انواع میکروارگانیسم ها در پکیج های تصفیه فاضلاب

مقدمه

محیط زیست به دلیل فعالیت های انسانی با مشکلات فوق العاده ای مواجه است. امروزه با رشد سریع و جهانی صنایع، به نقاط عطف رشد بسیاری دست یافته ایم و زندگی ما کارآمدتر و پیشرفته تر شده است. رشد اقتصادی جهان به موازات صنعتی شدن ها است و زندگی ما را در هر بخش به میزان زیادی متحول کرده است. اما این پیشرفت و استانداردها چهره دیگری نیز دارد، زیرا آلودگی صنعتی مهمترین چالش برای تمدن امروزی است.

منظور از میکروارگانیسم ها در پکیج تصفیه فاضلاب

پساب های صنعتی حاوی آلاینده های معدنی و آلی خطرناکی هستند که باعث آلودگی شدید در جریان های آب و همچنین محیط خاک مجاور می شوند که بر کل موجودات زنده تأثیر می گذارد. در حال حاضر، پایداری زیست محیطی یکی از نگرانی های معاصر است. میکروب ها از نظر زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی بسیار مهم هستند. اینها برای طیف وسیعی از محصولات، به عنوان مثال، آنزیم‌ها، پروبیوتیک‌ها، سوخت‌های زیستی مانند بیواتانول، گاز هیدروژن و غیره از قرن‌ها پیش مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. در حال حاضر، در مقیاس صنعتی، این میکروب ها نقش مهمی در پاکسازی زباله های سمی ایفا می کنند. میکروارگانیسم ها و آنزیم آنها عمدتاً در تجزیه مواد آلی در فاضلاب نقش دارند. میکروارگانیسم ها به عنوان مهندسان اصلی در اداره کلیه فرآیندهای اکولوژیکی نقش کلیدی ایفا می کنند. آنها به عنوان کاتالیزور جهانی عمل می کنند و تحولات زیست محیطی را فراهم می کنند. در این مقاله که در ادامه مقالات تصفیه فاضلاب شرکت مهندسی کاشفان نیلفام است به بررسی نقش میکروارگانیسم ها در تصفیه فاضلاب میپردازد.

زیست پالایی چیست

زیست پالایی سیستمی است که از میکروارگانیسم ها برای تجزیه آلاینده های موجود در فاضلاب و محیط خاک با نوآوری های تکنولوژیکی استفاده می کند. تکنیک زیست پالایی مواد سمی پیچیده زیست تخریب پذیر را از طریق متابولیسم های سلولی به محصولات نهایی بی ضرر و قابل قبول مانند کربن دی اکسید و آب حذف می کند. کلوئید معلق و غیر ته نشین گرفته شده و به عنوان لخته بیولوژیکی و بیوفیلم ترکیب می شود. فلزات با ارزش، ترکیبات آلی خاص و مواد مغذی مهم را می توان حذف و بازیابی کرد. این فناوری ارزان‌تر است، بدون تولید پسماند به عنوان محصول جانبی. زیست پالایی علاوه بر اینکه یک روش مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است، بهترین جایگزین را برای روش‌های متداول تصفیه و همچنین مدیریت فاضلاب برای حفاظت از محیط زیست ما فراهم می‌کند . علاوه بر این، هنگامی که در ترکیب سایر فرآیندهای فیزیکوشیمیایی استفاده می شود، تصفیه بهتری را ارائه می دهد.

تنوع میکروبی در پکیج های تصفیه فاضلاب 

تنوع میکروبی در تصفیه فاضلاب  نقش مهمی در فرآیند دارد زیرا میکروب‌ها نقش اساسی در بازیافت فاضلاب دارند و در تصفیه فاضلاب و همچنین تولید انرژی جایگزین مفید هستند. گروه زیر از میکروارگانیسم ها عمدتاً در فرآیند تصفیه فاضلاب حضور دارند.

باکتری ها

 باکتری ها نقش حیاتی در تصفیه فاضلاب دارند و در درجه اول مسئول حذف و تبدیل این ترکیبات آلی در تصفیه فاضلاب هستند. بنابراین برای عملکرد بهینه و حفظ سیستم های تصفیه میکروبی، این باکتری ها بسیار مهم هستند. به طور کلی باکتری های هتروتروف موجود در فاضلاب با تجزیه مواد آلی کربنی انرژی دریافت می کنند و از آن برای رشد و سنتز سلول های جدید استفاده می کنند.

