تصفیه فاضلاب شهری

اهمیت دسترسی به آب سالم و سرویس بهداشتی در هدف توسعه پایدار سازمان ملل متحد (UN, n.d) گنجانده شده است. اما تامین آب تمیز و جمع آوری فاضلاب نیازمند سرمایه گذاری عظیم در سراسر کشورمان است. خوشبختانه کارهایی صورت گرفته، ولی کافی نیست. از سویی دیگر کشور ما با توجه به ساختار اقلیمی که دارد، به شدت نیازمند توجه و تامل در این حوزه است. زیرا هدر رفت آب و خسارات جبران ناپذیری که به اکو سیستم وارد می شود، در آینده می تواند بسیار از فعالیت و حتی خود سکونت را تحت شعاع قرار دهد. اگر تغییرات آب و هوایی که در سراسر جهان در حال وقوع است را موارد کشورمان اضافه کنیم، حجت بر ما تمام می شود هیچ قصوری قابل قبول نیست. بنابراین، اگرچه امروز هم دیر شده، اما می توان با توجه ویژه و برنامه ریزی مناسب از ظهور بحران جلوگیری کرد.

نگرانی در حال ظهور

در سال‌های اخیر، نگرانی در مورد حضور بسیاری از مواد شیمیایی در غلظت‌های پایین در محیط آبی افزایش یافته است. به دلیل استفاده از مواد مختلف، بسیاری از مواد شیمیایی از طریق تصفیه خانه های فاضلاب شهری با روش های تصفیه سنتی، به آب های سطحی وارد می شود. از سویی دیگر، تحقیقات نشان داده که بسیاری از مواد شیمیایی موجود در فاضلاب حال حاضر، از خانه های ما و شستشوی محصولات به وجود می آید، مانند تمیز کننده و مواد دارویی، به طور مستقیم دفع می شود. نگرانی در مورد وجود مخلوطی از مواد شیمیایی در محیط – به اصطلاح "اثر کوکتل" – که ممکن است بر زندگی آبزیان تأثیر بگذارد نیز در حال افزایش است. نمونه ای دیگر از نگرانی های جدید احتمالی، مقاومت ضد میکروبی (AMR) است که به علت استفاده از ضد میکروبی ها مانند آنتی بیوتیک ها ناشی می شود. در داروهای انسانی و دامپزشکی این مورد به شدت گسترش یافته است. استفاده و دفع عوامل ضد میکروبی منجر به تکامل باکتری‌ها، ویروس‌ها و میکروب‌های مقاوم شده است که می‌توانند باعث بیماری شوند و اکنون در برابر درمان دارویی مقاومت می‌کنند. در نتیجه، مقابله با برخی عفونت ها به طور فزاینده ای دشوار شده است. تصفیه خانه های فاضلاب شهری می توانند ژن های AMR را به محیط منتقل کنند، اما در حال حاضر اطلاعات بسیار محدودی در مورد مسیرهای AMR در محیط برای رسیدن به انسان و اهمیت آن وجود دارد. بنابر توضیحات بالا، برای مقابله با مسائل جدید برای تصفیه فاضلاب در هنگام شناسایی ، هوشیاری مداوم لازم خواهد بود.

چالش‌های تامین آب پایدار در آینده

چالش‌های تامین آب پایدار در آینده یکی از اصلیترین معضلات قلمداد می شود. همچنین، مواردی مانند تغییرات آب و هوایی، فرصت‌های جدیدی را برای بهره‌وری منابع و بهبود حفاظت از محیط زیست ارائه می‌دهد. همانطور که میدانید، جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری برای حفظ سلامت انسان و محیط زیست ضروریست. از سویی دیگر فاضلاب خانگی و صنعتی به دلیل بارهای مواد آلی و مواد مغذی موجود در آن، فشار قابل توجهی بر محیط آبی ایجاد می کند.به عنوان مثال  اگر آمونیاک و فرآیندهای طبیعی در آب‌ها رها شوند، مواد آلی آب را تجزیه می‌کنند اما می‌توانند اکسیژن را از بین ببرند و رودخانه را برای ماهی‌ها و بی‌مهرگان، غیرقابل سکونت سازند. در همین حال، مواد مغذی اضافی، مانند نیتروژن و فسفر، می‌توانند باعث رشد بیش از حد گیاهان و جلبک‌ها شود و نور را قطع کنند و اکسیژن آب را از طریق تنفس یا زمانی که گیاهان پوسیده می‌شوند، مصرف کنند.

شایان ذکر است که با توجه تحقیقات انجام شده، در برخی مناطق، تغییرات آب و هوایی موجب بارندگی های شدید خواهد شد. یعنی فشاری مضاف به ساختار مناطق شهری – جایی که آب باران به فاضلاب های حامل فاضلاب خانگی و فاضلاب صنعتی (به اصطلاح "فاضلاب ترکیبی") تخلیه می شود، وارد خواهد آمد. باتوجه به این که باران سریعتر از آنچه برای آن طراحی شده بود وارد شبکه فاضلاب ترکیبی شده و باعث بارگذاری بیش از حد شبکه فاضلاب و منجر به طغیان و سرریز آب های سطحی در تصفیه خانه های فاضلاب شهری می شود. در چنین شرایطی فاضلاب تصفیه نشده به سطح شهر، رودخانه ها، دریاچه ها یا مناطق ساحلی می ریزد و بحران ساز می شود.

