تطور در تصفیه فاضلاب، کارگشای اکوسیستم شهری خواهد شد؟

باشگاه خبرنگاران توانا: شهرنشینی سریع و رشد جمعیت در بسیاری از نقاط جهان نیاز به راه حل‌های مؤثر تصفیه فاضلاب را تشدید کرده است. با توجه به اینکه نزدیک به نیمی از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می‌کنند، تصفیه و مدیریت مسئولانه فاضلاب برای توسعه پایدار و حفاظت از منابع آب جهانی بسیار مهم است. در سطوح جهانی نیز تصفیه پساب‌های ناشی از فاضلاب شهری قابل توجه و بخشی از توسعه پایدار محسوب‌می‌شود. از این سوی تصفیه فاضلاب در شهرهای بزرگ از جمله تهران به دلایلی حائز اهمیت است. فاضلاب شهرها حاوی آلاینده‌های مختلفی از جمله مواد شیمیایی، فلزات سنگین و عوامل بیماری‌زا است؛ در صورت عدم توجه مؤثر، آلاینده‌ها اثرات مضر بر محیط‌زیست از جمله آب، خاک و اکوسیستم خواهند داشت. پساب و فاضلاب می‌تواند منابع آب سطحی و زیر سطحی حتی آشامیدنی را آلوده کند که خطر قابل توجهی برای سلامت عمومی به‌همراه دارد. راهکار مناسب برای به حداقل رساندن این اثرات منفی و حفاظت از محیط‌زیست و سلامت انسان توجه به تصفیه فاضلاب است.

با ادامه رشد سریع جمعیت شهری، حجم فاضلاب تولید شده در شهرهای بزرگ در حال افزایش است. زیرساخت‌ها و ظرفیت ناکافی تصفیه می‌تواند منجر به تخلیه فاضلاب تصفیه نشده یا نیمه تصفیه‌شده به رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها شود. این مهم می‌تواند سبب آلودگی آب شود و بر زندگی آبزیان و تنوع زیستی تأثیر منفی بگذارد. با توجه به اینکه بیشتر شهرهای بزرگ در نزدیکی آب‌ها قرار دارند، چنین آلودگی‌هایی می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای داشته‌باشد و اکوسیستم‌ها را شکننده کند.

باید توجه داشت که فاضلاب تصفیه نشده می‌تواند به کمبود آب در کلان‌شهرها کمک کند. با گسترش شهرنشینی و افزایش تقاضای آب، در دسترس بودن منابع آب شیرین در حال حاضر تحت فشار قرار گرفته است؛ به‌معنای دیگر بارگذاری محیطی، مدیریت منابع آب به بازچرخانی آب شیرین و استفاده مصرف‌های متعدد دیگر سوق می‌دهد. تصفیه فاضلاب می‌تواند مصارف صنعتی،کشاورزی و غیر شرب که از حجم مصرف بالایی برخوردار هستند را پوشش دهد و به کاهش این فشار ناشی از مصرف کمک کند. این امر مدیریت پایدار آب را ارتقا می‌دهد و اتکا به منابع آب شیرین را کاهش می‌دهد. بحث تصفیه فاضلاب به شهر تهران یا کلان‌شهرها دیگر به کشور محدود نمی‌شود و راهکاری تعریف شده در سطح جهان است.

از سوی دیگر تصفیه فاضلاب به‌دلیل تأثیر تغییرات آب و هوایی به یک اولویت جهانی تبدیل شده‌است. افزایش فراوانی و شدت رویدادهای شدید آب و هوایی، مانند طوفان و سیل، خطر آلودگی آب و آسیب به زیرساخت‌ها را افزایش می‌دهد. سیستم‌های تصفیه فاضلاب قوی برای مقاومت در برابر چنین چالش‌هایی و به حداقل رساندن پیامدهای زیست محیطی راهکاری ضروری است. اهمیت تصفیه فاضلاب در کلان‌شهرها از جمله تهران در حفاظت از محیط‌زیست، حفظ سلامت عمومی، تضمین پایداری منابع آب و پرداختن به چالش‌های جهانی مانند شهرنشینی و تغییرات آب و هوایی نهفته‌ است. با اجرای شیوه‌های مؤثر تصفیه فاضلاب، شهرها می‌توانند اثرات منفی رشد شهری را کاهش دهند و به آینده‌ای پاک‌تر و سالم‌تر برای ساکنان و توسعه‌ی پایدار دست یابند.

