با افزایش جمعیت جهان، تصفیه فاضلاب و پکیج تصفیه فاضلاب به طور تصاعدی اهمیت بیشتری پیدا می کند. از این رو فناوری های جدید تصفیه فاضلاب می تواند نقش اساسی در این صنعت داشته باشد.ما نه تنها باید راهکاری برای تصفیه آب پیدا کنیم که ردپای کربن کمتری از خود به جای بگذارد، بلکه باید راه های جدید و خلاقانه ای برای دفع محصول جانبی لجن فاضلاب پیدا کنیم.
چه فناوری های جدیدی برای تصفیه فاضلاب در حال توسعه هستند؟
چهار فن‌آوری جدید و هیجان‌انگیز تصفیه فاضلاب زیر، هر دو هدف را به انجام می‌رسانند.
هیدرولیز حرارتی
فن آوری هیدرولیز حرارتی سه هدف را دنبال می کند: تصفیه فاضلاب، کاهش محصولات جانبی زباله و تولید بیوگاز. در تصفیه خانه های فاضلاب سنتی، باید برای مقابله با مقادیر زیاد لجن تولید شده در طی فرآیند راه کاری را برنامه ریزی کرد. از طرف دیگر، کارخانه های هیدرولیز حرارتی، لجن را به عنوان زباله تعریف نمی کنند، بلکه منبع ارزشمند انرژی است.
پس از تصفیه فاضلاب و جمع آوری لجن، تولید بیوگاز آغاز می شود. لجن در مخازن بزرگ فشرده می شود. دمای مورد نیاز بین ۱۶۰ تا ۱۶۵ درجه سانتیگراد و فشار مورد نیاز در هر نقطه فشار بالا ۷ تا ۱۱ یا ۱۲ بار است.
دو فناوری هیدرولیز حرارتی وجود دارد: دسته ای – یا بیوتلیس – و Exelyis.
Biothelys (دسته ای) هیدرولیز حرارتی
فناوری Biothelys به زمین‌های بزرگی برای هر نیروگاه نیاز دارد و باید روزانه مقادیر زیادی فاضلاب تامین شود تا بیوگاز کافی برای زنده ماندن تولید شود. با این حال، برای شهرداری‌های بزرگ، هیچ یک از این دو مورد نیاز به طور کلی یک موضوع نیست و تولید بیوگاز می‌تواند یک جریان درآمد قابل توجه باشد.
سلول های سوختی میکروبی
فناوری دیگری که سه عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد، فناوری سلول های سوختی میکروبی (MFC) است که از باکتری ها برای تمیز کردن فاضلاب استفاده می کند. حتی جالب‌تر این واقعیت است که محصول جانبی مصرف باکتری‌ها از لجن فاضلاب، الکترون‌های باردار است که می‌توانند به الکتریسیته تبدیل شوند.
دانشمندان قبلاً موفق شده اند، مقادیر قابل توجهی الکتریسیته را در شرایط آزمایشگاهی با گرفتن الکترون های تولید شده در طی اکسیداسیون باکتریایی و انتقال آنها به یک الکترود تولید کنند.
اگر بتوان فناوری MFC را در مقیاس بزرگ تولید کرد، سوخت های فسیلی کمتری برای تولید برق مورد نیاز است.
تصفیه فاضلاب فتوکاتالیستی خورشیدی
یکی از بزرگترین چالش ها تصمیم گیری در مورد لجن تولید شده از پکیج تصفیه فاضلاب است. تصفیه فاضلاب فتوکاتالیستی خورشیدی می تواند مقادیر لجن را تا بیش از ۸۰ درصد در مقایسه با سیستم های سنتی کاهش دهد.
لجن که به عنوان “محتوای آلی” نیز شناخته می شود. به دلیل فرآیند تجزیه میکروبی – اکسیداسیون – به نام “تابش خورشیدی” به طور چشمگیری توسط یک سیستم فوتوکاتالیستی کاهش می یابد. تابش خورشیدی یک اثر هم افزایی است که وقتی با پراکسید هیدروژن ترکیب می شود، مقدار کربن موجود در لجن را کاهش می دهد. کربن عنصر اصلی در محتوای آلی است.
فن آوری های طبیعی برای تصفیه فاضلاب
دو تا از بزرگترین منابع فاضلاب پشت بام ها و خیابان ها هستند. آبی که به زهکشی طوفان می ریزد اغلب پس از انباشته شدن مقادیر قابل توجهی سموم، زباله های آلی و عوامل بیماری زا به طبیعت باز می گردد. اما شهرداری ها و سازمان های دولتی در سرتاسر جهان به جای اینکه اجازه دهند فاضلاب به رودخانه ها، رودخانه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها سرازیر شود، شروع به استفاده از فناوری های طبیعی برای تصفیه آب خود کرده اند.
فناوری‌های طبیعی شامل مواردی مانند حوضچه‌های رسوبی، تالاب‌های حفاری‌شده با سیستم‌های تصفیه، و فیلترهای خاک در مقیاس بزرگ است. با کند شدن خروج آب طوفان و نشستن جامدات و میکروب ها و گیر افتادن در یک فیلتر طبیعی، آبی که به طبیعت باز می گردد به میزان قابل توجهی تمیزتر می شود.