تک یاخته ها

موجودات یوکاریوتی تک سلولی بزرگتر از باکتری ها هستند. تک یاخته ها طعمه باکتری های بیماری زا می شوند و وظیفه مهمی در فرآیند تصفیه فاضلاب دارند. آنها باکتری های و سایر ذرات معلق را با هضم آنها حذف می کنند و باعث می شوند در فاضلاب مزیتی داشته باشند. بنابراین، شفافیت پساب فاضلاب بهبود می یابد. چندین گونه تک یاخته مانند باکتری ها برای بقا به اکسیژن نیاز دارند، برخی به اکسیژن بسیار کمی نیاز دارند و برخی دیگر می توانند در شرایط بی هوازی زنده بمانند.

جلبک ها

 جلبک ها گروهی از موجودات فتوسنتزی هستند که در همه جا وجود دارند و نقش مهمی در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب دارند. جلبک ها عملکردهای مختلفی را در محیط انجام می دهند زیرا می توانند فلزات سنگین، آفت کش ها، مواد سمی آلی و معدنی را در داخل سلول و همچنین خارج سلولی جمع کنند. جلبک ها مواد مغذی گیاه را به محیط خاک اضافه می کنند. در سیستم‌های تصفیه فاضلاب، مواد مغذی اضافی را می‌توان برای تولید زیست توده استفاده کرد که کاربردهای متعددی در تولید سوخت زیستی پایدار، برای غذا (پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها)، خوراک و همچنین در داروسازی دارند. بنابراین، به کاهش بار سنگین مواد مغذی (N و P) از پساب‌هایی کمک می‌کند. در حال حاضر ریزجلبک ها در تصفیه فاضلاب بیولوژیکی اهمیت زیادی پیدا کرده اند.

قارچ ها

 قارچ ها موجوداتی چند سلولی هستند که ترکیبات آلی پیچیده را هیدرولیز می کنند و در کشت مخلوط با میکروب های دیگر رقابت می کنند. آنها توانایی تجزیه مواد آلی را در سیستمی با pH پایین دارند، حتی آمونیاک را به نیتریت و نیترات اکسید می کنند که در آن رشد باکتری ها مهار می شود. قارچ‌ها از هیف‌های قارچی خود برای به دام انداختن و جذب مواد جامد معلق استفاده می‌کنند تا نیازهای انرژی و مواد مغذی خود را برآورده کنند و گزارش شده است که برخی از آنزیم‌ها را ترشح می‌کنند که به تخریب بسترها در طی تصفیه فاضلاب کمک می‌کنند قاارچ ها برای  زیست پالایی از روش‌هایی استفاده می‌کند که توانایی طبیعی متابولیسم میکروبی را برای تخریب ترکیبات بیگانه‌زیست سمی و پیچیده که برای بیشتر شکل‌های حیات و محیط سمی هستند، به کار می‌گیرد. ماکرومولکول‌های سمی پیچیده‌تر به مولکول‌های ساده‌تر تبدیل می‌شوند، یعنی دی اکسید کربن، آب، قندهای خاص، اسیدها و توده زیستی میکروب‌ها که برای محیط زیست و موجودات زنده غیرسمی هستند.

 عوامل مؤثر بر زیست پالایی

جامعه میکروبی نقش مهمی در اصلاح و همچنین حفظ تعادل دینامیکی در غلظت طیف وسیعی از ترکیبات موجود در خاک و آب دارد . پاکسازی زیستی میکروبی پساب هایی که دارای بارهای سمی مختلف هستند به تعدادی فاکتورهای فیزیکوشیمیایی به شرح زیر نیاز دارد:

• دما، pH و در دسترس بودن مواد مغذی.
• ضایعات استریوشیمی و سمیت تولید شده.
• اثربخشی تصفیه بیولوژیکی و سویه مورد استفاده.
• زمان ماند فاضلاب در فرآیند تصفیه.
• وجود و غلظت سایر اجزای فاضلاب.

فرآیند تصفیه میکروارگانیسم ها در پکیج تصفیه فاضلاب

• تصفیه اولیه: حذف جامدات معلق، روغن، شن و غیره.
• تصفیه ثانویه: استفاده از میکروارگانیسم ها در شرایط هوازی یا/یا بی هوازی برای کاهش نیاز بیولوژیکی اکسیژن (BOD)، حذف رنگ، روغن، و فنل
• تصفیه سوم: استفاده از تبادل یونی، الکترودیالیز و اسمز معکوس برای حذف و خالص سازی نهایی پساب. تصفیه بیولوژیکی فاضلاب شامل روش هایی است که به طور سنتی برای مدیریت پساب های صنعتی استفاده می شود. این روش ها به روش های هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند

