تصفیه فاضلاب به کمک جلبک سبز یکی از روش های تصفیه بیولوژیکی است که با هزینه کم و شرایط طبیعی، حجم زیادی از مواد آلی و فلزات سنگین را از بین می‌برد. این روش به طور طبیعی در آب های رودخانه ای اتفاق می افتد و امروزه در تصفیه خانه های بزرگ نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به توضیح نحوه تصفیه فاضلاب با استفاده از جلبک سبز خواهیم پرداخت.
کاربرد جلبک در تصفیه فاضلاب چیست؟
جلبک ها، توانایی منحصر به فردی در تصفیه آلاینده ها از آب دارند و به همین دلیل در تصفیه فاضلاب مورد توجه واقع می شوند. ویژگی قابل توجه این موجودات ساده که دارای ساختار زیستی فتوسنتزی هستند، جذب مواد مغذی ای همچون نیتروژن و فسفر از فاضلاب است که این مسئله می تواند منجر به پیشگیری از فرایند اوتریفیکاسیون شود.
همچنین کاهش فلزات سنگین و مواد شیمیایی از آب ها می‌تواند به وسیله جذب آن ها توسط جلبک ها صورت گیرد. جلبک ها به دلیل انجام فرایند فتوسنتز در آب، موجب تولید اکسیژن می‌شوند و این مسئله می‌تواند به کمک فرایند های بیولوژیکی در جهت تصفیه فاضلاب کمک کند. این ویژگی ها موجب شده است که استفاده از جلبک ها در فرایند تصفیه فاضلاب، گزینه ای پایدار و اقتصادی تلقی شود.
تصفیه فاضلاب به روش جلبک سبز چگونه انجام می شود؟
تصفیه فاضلاب به کمک جلبک سبز فرآیندی است که برای حذف آلودگی های آب از جمله فلزات سنگین و مواد آلی استفاده می‌شود. در محیط های صنعتی و مسکونی، به دلیل استفاده از کود های شیمیایی، میزان نیترات ها و فسفات ها در آب افزایش می یابد که باعث آسیب به محیط زیست و منابع آب زیر زمینی می‌شود.
روش های تصفیه فاضلاب به سه دسته کلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم می شوند. در تصفیه فیزیکی، ذرات بزرگ معلق از آب جدا می شوند. در تصفیه شیمیایی، مواد شیمیایی برای ترسیب و گند زدایی استفاده می‌شوند.
تصفیه بیولوژیکی، که شامل استفاده از جلبک سبز است، به فعالیت میکروارگانیسم های هوازی و بی هوازی وابسته است. جلبک های سبز با مصرف نیترات و فسفات و انجام فتوسنتز، اکسیژن آزاد می‌کنند که این امر باعث رشد باکتری های هوازی می شود. این باکتری ها مواد آلی و فلزات سنگین را تجزیه و مصرف می‌کنند و بدین ترتیب کیفیت آب بهبود می‌یابد.
جلبک ها چگونه به تصفیه فاضلاب کمک می کنند؟
ریز جلبک ها نقش اساسی در جذب نیتروژن و فسفر اضافی در آب های طبیعی و همچنین جذب دی اکسید کربن دارند؛ بنابراین، کشت انبوه آن ها می‌تواند راهکاری مؤثر برای تصفیه فاضلاب باشد.
این جلبک ها با تولید اکسیژن، به باکتری های هوازی کمک می‌کنند تا آلاینده های آلی موجود در آب را تجزیه کرده و در عین حال نیتروژن و فسفر اضافی را جذب کنند. به همین دلیل، ریز جلبک ها می توانند یک جایگزین پایدار و اقتصادی برای روش های فعلی تصفیه فاضلاب باشند.
جلبک ها توانایی جذب و حذف آلاینده ها از آب را دارند. آن ها به ویژه می‌توانند نیتروژن و فسفر را که از فاضلاب ها به‌عنوان مواد مغذی شناخته می‌شوند، جذب کنند. این مواد در فاضلاب باید به مقادیر محدودی در طبیعت وجود داشته باشند، زیرا می‌توانند باعث پدیده اوتریفیکاسیون و ایجاد مشکل در اکوسیستم های آبی شوند. با استفاده از جلبک ها می‌توان به حذف این مواد و جلوگیری از اثرات منفی آن ها پرداخت.
علاوه بر این، جلبک‌ها در فرایند فتوسنتز اکسیژن تولید می‌کنند که به بهبود تصفیه طبیعی بیولوژیکی در آب کمک می‌کند و تجزیه مواد آلی را افزایش می‌دهد. همچنین برخی جلبک ها قادر به جذب فلزات سنگین مانند کادمیوم و سرب از فاضلاب های صنعتی هستند. این فرایند به دلیل هزینه پایین‌تر جذب سلولی نسبت به روش‌های سنتی، کارآمد است.
استفاده از جلبک‌ها در تصفیه فاضلاب به دلیل پایداری زیست محیطی و هزینه کمتر، به طور روزافزون مورد توجه قرار گرفته است. جلبک ها بدون نیاز به مواد شیمیایی و مصرف انرژی بالا، یک راه حل سبز برای تصفیه فاضلاب محسوب می‌شوند و می‌توانند تولیدات جانبی ارزشمندی مانند بایومس داشته باشند که به عنوان خوراک دام یا کود زیستی استفاده می‌شود.
مزایای کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب
مزیت بزرگ این بیوتکنولوژی این است که بسیاری از گونه های جلبکی با اثر بخشی ثابت، به سادگی در دسترس هستند، به ویژه در کشور هایی که زیر ساخت های لازم برای تصفیه فاضلاب ندارند. همچنین، از آنجایی که فتوسنتز یک روند کلیدی در کشت ریز جلبک ها است، این سیستم ها برای مناطق گرم و پرنور بسیار مناسب هستند.
استفاده از هم زیستی میکروجلبک و باکتری ثابت کرده که می‌تواند با حذف مواد آلی، مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر (که عامل اصلی اوتروفیکاسیون در آب هستند) و برخی آلاینده ها و عوامل بیماری زا، آب تصفیه شده با کیفیت خوبی ارائه دهد. کیفیت محصولات ارزشمند به دست آمده از این فرایند به ترکیب زیست توده برداشت شده وابسته است.
معایب کاربرد جلبک‌ها در تصفیه فاضلاب
معایب کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب شامل چالش های اصلی نظیر برداشت جلبک ها به دلیل ویژگی های ته نشینی و شرایط عملیاتی است. همچنین، تعیین نسبت بهینه زیست توده جلبک ها و باکتری ها، حذف میکرو آلاینده ها و نیاز احتمالی به CO2 خارجی نیز موانع بیشتری را به وجود می‌آورد.
البته باید توجه داشت که استفاده زیاد از جلبک ها می‌تواند مشکلاتی برای سیستم های تصفیه آب و فاضلاب ایجاد کند. همچنین شرایط محیطی باید به گونه ای باشد که از رشد بیش از حد جلبک ها در سیستم تصفیه جلوگیری شود.