آب، آینده مشترک بشر

قطعنامه‌ای در دوم فروردین ماه سال ۱۹۹۲ در مجمع عمومی سازمان ملل تصویب شد که به همین مناسبت این روز را به‌عنوان روز جهانی آب اعلام‌کردند. هدف از نام‌گذاری این روز، جلب توجه همگانی و ترویج مدیریت صحیح و کارآمد و حفظ منابع آب شیرین بود. سال‌های بعد با تمرکز بر یکی از معضلات جهانی آب و چاره اندیشی برای برون رفت از آن، معطوف شد. در تداوم این رویه، روز جهانی آب در سال ۲۰۲۳ با تمرکز بر هدف ششم، از مجموعه اهدف‌های توسعه پایدار سازمان ملل متحد نام‌گذاری شده‌است. هدف ششم دسترسی همگانی به آب آشامیدنی سالم، پاک و مقرون به صرفه برای همه تا سال ۲۰۳۰ است؛ از سوی دیگر کارشناسان معتقدند تقاضای جهانی آب نیز ۵۰ درصد رشد خواهد کرد. شعار روز جهانی آب در سال ۲۰۲۳ بر پایه این واقعیت که اختلال در عملکرد چرخه ِ آب، سبب تضعیف پیشرفت در همه مسائل مهم جهانی از جمله سلامت، گرسنگی، اشتغال، آموزش، صنعت، بلایای طبیعی و حتی صلح شده‌است، شتاب در تغییرات برای رفع بحران آب و فاضلاب نام‌گذاری شد. در دهه‌های اخیر، حدود نیمی از تالاب‌ها از بین رفته‌اند. با دگرگونی آب و هوایی، خشکسال‌ی ها، بیشتر منابع آب را تقلیل و عرضه مواد غذایی را کاهش می‌دهد.

حفاظت از امنیت آب، غذا و انرژی از طریق مدیریت پایدار آب، ارائه خدمات مناسب آب و فاضلاب به همه، حمایت از سلامت و معیشت انسان، کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی و رویدادهای شدید و حفظ و احیای اکوسیستم‌ها، همگی قطعات یک پازل بزرگ و پیچیده هستند که تنها از طریق مشارکت و همکاری عمومی، به‌درستی کنار هم قرار می‌گیرند. باید توجه داشت که آب، آینده مشترک همه‌ی ما است و به‌ناچار باید با هم برنامه ریزی و اقدام کنیم تا آن را عادلانه و پایدار مدیریت کنیم.

اولین بار استفاده از شبکه‌های جمع آوری فاضلاب در تمدن اور واقع در بین النهرین قرار گرفته است. در دوران تمدن مصر نیز وجود شبکه‌های توسعه فاضلاب در اهرام و کاخ‌های باقیمانده کاملاً مشهود است. در ایران در دوران حکومت شوش حالت ابتدایی تصفیه فاضلاب به‌صورت صافی‌های فیزیکی و مسیل‌های عبور کشف شده‌است. در دوران صفویه و زندیه نیز استفاده از پساب فاضلاب خانگی رواج داشته و آثار باقیمانده در شهرهای اصفهان و شیراز، سیستم پیشرفته جمع‌آوری و انتقال فاضلاب را در این شهرها نشان‌می‌دهد. در غرب نیز اوج دوران پیشرفت‌های هیدرولیکی و تصفیه‌های فیزیکی در دوران حکومت رم باستان می‌باشد که رومیان به‌صورت پیشرفته از فاضلاب در راه کشاورزی و شستشوی وسایل و ایجاد مواد سمی در جنگ‌ها استفاده می‌نموده‌اند. در دوران علم جدید، از اواخر قرن نوزدهم تصفیه خانه‌های مدرن جهت بهینه سازی و تصفیه کامل فاضلاب در دستور کار دانشمندان قرار گرفت و در این زمینه مطالعات گسترده‌ی – شیمیایی – فیزیکی، بیوشیمیایی، بیوتکنیکی و محیط زیستی انجام پذیرفته و می‌شود. در این زمینه اهدافی دیگری مانند استفاده فاضلاب بهینه جهت آب شرب و کشاورزی اهمیت یافته‌است.

