گندزدایی فاضلاب : چالش‌ها و راهکارها

گندزدایی فاضلاب : چالش‌ها و راهکارها


جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است، لذا جهان در آینده با مشکل کمبود آب مواجه خواهد شد. افزایش مصرف آب و ارتقاء سطح بهداشت و رفاه عمومی، آلوده شدن منابع آب، کمبود منابع آب شیرین و مناسب، همگی سبب شده است تا تامین آب بهداشتی به یکی از دغدغه های اساسی جامعه جهانی تبدیل شود. در دهه اخیر نیز بدلیل کاهش باران و رو به زوال نهادن منابع تأمین آب شرب در سراسر جهان از جمله کشور ما، تلاشهای زیادی برای جداسازی منابع آب، برای تامین آب شرب و سایر استفاده‌ها صورت گرفته است.

آب به هر علت و برای هر کاربردی مصرف شود، مقداری مایع دور ریختنی یا فاضلاب تولید می کند. اما آیا واقعاً این مایع دورریختنی است؟ امروزه با رشد جمعیت و بهبود سطح زندگی و به دنبال آن افزایش مصرف آب، تولید فاضلاب افزایش چشمگیری داشته است. از اینرو ساخت و توسعه تصفیه خانه های فاضلاب با هدف تصفیه بهینه فاضلاب و تولید پسابی مناسب جهت تخلیه به محیط های پذیرنده، سیر صعودی یافته است.

رویکرد مناسب در طرح های تصفیه فاضلاب آن است که با حداقل هزینه و امکانات فنی و سادگی بهره برداری، نیازهای تصفیه برآورده گردد. امروزه پساب حاصل از تصفیه خانه های فاضلاب به عنوان یک منبع ارزشمند آب محسوب شده  که می توان آن را برای مصارف مختلف استفاده نمود. این امر در اکثر کشورهای پیشرفته مورد توجه خاصی قرار گرفته است و آنها تلاش‌های زیادی جهت محقق ساختن این مهم انجام داده اند که از جمله این تلاش‌ها می توان به اقدامات صورت گرفته برای استفاده مجدد پساب تصفیه خانه های فاضلاب شهری در آبیاری محصولات کشاورزی، استفاده در فضاهای ورزشی، استفاده در پارک‌ها و همچنین مقاصد تفریحی اشاره نمود.{۱}

یکی از جنبه های اصلی تصفیه فاضلاب، بحث جنبه‌های بهداشتی آن است. در همین مقوله، گندزدایی پساب نهایی حاصل از تصفیه خانه‌های فاضلاب، یکی از مهمترین مراحل تصفیه فاضلاب است که برای اهداف حفاظت منابع آب و یا استفاده مجدد از آن انجام می پذیرد.

تاکنون برای این منظور روش‌های متعددی ارائه شده است و بسیاری از این روش‌ها سال‌ها است که در تصفیه‌خانه‌های مختلف سراسر دنیا مورد استفاده قرارمی‌گیرند. اما از آنجائی که امروزه داشتن یک جامعه بشری سالم با محصولات جانبی تولیدی ضدعفونی کننده‌ها نظیر تری هالومتان‌ها، هالو استیک اسیدها و غیره به یک بحران برای سلامتی آینده بشر تبدیل شده است، جستجو برای کشف روش‌های نوین و موثر ضدعفونی به عنوان جایگزینی برای روش‌های حاضر امری لازم تلقی میشود.{۲}

با وجود اینکه گندزدایی شیمیایی بوسیله کلر روشی کاملا عمومیت یافته و مورد قبول در بیشتر جوامع توسعه یافته و در حال توسعه به شمار می رود، ولی با توجه به تجربیات علمی فزاینده بدست آمده در مورد تشکیل احتمالی محصولات جانبی سرطانزای ناشی از گندزدایی با کلر، احتمال مصون شدن میکروبها در مقابل گندزداهای شیمیایی مشابه کلر و بالا رفتن آگاهی و حساسیت مردم در مورد سلامتی، ایمنی، هزینه و مسائل زیست محیطی؛ نیاز به یافتن فرایندهای پیشرفته تصفیه و گندزدایی با بکارگیری دیگر روش‌های گندزدایی و حذف کامل آلاینده ها و عوامل بیماریزا از آب و فاضلاب بیش از پیش ضروری گردیده است. {۳}