نقش میکروب ها در تصفیه فاضلاب در صنایع مختلف

صنایع غذایی

صنایع غذایی پساب تولید شده توسط صنایع غذایی یک خطر احتمالی برای سیستم آب طبیعی است. این فاضلاب از صنایع مختلف غذایی حاوی بسیاری از مواد معدنی و آلی است که اکسیژن موجود در جریان های دریافت کننده را تخلیه می کند و برای انواع مختلف موجودات زنده در یک اکوسیستم سمی است. صنایع فرآوری مواد غذایی شامل محصولات لبنی/شیر، روغن نباتی، فرآوری گوشت، فرآوری طیور، فرآوری بیکن، تصفیه شکر، تولید مشروبات الکلی و آبجوسازی است. اکثر واحدهای فرآوری مواد غذایی با مصرف آب بسیار بالا و تولید فاضلاب غنی از ترکیبات آلی بالا هستند. پارامتر کیفی پساب تولید شده در صنایع غذایی شامل از pH، دما، BOD، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، کل مواد جامد محلول (TDS)، کل مواد جامد معلق، ظاهر و بو است.

 در طول سال‌ها، تخلیه نامناسب فاضلاب شرکت‌های صنایع غذایی یک مشکل اصلی و نگرانی برای دولت و صنعت بوده است. در اکثر موارد، حتی زمانی که پساب صنعتی با استفاده از روش های استاندارد پیش تصفیه شده باشد، همیشه الزامات حذف موفقیت آمیز آلاینده های سمی را برآورده نمی کند. در نتیجه این ناهنجاری ها میزان زیادی از آلاینده های آب تخلیه شده است که منجر به خطرات جدی برای سلامتی انسان و حیوانات می شود. بررسی کامل آلاینده های منفرد تولید شده توسط صنایع غذایی مختلف قبل از اعمال یک فرآیند تصفیه خاص برای فاضلاب مورد نیاز است. علاوه بر این، درک دقیق فرآیندهای تولید صنعتی، سازماندهی ساختار و تأثیر کلی آلودگی بر محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است. روش های فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی یا ادغام هر سه فرآیند را می توان برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها نقش مهمی دارند. مواد زائد آلی در ضایعات صنعتی به عنوان غذا توسط اکثر باکتری ها استفاده می شود زیرا این مواد مغذی مانند فسفر، نیتروژن و چندین عنصر دیگر در مقادیر بسیار کوچک مورد نیاز هستند.

مطالعه بیشتر : فاضلاب صنایع غذایی

صنایع داروسازی

مشتقات ترکیبات دارویی آلاینده های اصلی صنایع داروسازی هستند زیرا متابولیت های آنها بر اکوسیستم های زمینی و آبی تأثیر می گذارد. فاضلاب دارویی عمدتاً حاوی داروها و مواد شیمیایی مانند استروئیدهای گیاهی، هورمون‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، داروهای ضدالتهاب، داروهای ضدافسردگی، استروئیدهای حیوانی و مسکن‌ها، تنظیم‌کننده‌های چربی، دیورتیک‌ها است و تصفیه درمان آن دشوار است. علاوه بر این، فرآیند تولید داروها نیز آلاینده هایی را تولید می کند. تعدادی از تکنیک های فیزیکوشیمیایی وجود داردکه در تصفیه فاضلاب صنایع دارویی موثر هستند: فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (اکسیداسیون، ازن، فوتوکاتالیز، TiO2، پرازوناسیون)، تابش اولتراسونیک و واکنش‌های فنتون که سرعت حذف و زیست تخریب پذیری این پسماندهای دارویی را افزایش می‌دهد. این فرآیندها بخش عمده ای از مواد معلق و مواد آلی کلوئیدی را حذف کردند اما قادر به حذف ترکیبات نسوز نیستند. این ترکیبات آلی پایدار و مقاوم را می توان تنها از طریق فرآیندهای میکروبی معدنی کرد. میکروب ها به طور سنتی برای تصفیه این گونه فاضلاب ها مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیندهای میکروبی هوازی و بی هوازی با استفاده از لجن فعال، راکتور دسته ای توالی، راکتور دسته ای غشایی، راکتورهای فیلم بی هوازی، راکتورهای لجن بی هوازی و فیلترهای بی هوازی هستند. تصفیه بیولوژیکی فاضلاب عمدتاً به ویژگی های فاضلاب بستگی دارد. با این حال، متغیرهای فیزیکی مانند pH، دما، زمان ماند هیدرولیکی، بار آلی، وجود اکسیژن محلول در مواد شیمیایی سمی و مقاوم و نوع میکروب‌ها از جمله مواردی هستند که برای افزایش اثربخشی تجزیه زیستی و همچنین کانی‌سازی توسط تیمارهای بیولوژیکی نیاز به بهبود دارند. با استفاده از این فناوری می توانیم به یک محصول ارزان تر و بدون ضایعات فکر کنیم و می توانیم نوید بزرگی برای آینده داشته باشیم.