 در تعریف پساب و فاضلاب وجه مشترکی وجود دارد؛ هر دو ناشی از مصارف مختلف است که بعد از مصرف خارج می‌شود. ایران تقریباً ۲۳ میلیون مشترک قانونی در مصارف مختلف شهری و روستایی دارد. حجمی معادل ۹ میلیارد مترمکعب ناشی از منابع آب سطحی و زیر سطحی در سال تولید و استخراج می‌شود که تقریباً ۲ میلیارد مترمکعب معادل ۲۳ درصد از آب مصرفی در کلیه مصارف شهری و روستایی و صنعتی تصفیه می‌شود. از سویی دیگر با توجه به میانگین مصرف، ۱۱۶ میلیارد مترمکعب منابع آب ذخیره شده در سطح و زیر سطح توسط کشاورزی در ایران؛ نمایان گر توجه چند وجهی به مدیریت منابع آب در قالب زهکشی و بازچرخاندن پساب ناشی از کشاورزی است.

فرآیند تصفیه آب چگونه است؟

تصفیه آب فرآیند حذف ناخالصی‌ها، آلاینده‌ها و آلاینده‌ها از آب است تا آن را برای مصارف انسانی و اهداف مختلف دیگر ایمن کند. هدف اصلی تصفیه آب این است که اطمینان حاصل شود که آب حاوی باکتری‌های مضر، ویروس‌ها، مواد شیمیایی، فلزات سنگین، رسوبات و سایر آلاینده‌هایی که ممکن است خطرات سلامتی داشته‌باشند، نباشد.

نیاز به تصفیه آب به‌دلیل افزایش آلودگی منابع آب طبیعی مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های زیرزمینی توسط فعالیت‌های صنعتی، رواناب‌های کشاورزی، تخلیه فاضلاب و سایر فعالیت‌های انسانی ایجاد می‌شود. آب ناپاک می‌تواند حاوی عوامل بیماری‌زا باشد که باعث بیماری‌های منتقله از طریق آب مانند وبا، حصبه، اسهال خونی و ژیاردیازیس می‌شود که می‌تواند عواقب سلامتی شدیدی به‌خصوص در کشورهای در حال توسعه داشته‌باشد.

مدل تصفیه آب شهری به فرآیند تصفیه آب قبل از عرضه به جوامع شهری برای مصارف خانگی، صنعتی و تجاری اشاره دارد. این شامل یک سری فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف ناخالصی‌ها، آلاینده‌ها و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از آب است.

مدل تصفیه آب شهری معمولاً شامل مراحل زیر است:

در اولین مرحله مواد شیمیایی به آب اضافه می‌شود تا ذرات و ناخالصی‌ها به‌هم چسبیده شوند و ذرات بزرگ‌تری به نام لخته تشکیل دهند.

سپس آب در مخازن بزرگ بدون مزاحمت رها می‌شود و به لخته‌ها اجازه می‌دهد در اثر گرانش ته نشست کنند. این فرآیند که به‌عنوان رسوب شناخته می‌شود، به حذف جامدات معلق کمک می‌کند.

پس از ته نشینی، آب از فیلترهای مختلفی مانند فیلترهای شنی، فیلترهای کربن فعال و فیلترهای چندگانه عبور می‌کند تا ذرات معلق کوچک‌تر، میکروارگانیسم‌ها و برخی ترکیبات آلی محلول را حذف کند.

در این مرحله برای اطمینان از سالم بودن آب برای مصرف و عاری از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، فرآیند ضد عفونی انجام‌می‌شود. کلر، ازن، اشعه ماوراء بنفش (UV) یا سایر مواد ضدعفونی کننده برای کشتن یا غیرفعال کردن هر گونه پاتوژن باقی مانده اضافه می‌شود.

