انواع میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب

بازدیدها: 5

در تصفیه فاضلاب صنعتی، میکروارگانیسم‌ها نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کنند. انواع میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب به واسطه فعالیت‌های زیستی خود موجب تجزیه مواد آلی و معدنی موجود در فاضلاب می‌شوند. در فرآیند تصفیه آب صنعتی، به کمک میکروارگانیسم‌ها که تحت عنوان تصفیه بیولوژیکی فاضلاب شناخته می‌شود، از اثرات نامطلوب ناشی از تصفیه شیمیایی فاضلاب مانند تجمع مواد شیمیایی در آب جلوگیری می‌شود.

هر یک از این میکروارگانیسم‌ها با روش‌های خاص خود به تصفیه فاضلاب صنعتی کمک کرده و در نهایت باعث کمک به بهبود وضعیت محیط زیست می‌شوند. در این مقاله، به بررسی انواع میکروارگانیسم‌های فاضلاب صنعتی و باکتری‌های تصفیه‌کننده فاضلاب و نقش آن‌ها در فرآیند تصفیه می‌پردازیم.

میکروارگانیسم های فاضلاب صنعتی چیست؟

میکروارگانیسم‌ها، موجودات کوچک و اصولاً تک‌سلولی هستند که در فرایند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب صنعتی استفاده می‌شوند. این میکروارگانیسم‌ها شامل انواع مختلف باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی هستند. آنها در فرایند تصفیه فاضلاب به عنوان تخریب‌کننده عمل کرده و به تخریب مواد آلی و آلوده در فاضلاب کمک می‌کنند. این عملکرد مهم و حیاتی آنها باعث کاهش آلودگی آب و حفظ محیط زیست می‌شود.

همچنین، برخی از میکروارگانیسم‌ها قابلیت حذف مواد معدنی از فاضلاب را دارند. انتخاب و بهره‌برداری مناسب از این میکروارگانیسم‌های تصفیه فاضلاب صنعتی می تواند به بهبود کیفیت آب و کاهش تأثیرات منفی بر محیط زیست کمک می‌کند. در فرایند تصفیه فاضلاب از انواع متعددی از میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود و هر یک از آنها با روشی منحصر به فرد به تصفیه فاضلاب می‌پردازند.

انواع میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب صنعتی

میکروارگانیسم‌های مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب صنعتی، براساس ساختار و نحوه زیست آن‌ها، به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در این بررسی، انواع میکروارگانیسم‌ها و نقش آن‌ها در فرایند تصفیه فاضلاب صنعتی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

۱. باکتری‌ها (هوازی، بی‌هوازی و اختیاری)

در تصفیه‌خانه‌های جدید، به‌ویژه در محیط‌هایی که به‌عنوان محیط هوادهی شناخته می‌شوند، بیشتر از باکتری‌های هوازی برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. این باکتری‌ها از اکسیژن موجود در آب برای تجزیه آلاینده‌های فاضلاب استفاده می‌کنند. برای افزایش کارایی این باکتری‌ها، اکسیژن باید به فاضلاب تزریق شود که به وسیله سیستم هوادهی فاضلاب انجام می‌شود. هوادهی باعث شده که باکتری‌ها بتوانند تجزیه مواد آلاینده را به درستی انجام دهند و به رشد و تولید مثل در محیط فاضلاب ادامه دهند.
باکتری‌های بی‌هوازی نقش مهمی در فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی دارند. این باکتری‌ها مسئول تجزیه آلاینده‌های آلی موجود در پساب و همچنین تولید گاز متان هستند. یکی از مزایای مهم استفاده از این باکتری‌ها، قابلیت استفاده از گاز متان تولید شده به عنوان منبع انرژی است. این باکتری‌ها، بر خلاف باکتری‌های هوازی، برای انجام وظایفشان به اکسیژن احتیاج ندارند و از سیستم هوادهی استفاده نمی‌کنند. همچنین، حذف فسفر از فاضلاب از مزایای دیگر استفاده از باکتری‌های بی‌هوازی در فرآیند تصفیه فاضلاب است.
باکتری‌های اختیاری در فرایند تصفیه فاضلاب، می‌توانند با توجه به شرایط محیطی که در آنها قرار می‌گیرند، بین شرایط هوازی و بی‌هوازی تغییر کنند. اما اغلب این نوع باکتری‌ها به شرایط هوازی عادت دارند و در این شرایط عملکرد بهتری دارند.