متون و تجارب زیادی در ارتباط با انواع گزینه های گندزدایی پساب فاضلاب‌ها وجود دارد با این حال مهندسین فاضلاب به سختی می توانند براساس اطلاعات موجود، گزینه‌ی مناسب برای گندزدایی را بخصوص از بین فناوری های نسبتاً جدید انتخاب کنند. یک گندزدای خوب برای استفاده در آب و فاضلاب میبایست در رقت‌های خیلی کم بر میکروارگانیسم‌ها اثر کشندگی مناسب داشته باشد، برای انسان و حیوانات اثرات سمی اندکی داشته و اثرات و صدمات نا مطلوب زیست محیطی آن ناچیز باشد.{۴}

امروزه با توجه به تولید فراورده‌های جانبی خطرناک ناشی از استفاده ترکیبات کلر درآب و فاضلاب، کاربرد سایر گندزداها از قبیل؛ پرتو فرابنفش، اُزُن ،پراستیک اسید، ترکیبات متعدد پراکسید هیدروژن و یا ترکیبی از دو یا سه مورد از این مواد به عنوان گزینه جایگزین مطرح گردیده است.{۳}

استفاده از روش‌هایی مانند ازن زنی و یا لامپ های UV با وجود برخی مزایایی که نسبت به کلرزنی دارند، به دلیل عدم برجای گذاری باقی مانده آنچنان نتوانستند جایگاه خود را به عنوان جایگزینی برای کلر تثبیت نمایند.{۸و۷} ترکیبات متعدد پراکسید هیدروژن نیز با وجود مزایای متعدد به علت عدم تامین استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) مربوط به دفع پساب (MPN/100ml =1000) در غلظت‌های معقول و مناسب، مصداق کاربردی نیافته اند.{۶و۵}از اینرو هنوز جستجو برای یافتن گندزدایی مناسب که بتواند جایگزین کلر شود ادامه دارد.

از روش‌های جدیدی که اخیراً مورد استفاده قرار گرفته است می توان به روش استفاده از گندزداهای ترکیبی اشاره نمود. در این روش از دو یا بیشتر از دو ماده به صورت همزمان یا به دنبال هم استفاده می شود که برروی هم اثر تشدید کنندگی دارند. در سالهای اخیر گرایش به این نوع گندزداها بیشتر شده است. در برخی از منابع استفاده از این فرایندها که در آنها دو گندزدا یا بیشتر اثر تشدیدکنندگی برروی یکدیگر دارند، گندزدایی تعاملی نامیده می‌شوند.

 

در این میان می توان از پرفورمیک اسید یا  PFA (CH2O3) نام برد که در نگاشت پروتئین جهت جداسازی باندهای دی سولفید استفاده می شود.{۹}

 

 

 

شکل شماره ۱ساختار مولکولی پرفورمیک اسید

PFA  همچنین از جمله عوامل اکسیداسیون و گندزدایی است که در زمینه های پزشکی و صنایع غذایی به علت کارایی بالای آن در برابر ویروس‌ها، اسپور باکتری‌ها، قارچ‌های میکروسکوپی و مایکوباکتری‌ها به خوبی شناخته شده است.{۱۰} اخیراً نیز از آن در مقاصد آزمایشگاهی جهت گندزادیی فاضلاب استفاده شده است.

