بیوفیلتراسیون در تصفیه ی فاضلاب

بیوفیلتراسیون در تصفیه ی فاضلاب

آب لازمه زندگی است. در حال حاضر به دلیل شهرنشینی سریع، گسترش سریع کلان شهرها و آلودگی های زیست محیطی، بحران آب عظیمی در سراسر جهان وجود دارد. فیلتراسیون یکی از کلیدی ترین مولفه های فرآیندهای تصفیه موفق آب و فاضلاب است. بیوفیلتراسیون یکی از فرآیندهای فیلتراسیون است که از زیست توده بر روی محیط فیلتر برای حذف مواد ناخواسته از آب و فاضلاب استفاده می کند. از این رو، کاربردهای بهبود یافته بیوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب را می توان به عنوان فناوری مهندسی سبز یا پایدار مشاهده کرد.

سیستم های تصفیه آب معمولی در حذف مواد آلی و آلاینده ها مشکل دارند. بیوفیلتراسیون توانایی حذف مواد آلی معلق و محلول را قبل از ضدعفونی دارد. کاربرد بیوفیلتراسیون روز به روز در زمینه تصفیه فاضلاب رو به افزایش است. بنابراین، در این مقاله در مورد فرآیندهای مختلف بیوفیلتراسیون، پیشرفت در بیوفیلتراسیون و ملاحظات طراحی یک بیوفیلتر مناسب برای تصفیه فاضلاب متمرکز است. در سناریوی فعلی، یک سیستم تصفیه آب در مقیاس بزرگ قادر به برآورده کردن تقاضای گسترده آب آشامیدنی بدون آلاینده نیست. دوام و پایداری منابع آب و استفاده موثر و کارآمد از آنها نیز چالش برانگیز بوده و توجه زیادی را می طلبد.
در طول چند دهه گذشته آلودگی بدنه های آبی اهمیت و توجه زیادی را به خود جلب کرده است. نیاز فوری برای توسعه یک سیستم تصفیه فاضلاب بسیار ماهر وجود دارد زیرا استفاده از آب تصفیه نشده با مشکلات جدی سلامتی همراه است زیرا میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای روده‌ای مضر مانند E. Coli در آب تصفیه‌نشده وجود دارد. در سال‌های اخیر تکنیک‌های بیوفیلتراسیون پیشرفته با موفقیت برای برآورده کردن نیاز کارخانه‌های تصفیه فاضلاب برای تولید کیفیت آب طبق دستورالعمل‌های WHO مورد استفاده قرار گرفته‌اند. روش‌های بیوفیلتراسیون در حذف میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از فاضلاب اقتصادی و کارآمد هستند.

فیلترهای زیستی یا فیلترهای بیولوژیکی فناوری‌ای هستند که از زیست توده متصل به محیط برای تجزیه و حذف آلاینده‌ها از هوا، آب و تصفیه خانه‌های فاضلاب استفاده می‌کنند. آنها سیستم های طبیعی هستند که برای حذف طیف متنوعی از آلاینده ها، یعنی مواد آلی، جامدات معلق، مواد آلی طبیعی و میکرو آلاینده های آلی، مهندسی و شبیه سازی شده اند.
سیستم های بیوفیلتراسیون به دلیل عملکرد ساده، ماهیت قوی و نیاز کم به انرژی در بین فرآیندهای تصفیه فاضلاب محبوب هستند. فیلترهای چکنده، فیلترهای بیولوژیکی هوادهی و بیوراکتورهای غشایی برخی از سیستم‌های محبوب بیوفیلتراسیون هستند که برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند.
کارایی سیستم های بیوفیلتراسیون به ماهیت، ترکیب و ساختار اجتماعی میکروارگانیسم ها در بیوفیلم توسعه یافته بر روی محیط بستگی دارد. بیوفیلترهای بی حرکت نیز در تصفیه فاضلاب محبوب هستند.

راه‌اندازی بیوفیلتراسیون شامل میکروب‌های رشد یافته روی محیط‌های متخلخل مانند ذغال سنگ نارس خاک، کمپوست یا مخلوطی از این مواد است. محیط فیلتر و کشت میکروبی با لایه نازکی از آب به نام "بیوفیلم" احاطه شده است که به دلیل کاربرد آن در بو، VOCs و کنترل سمیت هوا، روش کنترل آلودگی نوظهور است. بیوفیلتراسیون نه تنها ذرات ریز را حذف می کند، بلکه مواد آلی محلول را از طریق تجزیه میکروبی حذف می کند، بنابراین می توان از آن در تصفیه آب آشامیدنی استفاده کرد.
بیوفیلتراسیون را می توان برای تخریب سولفید هیدروژن در پساب های گاز، صنایع فرآوری نفت خام، کنترل بو و آئروسل های دام، تاسیسات کمپوست، تصفیه فلزات سنگین از پساب های صنعتی، حذف بقایای فنلی در پساب های دارویی و غیره استفاده کرد. کاربردهای دیگر آن شامل فرایند بهبود است. این کار عمدتاً منعکس کننده طیف گسترده ای از کاربردهای بیوفیلتراسیون در زمینه های مختلف است که می تواند به عنوان یک روش کارآمد برای کنترل آلودگی عمل کند.