داستان نخستین تصفیه‌خانه فاضلاب با استفاده از فناوری نانو

به گزارش اقتصاد انرژی به نقل از خبرگزاری ایرنا :

به تناسب وضعیت اقلیمی در هر جامعه، نوع بهره‌برداری از منابع آب نیز متفاوت است. این که کشوری در منطقه گرم و خشک زمین واقع شده یا در منطقه کوهستانی، جلگه‌ای و بارانی و … همه این موارد در نوع مصرف آب و نگاه به این مایه حیات موثر است.
به همین دلیل شیوه استفاده از آب و اهمیت آن هم با توجه به عوامل مختلف قابل تامل است. به طور مثال در کشوری مانند هند که به دلیل قرارگیری در منطقه پرباران آسیا و بالابودن سطح آب زیرزمینی، اشباع آب‌های روان و جاری شدن آب‌های سطحی همواره یکی از معضلات جدی بوده و به همین دلیل سیستم دفع آب‌های سطحی و یا به عبارت بهتر فاضلاب به عنوان یک مساله در کشور مطرح بوده است. از این‌رو سیستم دفع فاضلاب کشورها از دیرباز مورد توجه حاکمان و مردم بوده است. همین امر نیز موجب شده تا این کشور قدیمی‌ترین سیستم فاضلاب در دنیا را داشته باشد. اما چرا سیستم فاضلاب آن‌گونه که در کشورهای پرباران مانند هند و کشورهای اروپایی رایج است، در ایران وجود نداشته؟

شاید قدیمی‌ترین سیستم جمع‌آوری آب‌های سطحی متعلق به دفع آب‌های سطحی ناشی از بارندگی در تخت جمشید باشد که بسیار محدود و تنها در برخی از زمان‌های سال کارایی داشته است. اما این‌که به راستی چرا در ایران سیستم فاضلاب و تصفیه آب به مانند کشورهای فوق توسعه پیدا نکرده، موضوعی است که در گزارش پیش‌رو بدان اشاره خواهد شد.

قدیمی‌ترین سیستم تصفیه فاضلاب و فاضلاب‌کشی در ایران

ایران، به دلیل قرار گرفتن در ناحیه گرم و خشک، سطح بسیار پایین آب، نفوذپذیری خاک و عوامل دیگر در طول زمان هیچ‌گاه مشکلی برای دفع فاضلاب نداشته و اگر هم مشکلی وجود داشته به صورت بسیار محدود و در نواحی معدودی بوده است. ایرانیان با حفر چاه، فاضلاب‌ها را به عمق زمین می‌فرستادند و یا در موارد محدودی از این فاضلاب برای آبیاری در بخش کشاورزی هم استفاده می‌کردند.

اما با همه این تفاسیر شاید بتوان گفت قدیمی‌ترین سیستم تصفیه آب متعلق به تصفیه خانه «چغازنبیل» به عنوان قدیمی‌ترین و مهم‌ترین سازه تاریخی آبی کشور و جهان در شهرستان شوش ودر کنار «زیگورات چغازنبیل» است.
در این تصفیه خانه با استفاده از قانون فیزیک، ظروف مرتبط و مصالحی مناسب مانند قیر و آجر و سطوح شیب‌دار که همچنان در تصفیه‌خانه‌های جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد، آبی را که از رود کرخه در فاصله ۴۵ کیلومتری آن و به وسیله کانال روباز به این مسیر وارد کرده بودند، تصفیه می‌کرد. حجم مخزن این تصفیه‌خانه ۳۵۰ متر مکعب، ابعاد حوضچه فوقانی ۹ × ۶/۷ متر و عمق ۶۰ سانتی‌متر، ظرفیت حوضچه فوقانی ۵/۴ متر مکعب، تعداد حفره‌های حد فاصل مخزن و حوضچه ۹ عدد، ابعاد حفره (مجرا) ۱۵ × ۸۰ سانتی‌متر که هر کدام ۸۰ سانتی‌متر از دیگری فاصله دارد، از مشخصات قدیمی‌ترین تصفیه‌خانه دنیا است.

روش تصفیه در این مرکز به این صورت است که آب ابتدا وارد مخزن شده و سپس با استفاده از ۹ مجرای ارتباطی شیب‌دار، آب تصفیه شده به حوضچه فوقانی برای استفاده منتقل می‌شد. قانون ظروف مرتبطه، توسط پاسکال فرانسوی به جهانیان معرفی شد، در عمل ۳ هزار سال پیش از آن توسط ایلامیان مورد استفاده قرار گرفته است.

این مورد تنها مربوط به سیستم تصفیه آب بوده و در مورد فاضلاب باید گفت یکی از کارهای اصلی ایرانیان در این حوزه استفاده از لجن به دست آمده از فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بوده است.

بر این اساس و به استناد گزارش‌ها، قدیمی‌ترین سیستم فاضلاب‌کشی نیز مربوط به شهر اصفهان و متعلق به دوران صفوی است. به دلیل عبور زاینده‌رود از میان شهر و بالابودن سطح آب امکان حفر چاه عمیق برای دفع فاضلاب در این شهر وجود نداشت. بنابراین در دوره شاه عباس صفوی و با طرح‌های کارآمد و مهم «شیخ بهایی» سیستم فاضلاب‌کشی اصفهان به بهره‌برداری رسید و به عنوان قدیمی‌ترین سیستم فاضلاب‌کشی در ایران ثبت شد.

