیرابه

روش‌های بی‌هوازی به دلیل میزان بالای COD (مجموع اکسیژن مصرفی) و نسبت BOD/COD بالای شیرابه‌های زباله، عملکرد بهتری نسبت به روش‌های تصفیه هوازی از خود نشان می‌دهند. این روش‌ها برای فاضلاب‌های آلی غلیظ بسیار مؤثر هستند و با توجه به تولید کم لجن و بیوگاز، به‌عنوان یکی از روش‌های بیولوژیکی پرکارآمد محسوب می‌شوند. همچنین، انرژی کارآمدی دارند و به عنوان روشی سازگار با محیط زیست شناخته می‌شوند.

تصفیه بی‌هوازی شامل تجزیه بیولوژیکی مواد آلی یا معدنی بدون مولکول‌های اکسیژن است. این فرایند برخلاف تصفیه هوازی، بدون نیاز به حضور اکسیژن انجام می‌شود و به عنوان یک روش مؤثر در حذف آلاینده‌ها شناخته می‌شود. از جمله معایب این تکنیک می‌توان به زمان ماند طولانی، حساسیت به تغییرات دما و راندمان حذف پایین اشاره کرد.

فرایند لجن فعال بی‌هوازی، از جمله راکتورهای لجن بی‌هوازی با جریان بالا (UASB) و فرایند ABR به‌عنوان روش‌های بی‌هوازی معروف در تصفیه شیرابه هستند. این فرایندها به دلیل کارآیی و کاربردهای گسترده‌ای که دارند، در تصفیه فاضلاب‌ها و شیرابه‌های زباله مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیشنهاد می‌کنیم از مقاله روشهای دفع فاضلاب دیدن کنید و اطلاعات بیشتری درباره روش های دفع کسب نمایید.

2. گیاه پالایی در تصفیه شیرابه زباله

روش‌های گیاه‌پالایی از قابلیت سیستم‌های خاک – گیاه برای تخریب و غیرفعال کردن عناصر سمی بالقوه در شیرابه استفاده می‌کنند. از مزایای این روش می‌توان به هزینه راه‌اندازی پایین، مصرف انرژی کمتر و راندمان بالا در حذف آلاینده‌ها اشاره کرد.

برخی تحقیقات نشان داده است که در روش گیاه‌پالایی، بیش از ۷۰ درصد از فلزات، ۳۹ درصد COD و ۴۷ درصد از BOD در طول یک زمان تماس ۱۵ روزه از شیرابه فاضلاب حذف می‌شوند. اساس عملکرد در این روش بر توانایی گیاهان مورد استفاده در لندفیل بر حذف فلزات سنگین و سایر آلاینده‌ها، و انتقال آن‌ها از ریشه به ساقه است. در مقاله گیاه پالایی در تصفیه فاضلاب در این باره بیشتر توضیح داده‌ایم.

همچنین اصطلاح دیگری به عنوان “زیست پالایی” نیز وجود دارد که در این روش از جلبک‌ها، ریزجلبک‌ها، و سایر قارچ‌ها و باکتری‌ها برای تصفیه شیرابه فاضلاب استفاده می‌شود. جلبک‌ها می‌توانند ترکیبات آلی، غیرآلی و ساده را از بین ببرند و به عنوان یکی از روش‌های مؤثر در تصفیه آب شناخته می‌شوند.

در تصفیه شیرابه، جهت افزایش راندمان مطلوب، اغلب از تلفیق دو یا چند روش استفاده می‌شود. به عنوان مثال، سایر روش‌های کاربردی در تصفیه شیرابه زباله عبارت‌اند از:

• تلفیق فاضلاب شهری و شیرابه زباله
• جذب و تبادل یونی
• فرایندهای اکسیداسیون شیمیایی و فنتون
• استفاده از ممبران و غشاهای تصفیه
• انعقاد و لخته‌سازی الکتریکی و …

مقاله پیشنهادی: ونت فاضلاب

سخن پایانی

شیرابه زباله اغلب دارای پتانسیل آلودگی قابل توجهی با غلظت بالایی از آلاینده‌های آلی و معدنی است. روش‌های اولیه تصفیه شیرابه زباله شامل روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. باتوجه‌به غلظت بالای آلاینده‌ها در شیرابه‌های زباله و زیست‌تخریب‌پذیری پایین آن، روش‌های تصفیه یکپارچه و تصفیه هم‌زمان با فاضلاب به شدت توصیه می‌شود. علاوه بر این، روش‌های انعقاد و لخته‌سازی راندمان بالایی در حذف جامدات معلق و کدورت، با نرخ حذف بیش از 90 درصد از خود نشان داده‌اند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه شیرابه زباله و فرایندها و سیستم‌های تصفیه آن با کارشناسان شرکت پاک پساب اقلیم در ارتباط باشید.