۲. قارچ ها

قارچ‌ها یکی از انواع میکروارگانیسم‌های فاضلاب صنعتی بوده که در دسته میکروارگانیسم‌های هوازی قرار دارند. قارچ‌ها برای رشد و تکثیر به مواد آلی نیاز دارند و از این طریق می‌توانند در فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ترکیبات آلی پیچیده را هیدرولیز می کنند. آنها توانایی این را دارند که تجزیه مواد آلی را در سیستمی با pH پایین انجام دهند و حتی آمونیاک را به نیتریت و نیترات اکسید می کنند. قارچ ها در جذب مواد جامد معلق نقش مهمی دارند. همچنین گزارش شده است که برخی از آنزیم ها را ترشح می کنند که به تخریب برخی ترکیبات موجود در فاضلاب در طی فرایند تصفیه کمک می کند.
یکی از مشکلات قارچ‌ها ایجاد توده در سیستم تصفیه فاضلاب است که به مرور زمان باعث مسدودشدن فیلتر‌ها و تجهیزات پایین دست خواهند شد. همچنین، ممکن است با تشکیل توده قارچ‌ مشکلات متعددی در مرحله ته‌نشینی کلاریفایر به‌وجود ‌آید و شرایط بی‌هوازی در حوضچه ها ایجاد گردد.

۳. پروتوزوآ ها

پروتوزوآها، موجودات تک‌سلولی هستند که اندازه آن‌ها بزرگتر از باکتری‌ها است. این میکروارگانیسم‌ها با هضم باکتری‌های شناور و سایر ذرات معلق، باعث حذف آن‌ها و بهبود شفافیت فاضلاب می‌شوند. بعضی از پروتوزوآها برای بقا به اکسیژن نیاز دارند، برخی به اکسیژن بسیار کمی نیاز دارند و برخی دیگر می‌توانند در شرایط بدون هوا زنده بمانند.

انواع گوناگون پروتوزوآهای موجود در سیستم تصفیه فاضلاب عبارتند از:

• تاژک‌داران: عمدتاً از مواد آلی محلول که در فاضلاب وجود دارند، تغذیه می‌کنند.
• مژک دار‌ان: باکتری‌های شناور را حذف کرده و به شفاف سازی پساب کمک می‌کنند.
• مژک‌داران خزنده مانند .Aspidisca sp و .Euplotes sp
• مژک داران چسبیده ( Sessile Ciliates) مانند . Carchesium sp و .Vorticella sp

۴. روتیفرها

روتیفرها یکی از میکروارگانیسم‌های تصفیه فاضلاب صنعتی وجود دارند ودر واقع به دسته میکروارگانیسم‌های چند سلولی هوازی تعلق دارند. این موجودات برای انجام فرآیندهای لجن فعال استفاده می‌شوند و اصولا در بخش‌های پایانی تصفیه فاضلاب به کار می‌روند. آن‌ها از باکتری‌های معلق به عنوان منبع تغذیه خود استفاده می‌کنند و وظیفه آن‌ها تجزیه و حذف باکتری‌ها از فاضلاب است.

۵. باکتری‌های رشته‌ای

باکتری ها در لجن فعال به شکل رشته‌های بلند رشد می کنند. این نوع باکتری‌ها به طور معمول در بیومس لجن فعال وجود دارند و وجود آن‌ها برای تشکیل لخته (floc) مفید است. جمعیت این باکتری‌ها به شرایط مواد مغذی در سیستم فاضلاب بستگی دارد و تاکنون ۲۵ نوع مختلف باکتری رشته‌ای در لجن فعال شناسایی شده است، از جمله Nocardia spp که یکی از باکتری‌های رشته‌ای اصلی است و فعالیت آن برای تشکیل کف در فاضلات مهم است.

