محدودیت‌های تخلیه پسماند و فاضلاب با توجه به نگرانی در مورد اوتروفیکاسیون (رشد بیش‌ازحد گیاه در پاسخ به وجود بیش‌ازحد مواد مغذی) بسیار سخت‌تر می‌شود. مژده آنکه اکنون، فرایندهای جدید بیولوژیکی با استفاده از جلبک‎ها در حال نجات مرداب‌ها و تالاب‌ها هستند.

استخراج ارزش از فاضلاب

حذف فسفر می‌تواند یک فرآیند گران و فشرده برای شرکت‌های تولیدکننده آب باشد، بااین‌وجود یک فناوری جدید مبتنی بر استفاده از جلبک‌ها می‌تواند نقطه عطفی باشد.

این روش که توسط موسسه گیاه‌شناسی صنعتی (I-Phyc) توسعه‌یافته است، از جلبک‌ها برای استخراج فسفر از آب استفاده می‌کند، پس‌ازاین کار می‌توان جلبک را برداشت و در محصولات جدید مورداستفاده مجدد قرار داد.

روش ایجاد سیستم به قدرت طبیعی جلبک‌ها در تکثیر سریع در حضور مواد مغذی مانند فسفر متکی است. همان عواملی که می‌توانند منجر به شکوفایی جلبک‌های مضر در طبیعت شوند، در روشی به نام Bio-P برای استخراج فسفر اضافی موجود در فاضلاب، همراه با آمونیاک و حتی دی‌اکسید کربن استفاده می‌شود.

این فرآیند، استفاده از کشت متنوع جلبک‌هایی را که به‌طور طبیعی وجود دارند، صنعتی می‌کند تا در یک فرآیند سریع، چندین ماده مغذی و آلاینده را حذف کند.

به گفته این شرکت، استفاده از جلبک همچنین به این معنی است که می‌توان فسفر را به سطوحی بسیار کمتر از غلظت‌هایی که برای دستیابی به مواد شیمیایی به کمتر از  ۰٫۱mg/l فسفر می‌رسد، کاهش داد.

این فرآیند آهن یا سایر مواد شیمیایی را به جریان زباله اضافه نمی‌کند و علاوه بر این، جلبک‌ها فرصتی را ایجاد می‌کنند تا فاضلاب را به یک منبع درآمد جذاب تبدیل‌شده و یک اقتصاد در گردش ایجاد گردد.

اندرو بست، مدیر توسعه بازرگانی در I-Phyc، توضیح می‌دهد: “جلبک‌های اضافی در پایان فرآیند استخراج می‌شوند و می‌توانند مستقیماً به‌عنوان کودی که به آهستگی جذب می‌شود استفاده شوند.” استفاده زیادی از جلبک‌ها وجود دارد، به‌عنوان‌مثال در تولید جوهر چاپگر، اضافه شونده‌های زیستی در تولید پلاستیک و همچنین در استخراج فلزات؛ برای شرکت‌های آب اکنون این‌ یک زباله است اما ما اطمینان داریم که درنهایت به‌عنوان یک منبع نسبتاً ارزشمند دیده خواهد شد. ”

گرچه جلبک‌ها در اصل به دنبال استخراج مواد مغذی هستند اما می‌توانند سایر آلاینده‌های دیگر موجود در جریان فاضلاب را نیز از بین ببرند.

بست در گفتگو با Aquatech Online، گفت: “ما می‌دانیم که جلبک‌ها می‌توانند بخش قابل‌توجهی از داروها مانند آستروئیدهای موجود در جریان زباله را از بین ببرند و ما همچنین به‌عنوان یک فناوری در حال ظهور در حال بررسی دیگر اثرات آن‌ها هستیم.”

تعدادی از رویکردهای مختلف

در حال حاضر، معمول‌ترین روش برای کاهش فسفر از طریق تغلیظ با یک نمک فلزی، معمولاً آهن،که فسفر محلول در آب فاضلاب را تبدیل به رسوب فسفات به‌عنوان ارتوفسفات می کند که می‌تواند با استفاده از مخازن رسوب، فیلتر دیسک یا موارد دیگر حدف شود.