سپس بسته به ویژگی‌های آب منبع، ممکن است برای تنظیم سطح اسیدیته یا قلیاییت و کاهش سختی آب، تنظیم pH و فرآیندهای نرم شدن مورد نیاز باشد.

اما در برخی موارد، مراحل تصفیه اضافی مانند فیلتراسیون غشایی، اکسیداسیون پیشرفته، اسمز معکوس، یا جذب کربن فعال ممکن است برای افزایش بیشتر کیفیت آب به کار گرفته شود.

 پس از فرآیند تصفیه فاضلاب

پس از فرآیند تصفیه فاضلاب، معمولاً سه نوع آب قابل‌تولید وجود دارد:

پساب تصفیه‌شده: این خروجی اولیه تصفیه خانه‌های فاضلاب است. پساب تصفیه‌شده به آبی اطلاق می‌شود که فرآیندهای مختلف تصفیه را برای حذف ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها طی کرده است. این فرآیندها ممکن است شامل روش‌های تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مانند غربالگری، ته نشینی، فیلتراسیون، ضد عفونی و اکسیداسیون پیشرفته باشد. پساب تصفیه‌شده معمولاً به رودخانه‌ها، دریاچه‌ها یا اقیانوس‌ها رها می‌شود و باید استانداردهای نظارتی برای کیفیت آب را رعایت کند.

آب بازیافتی: آب بازیافتی که به نام آب بازیافتی یا آب استفاده مجدد نیز شناخته می‌شود، خروجی ثانویه تصفیه خانه‌های فاضلاب است. این نوع آب برای رعایت استانداردهای خاص برای مصارف غیر شرب تحت تصفیه بیشتری قرار می‌گیرد. آب بازیافتی عمدتاً برای آبیاری مزارع کشاورزی، محوطه‌سازی، فرآیندهای صنعتی و تغذیه  آبخوان ها استفاده و برای مصرف مستقیم انسان در نظر گرفته نشده است؛ اما برای اهداف مختلف دیگر بی‌خطر و مناسب است.

 لجن: لجن محصول فرعی فرآیند تصفیه فاضلاب است. این مخلوط نیمه جامد حاوی آب، مواد آلی و جامدات باقیمانده است که در طی فرآیند تصفیه حذف می‌شوند. لجن تحت تصفیه بیشتر، مانند هضم بی هوازی یا آبگیری قرار می‌گیرد تا حجم آن کاهش یابد و جابجایی و دفع آن بهبود یابد. بسته به‌روش‌های خاص تصفیه مورد استفاده، لجن را می‌توان بیشتر به جامدات زیستی برای استفاده در کشاورزی تبدیل کرد یا در محل دفن زباله دفع کرد.

توجه به این نکته مهم است که کیفیت و ویژگی‌های پساب تصفیه‌شده و آب بازیافتی بسته به سطح تصفیه و فرآیندهای خاص مورد استفاده در یک تصفیه خانه فاضلاب خاص می‌تواند متفاوت باشد. هدف از تصفیه فاضلاب حذف آلاینده‌ها و حفاظت از سلامت انسان و محیط‌زیست با اطمینان از دفع ایمن یا استفاده مجدد از فاضلاب است

از تصفیه فاضلاب شهری چه می دانیم؟

با طی کردن مراحل فوق، مواد مختلفی از فاضلاب حذف می‌شوند که منجر به بالا بردن کیفیت خروجی تصفیه خانه می‌گردند. در حالت کلی از ورود فاضلاب به تصفیه‌خانه‌ها چند هدف وجود دارد که عبارتند از:

1. حذف مواد جامد و ذرات معلق از قبیل تکه‌های چوب، پارچه، پلاستیک و غیره
2. حذف ذرات معلق بین 1 تا 2 میلیمتر از قبیل دانه‌های شن و ماسه
3. از بین بردن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها با روش‌های بیولوژیکی مانند پاتوژن‌ها و مواد مغذی
4. از بین بردن آلاینده‌های آلی و معدنی مانند پاک کننده ها و سموم کشاورزی
5. از بین بردن فلزات سنگین و مضر برای بدن
6. حذف مواد معدنی محلول مانند کلسیم و سدیم در فاضلاب و پساب.