۶. جلبک‌ها

یکی از میکروارگانیسم‌های مهم در فاضلاب صنعتی، جلبک ها هستند. این موجودات، جزو گروهی از موجودات فتوسنتزی هستند که در مناطق مختلف جهان گسترش یافته اند و نقش اساسی در فرایند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب دارند. جلبک‌ها انواع توانایی های مختلف را در تصفیه فاضلاب دارند. آنها قادرند فلزات سنگین، آفت کش ها و مواد آلی و معدنی موجود در پساب را حذف کنند.

فرایند تصفیه فاضلاب با میکروارگانیسم ها

در فرایند تصفیه فاضلاب از مراحل مختلفی برای خالص سازی آب و حذف آلاینده‌ها استفاده می‌شود، این مراحل عبارتند از:

۱. تصفیه اولیه: شامل حذف مواد جامد معلق، روغن و سایر آلاینده‌های مشابه.
۲. پیش تصفیه: با استفاده از میکروارگانیسم‌ها در شرایط هوازی یا بی‌هوازی، BOD را کاهش داده و رنگ، روغن و فنل را حذف می‌کند.
۳. تصفیه نهایی: با استفاده از سیستم‌های پیشرفته مانند اسمز معکوس و سیستم‌های تبادل یونی، برای حذف و خالص‌سازی نهایی پساب به کار می‌رود.

نقش میکروارگانیسم ها در نقش پیش تصفیه فاضلاب

همانطور که اشاره شد، میکروارگانیسم ها نقش اساسی در پیش‌تصفیه پساب و حذف برخی از آلاینده‌ها دارند تا فاضلاب به تصفیه‌ی نهایی آماده شود. این روش‌ها جزو روش‌های متداول و سنتی پیش‌تصفیه محسوب می‌شوند که با حذف ترکیبات آلاینده، کارایی و دوام فرایندهای تصفیه نهایی را بهبود می‌بخشند. به عنوان مثال، با کاهش شاخص‌های آلاینده مانند BOD و COD، میکروارگانیسم‌ها به بهبود عملکرد سیستم اسمز معکوس صنعتی و افزایش عمر و دوام ممبران تصفیه آب صنعتی کمک می‌کنند.
امروزه برای افزایش کارایی سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی و کاهش فضای مورد نیاز برای این فرایند از سیستم‌های پیشرفته‌تری مانند بیوراکتورغشایی (MBR) استفاده می‌شود. MBR یک فناوری پیشرفته در تصفیه فاضلاب است که از ترکیب دو فرآیند اصلی یعنی بیولوژیکی و فیلتراسیون غشایی برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌کند. در این سیستم، فاضلاب به یک بیو راکتور منتقل می‌شود که در آن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را تجزیه می‌کنند.

اما به‌طور متفاوت از سیستم‌های بیولوژیکی معمول، MBR از غشاهای میکروفیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون برای جداسازی باکتری‌ها و مواد جامد از آب استفاده می‌کند. در سیستم‌های تصفیه پساب و فاضلاب صنعتی، MBR به‌عنوان یکی از پیش‌تصفیه‌های باکیفیت برای فرایند اسمز معکوس شناخته می شود.

نتیجه گیری و جمع‌بندی

در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب صنعتی و شهری، از باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها برای بهبود فرآیند تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. انتخاب مناسب میکروارگانیسم برای تصفیه فاضلاب صنعتی می‌تواند چالش‌برانگیز باشد؛ زیرا انتخاب بهترین میکروارگانیسم وابسته به عوامل مختلفی اعم از شرایط جغرافیایی منطقه می باشد. اگر باکتری‌های بی‌هوازی به درستی مدیریت شود، می‌توانند گزینه بسیار خوبی برای فرایند تصفیه فاضلاب باشند.

همچنین، در کنار آن، باکتری‌های هوازی، باکتری‌های اختیاری، قارچ‌ها، پروتوزوآ ها، روتیفرها، میکروارگانیسم‌های تک سلولی، جلبک‌ها و گلسنگ‌ها نیز وجود دارند که از آن‌ها برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. انتخاب مناسب و هماهنگی این میکروارگانیسم‌ها با نیازها و شرایط محل تصفیه‌خانه، بهبود و کارایی فرآیند تصفیه فاضلاب را تضمین می‌کند.