صنعت نساجی

صنعت نساجی بسیار آب بر است و برای استفاده از مواد شیمیایی و شستشوی منسوجات تولیدی به آب در مقادیر زیاد نیاز است. این امر منجر به تولید مقادیر زیادی فاضلاب با ترکیبات متنوع در عملیات رنگرزی و فرآیندهای تکمیل می شود. بار شیمیایی در فاضلاب تولید شده توسط صنایع نساجی یکی از دلایل اصلی نگرانی این روزها است. این بار شیمیایی شامل رنگهای باقیمانده، مواد شیمیایی کمکی و انواع محصولات جانبی است، بنابراین آب را بسیار رنگی، قلیایی می کند و در نتیجه باعث افزایش BOD، مواد جامد معلق و دمای آن می شود. برای تصفیه فاضلاب این صنعت معمولا تصفیه بیولوژیکی با فرآیند لجن فعال معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند پس از خنک سازی و غربالگری، فاضلاب در یک مخزن همگن می شود تا پساب یکسان با ویژگی های مختلف تشکیل شود. سپس خنثی سازی توسط اسید (H2SO4 یا HCl) برای ایجاد محیط اسیدی برای فعالیت باکتری انجام می شود. سپس، فاضلاب به مخزن اکسیداسیون بیولوژیکی می رود. در اینجا میکروارگانیسم ها فاضلاب را به ترکیبات ساده تجزیه می کنند. برای فعالیت میکروبی کامل، حفظ DO، pH، دما و غذا ضروری است.

مطالعه بیشتر : تصفیه فاضلاب صنایع نساجی

صنایع پتروشیمی

 صنعت پتروشیمی که به عنوان مواد شیمیایی مشتق شده از نفت و گاز طبیعی شامل لاستیک مصنوعی، نخ، پلیمرها، پلاستیک، مواد شوینده و صنعت فرآوری طبقه بندی می شود.  در حال حاضر صنعت پتروشیمی در تمامی حوزه های زندگی ما از امنیت غذایی گرفته تا امنیت آبی را در بر گرفته است. استفاده گسترده از محصولات پتروشیمی همه عرصه های زندگی را آلوده کرده و همه منابع زیست محیطی به ویژه منطقه تولید پتروشیمی را تخریب کرده و منجر به آلودگی خاک، آب و هوا شده است. پساب فاضلاب پالایشگاه های پتروشیمی معمولی متشکل از ترکیبات آلی متنوع با غلظت بسیار بالا بوده و در محیط کمتر تجزیه می شود. سموم تولید شده شامل فنل های هیدروکربنی آلیفاتیک و آروماتیک، اکتانول ها، سیانید و فرمالدئید هستند. برای تصفیه فاضلاب های صنایع پتروشیمی روش‌های تصفیه فیزیکوشیمیایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند که از نظر هزینه عملیاتی و سرمایه‌گذاری و همچنین تولید ضایعات از جمله لخته‌سازی-انعقاد، اکسیداسیون فوتوکاتالیستی و استخراج غشایی محدودیت‌هایی دارند. برای دستیابی به اهداف بلندمدت هزینه، ایمنی، کارایی، سازگاری با محیط زیست و سادگی زیست پالایی یعنی استفاده از میکروب ها در تصفیه فاضلاب تنها راه حل است. کهکشانی از میکروارگانیسم ها مانند تک یاخته ها، مخمرها، باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها توانایی تجزیه هیدروکربن را دارند که به تخریب و پاکسازی مکان های آلوده معروف هستند.

نتیجه گیری

تمدن مدرن به شدت به انواع صنایع وابسته است. در سرتاسر جهان، محصولات صنعتی تولید شده، زندگی میلیون ها انسان را متحول کرده است. اما علت اصلی نگرانی کیفیت فاضلاب تولیدی این صنایع است که ارزیابی و شناسایی به موقع آنها نیاز روز است. آب تصفیه نشده عمدتاً در بسیاری از کشورهای توسعه نیافته تخلیه می شود و در نهایت باعث تخریب محیط زیست می شود. تصفیه زیستی فاضلاب با استفاده از انواع میکروب ها توجه محققان در سراسر جهان را به خود جلب کرده است و نوید بزرگی را برای آینده ارائه می دهد. برخلاف فرآیندهای متداول تصفیه فاضلاب، تخریب میکروبی جایگاه مهمی در تولید محصول نهایی غیرسمی دارد و فرآیند ارزان‌تری است. امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید اطلاعات مفیدی درباره میکروارگانیسم ها در پکیج تصفیه فاضلاب، بدست آورده باشیند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و خرید پکیج تصفیه فاضلاب می توانید با کارشناسان گروه مهندسی کاشفان نیلفام تماس حاصل فرمایید.