تصفیه آب نه‌تنها ایمنی آب آشامیدنی را تضمین می‌کند، بلکه در صنایع،کشاورزی و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی که در آن آب خالص ضروری است، نقش حیاتی ایفا می‌کند. آب تصفیه‌شده برای تولید محصولات دارویی، نوشیدنی‌ها، پردازش مواد غذایی، آبیاری و سیستم‌های خنک کننده برای جلوگیری از آسیب یا آلودگی مورد نیاز است. به‌طور خلاصه، تصفیه آب برای حفظ سلامت انسان با حذف آلاینده‌ها و ناخالصی‌ها از آب انجام‌می‌شود و آن را برای نوشیدن و کاربردهای مختلف دیگر مناسب می‌کند.

 کارشناسان مدیریت فاضلاب در مورد ضرورت نیاز به تصفیه منابع آبی ناشی از مصارف مختلف به‌دلایل زیر اتفاق‌نظر دارند:

بیماری‌های منتقله از طریق آب خطر قابل توجهی برای سلامت عمومی به‌همراه دارند. تصفیه مناسب آب نقش حیاتی در از بین بردن باکتری‌های مضر، ویروس‌ها، انگل‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا دارد که می‌توانند باعث بیماری‌هایی مانند وبا، اسهال خونی، حصبه و هپاتیت شوند.

دسترسی به آب آشامیدنی تمیز و سالم برای بقای انسان ضروری است. فرآیندهای تصفیه آب، آلاینده‌ها، از جمله آلاینده‌های شیمیایی، فلزات سنگین و ترکیبات آلی را حذف می‌کنند و تضمین می‌کنند که آب استانداردهای کیفی را رعایت کرده و برای مصرف بی‌خطر است.

فاضلاب و فاضلاب تصفیه نشده حاوی آلاینده‌هایی هستند که می‌توانند به اکوسیستم‌ها آسیب جدی وارد کنند. تصفیه آب قبل از تخلیه آن به رودخانه‌ها، دریاچه‌ها یا اقیانوس‌ها سطح آلودگی را کاهش می‌دهد و اثرات منفی بر زندگی آبزیان و سلامت کلی محیط را به حداقل می‌رساند.

با افزایش کمبود آب جهانی، استفاده بهینه و حفظ منابع آب بسیار مهم است. سیستم‌های بازیافت و استفاده مجدد آب، که از طریق فرآیندهای تصفیه مؤثر تسهیل می‌شوند، امکان حفظ منابع آب شیرین را فراهم می‌کنند و از شیوه‌های مدیریت آب پایدار حمایت می‌کنند.

​​تصفیه آب در کشاورزی برای اطمینان از آبیاری ایمن محصولات و مدیریت دام حیاتی است. تصفیه فاضلاب برای مصارف کشاورزی وابستگی به منابع آب شیرین را کاهش می‌دهد، آلودگی محیطی را به حداقل می‌رساند و از بهره وری محصول حمایت می‌کند.

سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های تصفیه آب دارای مزایای اقتصادی قابل توجهی است. دسترسی به آب سالم با کاهش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی مرتبط با بیماری‌های ناشی از آب، افزایش بهره وری و جذب سرمایه‌گذاری و گردشگری، توسعه اجتماعی-اقتصادی را به پیش می‌برد.

از آنجایی که تغییرات آب و هوایی تنش آبی را تشدید می‌کند، نیاز به سیستم‌های تصفیه آب قابل‌اعتماد و انعطاف‌پذیر بیشتر می‌شود. این سیستم‌ها می‌توانند به مقابله با چالش‌های ناشی از تغییر الگوهای بارش، افزایش آلودگی آب و کمبود آب ناشی از عوامل مرتبط با آب و هوا کمک کنند. به‌طور کلی، کارشناسان قویاً از اجرای فرآیندهای قوی تصفیه آب برای تضمین حفاظت از سلامت عمومی، حفاظت از محیط‌زیست و مدیریت پایدار منابع آب حمایت می‌کنند.