جمع‌آوری فاضلاب در دوران مدرن

تقریبا از حدود ۱۰۰ سال قبل که انسان پی به وجود انواع باکتری و میکروب و نقش آن در تهدید سلامتی خود برد، به‌طور جدی با مساله جمع‌آوری فاضلاب و در موارد پیشرفته‌تر سیستم تصفیه فاضلاب روبرو شد. اما در ایران وجود سیستم‌های تصفیه فاضلاب به صورت مدرن قدمت چندانی ندارند و قدیمی‌ترین آن مربوط به تصفیه‌خانه‌ای در شمال تهران با نام تصفیه‌خانه صاحبقرانیه است که در سال ۱۳۴۰ شروع به کار کرد.

پس از آن و در مدت چند دهه گذشته، ده‌ها تصفیه‌خانه در کشور تاسیس شد که اکنون بیش از ۱۰۰ مورد از آن‌ها مشغول به فعالیت است. اکنون به استناد آمار به دست آمده و صرفنظر از کارایی و نقش این تصفیه‌خانه‌ها در کاهش میزان آلودگی، بزرگ‌ترین تصفیه‌خانه‌ها در شهر اصفهان مشغول به کار هستند که قدیمی‌ترین آن نیز مربوط به سال ۱۳۵۴ است.

نکته حائز اهمیت این است که در شهر اصفهان در این زمینه اقدامات جالبی انجام شده که با توجه به شرایط فعلی این شهر به لحاظ بحران آبی، قابل تامل است. یک شرکت دانش بنیان در اصفهان موفق شده تا با استفاده از تکنولوژی «نانو» و بدون اضافه کردن مواد شیمیایی مانند کلر و … فاضلاب را تصفیه کرده و برای مصارفی مانند آبیاری فضای سبز اصفهان به کار گیرد.

«داوود سعیدی» موسس و بنیان‌گذار نخستین تصفیه‌خانه فاضلاب با استفاده از فناوری نانو در شهر اصفهان به پژوهشگر ایرنا گفت: فناوری نانو در این مجموعه از سال ۱۳۹۷ آغاز به کار کرده است. این مجموعه تصفیه آب برکه‌های باغ پرندگان را با استفاده از فناوری نانو حباب انجام می‌دهد. این سیستم با حمایت شهرداری اصفهان همراه بود و سبب شد پس از انجام چند مرحله آزمایش‌های لازم، وارد مرحله عملیاتی شود.

در راستای توسعه و حفظ پایدار آب‌های متعارف بود که چنین پیشنهاداتی انجام و وارد عمل شد. از آن‌جا که منابع آب در اصفهان به شدت در مضیقه است و مساله فرونشست در اصفهان به شکل جدی در حال گسترش است، از این رو استفاده چند باره از آب این برکه‌ها بسیار جدی است.
تا پیش از این آب برکه‌های داخل باغ پرندگان که هر ۱۵ روز یکبار رهاسازی شده و به مصرف فضای سبز می‌رسید، متوقف شده و از همین آب تا چندین مرتبه استفاده می‌شود. آب این برکه‌ها که به میزان زیادی از آب‌های زیرزمینی و فشار به سفره‌های آب زیرزمینی استفاده می‌شد با راه‌اندازی این سیستم به حداقل رسیده است.

به گفته سعیدی این تکنولوژی که عمده آن در ژاپن و آمریکا تاسیس شده کمتر در سایر مکان‌های دنیا مورد استفاده بوده است، لذا با توجه به شرایطی که اصفهان دارد، این سیستم بسیار مناسب و به جاست. هرچند این سیستم در رابطه با تصفیه فاضلاب شهری نیز کارآمد است اما باید توجه داشت که فرایند پساب شهری یک فرایند پیچیده است که در چند مرحله و در گام نخست با گندزدایی آغاز می‌شود.

در این مرحله است که با استفاده از این تکنولوژی می‌توان فرایند گندزدایی را با روش «نانو اوزون» انجام داد که کمترین میزان استفاده از مواد شیمیایی را دارد.
این گاز نانو اوزون به شدت اکسید کننده است که در فرایند گندزدایی هم مقرون به صرفه‌تر و هم با کیفیت بهتر انجام می‌شود. روش نانو اوزون به دلیل آن‌که در کشور وجود دارد و نیازی به تهیه آن در خارج از کشور نیست، از این جهت بسیار هم مقرون به صرفه است.

این سیستم را می‌توان در رابطه با برکه‌های بزرگ مانند دریاچه چیتگر تهران هم به کار برد. برکه‌های باغ پرندگان میان ۲ هزار و ۵۰۰ تا ۳۰ هزار مترمکعب آب دارد که ۲ تا ۳ لیتر بر ثانیه مصرف آب دارد اما با تلاشی که با استفاده از سیستم جدید در حال اجرا شدن است، دیگر این میزان از آب به هدر نمی‌رود و تنها آن مقدار تبخیر آب از چرخه مصرف خارج می‌شود.

این سیستم در ابتدا با رویکرد صنعتی و تصفیه آب صنعتی مثل پتروشیمی‌ها، معادن و …آغاز به کار کرد. اکنون با رویکرد جدید در مورد مدیریت پایدار شهر در بخش‌های مرتبط با تصفیه آب و استفاده بهینه از منابع آبی کشور نیز مورد استفاده قرار گرفته است.