این موارد در سالهای اخیر، در چندین استان رخ داد و خسارت های فراوانی را به بار آورد که عموما مردم از آن مطلع شدند. البته سیستم های زهکشی شهری پایدار می تواند راه حلی ارائه دهد، زیرا برای مدیریت رواناب به روشی پایدار طراحی شده است. اما در سایر مناطق تغییرات آب و هوایی منجر به کاهش بارندگی خواهد شد. به عنوان اولین قدم، بهبود بهره وری آب برای کاهش استفاده غیر ضروری می تواند هم آب و هم انرژی مورد استفاده در حمل و نقل و تصفیه آن را حفظ کند. همچنین، تصفیه فاضلاب خود می تواند نقش مهمی در افزایش دسترسی به آب داشته باشد. تصفیه سطح بالا می تواند آلاینده ها را حذف کند، به طوری که آب تصفیه شده می تواند دوباره مورد استفاده قرار گیرد که نمونه آن، استفاده مجدد از فاضلاب شهری برای آبیاری کشاورزی است.

چرا تصفیه فاضلاب شهری اهمیت دارد

وظیفه تصفیه فاضلاب شهری فرآیند پاکسازی فاضلاب و آب کثیف است که اهمیت آن کاملا مشهود و هویداست. زیرا با افزایش جمعیت جهان، فشار بر منابع مهمی مانند آب بسیار زیاد است. آب باران های روان حاوی آلاینده هایی مانند آفت کش های زمین، فرآورده های فرعی نفتی و باکتری هاست. یک تصفیه خانه فاضلاب اینها را حذف می کند و آب را برای بازگشت به محیط زیست ایمن می کند. ما در آشپزخانه و حمام خود، از آب زیادی استفاده و فاضلاب ایجاد می کنیم. آب باران نیز از جاده ها، پشت بام ها و زمین خارج می شود.

همه اینها باید برای تصفیه و استفاده مجدد جمع آوری شوند. حذف آلاینده ها در یک تصفیه خانه فاضلاب و به دنبال آن تصفیه آب امری الزامی برای بهبود کیفیت زندگی شهر است. سپس آب تصفیه شده به طور ایمن به محیط بازگردانده و دوباره آماده استفاده می شود. بدون انجام این کار، جهان طبیعی و سلامت عمومی در خطر خواهد بود و این مورد به داشتن فناوری و راهنمایی مناسب نیاز دارد. بنابراین ما باید تجهیزاتی برای گیاهان جدید فراهم و سایت های کهن سال را بازسازی کنیم تا این موارد باعث شود، آنها برای خواسته های ذکر شده در بالا موثرتر باشند.

همچنین از گسترش پرهزینه جلوگیری و بالاترین خروجی را از خدمات موجود تضمین کند. البته کارهای زیادی برای جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری انجام شده و در دست اقدام است، اما فشارهای جدید مانند سازگاری با تغییرات اقلیمی، ارائه تسهیلات در مناطق شهری و روستایی، و مقابله با آلاینده های تازه شناسایی شده، همگی علاوه بر حفظ زیرساخت های موجود، نیازمند سرمایه گذاری قابل توجهی است. ضمنا هزینه های انرژی و منابع کمیاب باید دلایلی برای ارتقای بهره وری از آب را داشته باشد. آنها همچنین فرصت هایی را برای تصفیه فاضلاب شهری فراهم می کنند تا به اقتصاد دایره ای کمک بیشتری شود، به عنوان مثال، از طریق تولید انرژی، استفاده مجدد از آب و بازیافت مواد. تصفیه خانه های فاضلاب شهری در برابر شرایط بسیار متفاوت مانند، مواد مختلف در فاضلاب، اندازه جمعیت مورد استفاده، نیازهای آب های دریافت کننده و آب و هوای محلی پاسخگو هستند که نشان از ارزشمندی آنها دارد.

تصفیه فاضلاب شهری چگونه کار می کند؟

برای جمع آوری فاضلاب و انتقال آن به تصفیه خانه فاضلاب باید پساب ساخته شود. در آنجا، سطوح مختلف تصفیه را می توان اعمال کرد و معمولاً شامل موارد زیر است: پیش تصفیه، که به طور فیزیکی اجسام بزرگ مانند پارچه‌ها و پلاستیک‌ها و اجسام کوچک‌تر مانند شن را از فاضلاب حذف می‌کند. این مورد از آسیب بیشتر به تجهیزات در طول فرآیند تصفیه جلوگیری می کند. تصفیه اولیه، که ذرات ریز را حذف می کند. آب زائد در یک مخزن نگهداری می شود که در آن مواد جامد سنگین تر ته نشین می شوند، البته هر جامد سبک تر و چربی در سطح آن شناور می ماند. مواد ته نشین شده و شناور جدا می شوند و مایع باقی مانده به تصفیه ثانویه انتقال داده یا به محیط تخلیه می شود. تصفیه ثانویه که به عنوان تصفیه بیولوژیکی نیز شناخته می شود، مواد آلی باقیمانده، مواد جامد معلق و برخی از باکتری ها، ویروس ها و انگل ها و تا حدودی مواد مغذی و مواد شیمیایی را حذف می کند. برای حذف مواد مغذی باقی‌مانده هنگام تخلیه در آب‌های حساس، تصفیه دقیق‌تری اعمال می‌شود. روش‌های تصفیه خاص، مانند گندزدایی، می‌تواند برای حذف بیشتر باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌های مضر برای سلامت عمومی یا هر گونه مواد شیمیایی و مواد مضر باقی‌مانده استفاده شود.