درحالی‌که این فرایند مطمئناً کار می‌کند و قابلیت انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی را ارائه می‌دهد، چالش فسفر منجر به توسعه تعدادی از رویکردهای مختلف شده است.

به‌عنوان‌مثال حذف فسفر بیولوژیکی پیشرفته (EBPR)، فرآیند بیولوژیکی دیگری است که برای حذف فسفات در فاضلاب طراحی‌شده است. این شامل یک مرحله بی‌هوازی قبل از یک فرآیند هوازی است. این باعث افزایش میکروارگانیسم‌های تجمع یافته فسفر می‌شود تا روند حذف بدون نیاز به مواد شیمیایی را بهبود بخشد.

یکی دیگر از موارد جالب‌توجه در مورد جلبک‌ها، All-Gas است که توسط شرکت مهندسی اسپانیایی Aqualia رهبری می‌شود. یک کنسرسیوم اروپایی روشی را برای بازیافت نیتروژن و فسفر از فاضلاب به زیست‌توده ریز جلبکی، رشد یافته در مخازن، توسعه داد که سپس برای ایجاد سوخت زیستی استفاده شد.

حذف فسفر در انگلستان

کارهای I-Phyc و سایر توسعه‌دهندگان به دلیل قوانین محدودکننده غلظت فسفر، قابل‌توجه است.

“در میان خروجی‌های مختلف فاضلاب، حذف شاید فسفر مهم‌ترین است.”

به‌عنوان‌مثال در انگلستان، تعهدات و دستورالعمل‌های جدید شامل اقدامات برای بررسی، نظارت و کاهش تأثیرات بر محیط‌زیست تخلیه از کارهای تصفیه فاضلاب و خروجی ترکیبی فاضلاب (CSO) تحت نظارت دوره مدیریت دارایی بعدی (AMP7) تا سال ۲۰۲۰ -۲۰۲۵ می‌شود.

در میان خروجی‌های مختلف فاضلاب، حذف فسفر شاید مهم‌ترین باشد و شرکت‌های آب ملزم به رعایت استانداردهای تعیین‌شده در هر پروژه تا دسامبر ۲۰۲۴ هستند.

صنعت آب انگلستان با محدودیت‌های قابل‌دستیابی ۰٫۲۵mgP/l برای AMP7 موافقت کرده است، اما لازم نیست که همه پروژه‌ها این استاندارد را داشته باشند.

انتظار می‌رود استانداردهای چالش‌برانگیزتری برای فاضلاب در AMP8 تعیین شود که دوره پنج‌ساله زیر را تا سال ۲۰۳۰ پوشش می‌دهد.

تصفیه فاضلاب به‌عنوان یک منبع ارزشمند

درحالی‌که ایده فن‌آوری حذف بیولوژیکی فسفر جدید نیست، اما روش I-Phyc استفاده از رفتار معمول و به‌صورت طبیعی جلبک‌ها در آب غنی از مواد مغذی است.

به‌طور قابل‌توجهی، این فرآیند همچنین با آلاینده‌های دیگر یا مشکلات احتمالی مانند آمونیاک و حتی دی‌اکسید کربن مقابله می‌کند.

نتیجه چنین فرآیندهایی این است که شرکت‌های آب قادرند با استفاده از مواد شیمیایی کمتر و هزینه‌های عملیاتی پایین‌تر، انتشار کربن را کاهش داده و همچنین کیفیت آب را بالاتر ببرند و به یک‌به‌یک سیستم پایدارتر برسند.

بااین‌حال، شاید حتی یک نتیجه مهم‌تر، توسعه اقتصاد گردشی باشد که در آن فاضلاب یک منبع ارزشمند است.

فسفر، یک منبع محدود است و هیچ جایگزینی وجود ندارد.

منبع:   Monday, 19 April 2021

همچنین مقالات دیگر مربوط به توسعه سبز