PFA حاصل ترکیب اسید فورمیک، پراکسید هیدروژن و یک اسید کاتالیزور می باشد و محصولات واپاشی آن شامل CO2 ، O2 و رادیکالهای هیدروکسیل است که هیچ کدام از آنها در دوزهایی که به منظور گندزدایی به کار می روند، سمی نمی‌باشند. {۱۲و ۱۱}

 

 

 

 

مطالعات انجام شده برروی این گندزدا نشان دهنده قدرت بالای گندزدایی آن است به ویژه آنکه توانایی تامین استانداردهای دفع پساب ازجمله استاندارد ملی ایران (MPN/100ml =400) که بالاتر از استاندارد مربوطه جهانی(MPN/100ml =1000) نیز می باشد را دارا است.{۱۳}

با توجه به اینکه در کشور ما با وجود هزینه های گزافی که جهت تصفیه هر مترمکعب فاضلاب تا مرحله ی تصفیه ثانویه یا بیولوژیکی می شود، متاسفانه هنوز در اکثر تصفیه خانه‌ها، پساب تصفیه شده بدون گندزدایی مناسب به محیط‌های پذیرنده رها می شود؛ صرف وقت و هزینه برای انجام مطالعات تکمیلی جهت نهادینه کردن و بومی نمودن فرایندهای نوینی از جمله استفاده از گندزدای معرفی شده در این مقاله (با توجه به مزایای زیاد آن در مقایسه با سایر گندزداها) می تواند راهگشای بسیاری از مشکلات موجود در رابطه با مسائل بهداشتی فاضلاب و حتی استفاده مجدد از آن باشد.

رامین نبی زاده، دانشیارمهندسی بهداشت محیط،دانشگاه علوم پزشکی تهران

 سمیرا یوسف زاده، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط ، دانشگاه علوم پزشکی تهران

منابع :
۱- حسینیان،مرتضی ، مصارف مجدد فاضلابهای تصفیه شده در کشاورزی، پرورش ماهی، صنایع و تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی، نشر علوم روز ، ۱۳۸۱
۲- ناصری، سیمین و نبی زاده، رامین، روشهای گندزدایی آب وفاضلاب، شرکت آب و فاضلاب استان کرمان ، ۱۳۸۴
۳- لونگ، ‏ لارنس وای. سی و همکاران ، ترجمه :لیلی، مصطفی، ماروسی، محمد و براتی رشوانلو،رضا ، گندزدایی پساب فاضلاب؛ مقایسه انواع فناوری ها  ، نشر اندیشه رفیع ، ۱۳۸۹
۴- ایماندل، کرامتالله ،گندزداها وضدعفونی کننده هاو کاربرد آنان در بهداشت محیط زیست، نشر تهران، ۱۳۷۵

۵- Nabizadeh, R., et al., Comparative study of Fenton’s reagent performance in disinfection of raw wastewater and activated sludge effluent. Desalination and Water Treatment, 2012. 37(1-3): p. 108-113.
6 -de Velasquez, M.T.O., et al., Adding silver and copper to hydrogen peroxide and peracetic acid in the disinfecton of an advanced primary treatment effluent. Environmental Technology, 2008. 29(11): p. 1209-1217.
7- UV treatment: UV technology benefits Ukrainian wastewater treatment plant. Filtration & Separation, 2012. 49(1): p. 42-43.
8- Gehr, R., et al., Disinfection efficiency of peracetic acid, UV and ozone after enhanced primary treatment of municipal wastewater. Water Research, 2003. 37(19): p. 4573-4586.
9- Simpson, R.J., Performic Acid oxidation of proteins. CSH protocols, 2007.
10- Bydzovska, O. and V. Merka, Disinfecting properties of performic acid against bacteriophage phi X 174 as a model of small envelope–free viruses. Journal of hygiene, epidemiology, microbiology, and immunology, 1981. 25(4): p. 414-23.
11- M. Huss, et al., Aqueous Disinfecting Agent Containing Performic Acid and Peracetic Acid Process for Production and Process for Use Thereof U.S. 2001: USA.
12- De Filippis, P., M. Scarsella, and N. Verdone, Peroxyformic Acid Formation: A Kinetic Study. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009. 48(3): p. 1372-1375.
13- Gehr, R., D. Chen, and M. Moreau, Performic acid (PFA): tests on an advanced primary effluent show promising disinfection performance. Water Science and Technology, 2009. 59(1): p. 89-96.

3281 بازدید

  نظر خود را درباره این مطلب بنویسید