تصفیه آب یک مسئله حیاتی در تهران و سایر کلان شهرها

 تصفیه آب یک مسئله حیاتی در تهران و سایر کلان شهرها است، زیرا در دسترس بودن آب آشامیدنی تمیز و سالم برای سلامت و رفاه عمومی ضروری است. برای رفع این نگرانی، اقدام‌هایی باید انجام شود: 

• بهبود امکانات زیربنایی: سرمایه‌گذاری در توسعه و نگهداری تصفیه‌خانه‌ها و شبکه‌های توزیع آب ضروری است. ارتقا تأسیسات موجود و ساخت تأسیسات جدید فرآیندهای تصفیه کارآمد و تحویل مطمئن آب پاک به ساکنان را تضمین می‌کند.
•  اجرای فناوری‌های پیشرفته فیلتراسیون: فناوری‌های مدرن تصفیه آب مانند فیلترهای کربن فعال، اسمز معکوس، و ضدعفونی UV می‌توانند به‌طور مؤثر آلاینده‌ها را از منبع آب حذف کنند. این تکنیک‌ها باید در سیستم‌های تصفیه موجود برای افزایش کیفیت آب تصفیه‌شده پیاده سازی شوند.
• تقویت نظارت بر کیفیت آب: نظارت و آزمایش منظم کیفیت آب برای شناسایی هرگونه خطر یا آلاینده بالقوه ضروری است. مقامات باید یک سیستم نظارت قوی ایجاد کنند تا اطمینان حاصل شود که آب تصفیه‌شده با استانداردهای کیفی مورد نیاز مطابقت دارد.
• افزایش آگاهی عمومی: آموزش مردم در مورد اهمیت حفظ آب و استفاده صحیح می‌تواند به کاهش آلودگی و حفظ منابع آب کمک شایانی کند. کمپین‌های آگاهی‌بخشی می‌توانند شیوه‌های مصرف مسئولانه آب را ترویج کنند، از آلودگی جلوگیری کنند و افراد را به حمایت از طرح‌های تصفیه آب تشویق کنند.
• تشویق به تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب: اجرای سیستم‌های تصفیه و استفاده مجدد فاضلاب می‌تواند بار منابع آب شیرین را کاهش دهد. پساب تصفیه‌شده را می‌توان برای مصارف غیر شرب مانند آبیاری، صنایع و فضاهای عمومی استفاده‌کرد و در نتیجه تقاضا برای آب شیرین را کاهش داد.
• مقررات سخت‌گیرانه و اجرا: مقررات سخت‌گیرانه در مورد دفع زباله‌های صنعتی و کنترل آلودگی باید اجرا و به‌شدت اجرا شود. صنایع باید ملزم شوند پساب‌های خود را قبل از رهاسازی در آب‌ها تصفیه کنند و در نتیجه آلودگی منابع آب را به حداقل برسانند.
• همکاری با سازمان‌ها و کارشناسان بین‌المللی: تهران می‌تواند به‌دنبال همکاری با سازمان‌ها و کارشناسان بین‌المللی در زمینه تصفیه آب باشد. این می‌تواند دسترسی به تخصص فنی، بهترین شیوه‌ها و فرصت‌های بودجه برای پشتیبانی از اجرای سیستم‌های تصفیه مؤثر را فراهم کند.
• تحقیق و نوآوری: ابتکارات تحقیق و توسعه مستمر باید برای کشف تکنیک‌ها و راه حل‌های نوآورانه برای تصفیه آب تشویق شود. سرمایه‌گذاری در تحقیق می‌تواند به کشف روش‌های تصفیه کارآمدتر و مقرون به صرفه تر منجر شود.

در پایان، پرداختن به چالش‌های تصفیه آب در تهران و سایر شهرهای بزرگ نیازمند رویکردی جامع شامل توسعه زیرساخت‌ها، فناوری‌های پیشرفته، آگاهی عمومی، استفاده مجدد از فاضلاب، مقررات سخت‌گیرانه، همکاری‌های بین‌المللی و ابتکارات تحقیقاتی است. با اجرای این اقدامات می‌توان به هدف تأمین آب آشامیدنی سالم و بهداشتی برای مردم دست‌یافت.

پایان پیام /