مدیریت لجن

لجن فاضلاب که توسط باکتری ها در نتیجه مصرف آلودگی های آلی ایجاد می شود، به عنوان محصول جانبی تصفیه فاضلاب به وجود می آید. طیف وسیعی از تصیفه امکان دفع ایمن لجن را فراهم می کند. آهک و هضم هوازی یا بی هوازی لجن را تثبیت می کند، از بو جلوگیری می کند و ارگانیسم های بیماری زا را کاهش می دهد. هضم بی هوازی مقدار لجن را کاهش می دهد و بیوگاز تولید می کند، در حالی که آبگیری آب اضافی را حذف می کند، وزن را کاهش می دهد و هزینه های حمل و نقل را کاهش می دهد. البته مسیرهای دفع متفاوتی وجود دارد که بیشتر به چارچوب های نظارتی ملی و کیفیت لجن بستگی وابسطه است. اما تقریباً نیمی از لجن فاضلاب تولید شده، به عنوان کود روی زمین پخش می شود و یک چهارم آن سوزانده می شود. لجن می‌تواند حاوی غلظت بالایی از فلزات، عوامل بیماری‌زا و آلاینده‌های آلی پایدار باشد، بنابراین استفاده از آن در خشکی ممکن است برای حفاظت از محیط زیست محدود شود.

تامین تصفیه فاضلاب شهری و روستایی

برای اکثر شهروندان، فاضلاب توالت‌ها، سینک‌ها و ماشین‌های لباسشویی ما برای تصفیه کردن لوله‌ها پایین می‌رود و باعث کاهش ارگانیسم‌های بیماری‌زا و بار مواد مغذی می‌شود و در غیر این صورت عامل اصلی و منبع آلودگی و تکثیر جلبک‌هاست. در مناطق شهری یافتن فضایی برای نصب تصفیه خانه های جدید یا ارتقای تصفیه خانه های موجود می تواند چالش برانگیز باشد. به دلیل نگرانی‌های مربوط به صدا و بو، ممکن است مخالفت عمومی با توسعه در نزدیکی مناطق مسکونی وجود داشته باشد. از سویی دیگر در مناطق روستایی، تراکم جمعیت، ماهیت ویژگی‌های آب زیرزمینی و سطحی برای تصمیم‌گیری در مورد نوع سیستم جمع‌آوری و تصفیه مورد نیاز، کلیدی است.

سیستم‌های تصفیه فردی، مانند حفر چاه، اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا سرمایه‌گذاری در فاضلاب و تصفیه معمولاً پرهزینه و ممکن است بر تعداد کمی از کاربران تأثیر بگذارد. طرح درمان باید بتواند با حجم کم آب کار کند. علاوه بر این، یافتن پرسنل واجد شرایط برای راه اندازی تصفیه خانه می تواند دشوار باشد. البته نسبت خانوارهای متصل به تاسیسات تصفیه فاضلاب در سراسر کشور متفاوت است. علیرغم این پیشرفت های قابل توجه در سال های اخیر، همچنان عده زیادی حتی با سیستم اگو آشنایی ندارند و به آن متصل نیستند. به همین دلیل باید روند لوله کشی فاضلاب خانگی که به فاضلاب شهری متصل میشود را باید مورد توجه قرار داد تا نتیجه مطلوب به دست آید. پر واضح است که در مناطقی که مردم دور از هم زندگی می کنند، ممکن است استفاده از روش های تصفیه فردی مانند چاه فاضلاب برای مقابله با پساب، عملی تر باشد.

چالش های قرن بیست و یکم

در دهه های گذشته، برای جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری جهت حذف میکروارگانیسم های مضر، مواد مصرف کننده اکسیژن و مواد مغذی سرمایه گذاری شده است. این سرمایه گذاری به این معنی است که بیشتر مردم دیگر نیازی به نگرانی در مورد کیفیت آب آشامیدنی یا آبراه های محلی خود ندارند. با این حال، درک ما از چالش های پیش روی تصفیه فاضلاب شهری، برای مثال، در دانش ما از تغییرات آب و هوا و وجود مواد خطرناک بهبود یافته است. اگر به این موارد بپردازیم، می توانیم از این فرصت برای اجرای راه حل های پایدارتر استفاده کنیم.