سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
تبدیل فاضلاب به آب آشامیدنی
۱۳۸۹/۰۶/۲۹
12:0
|
مقدمه :
قرار بود براي بازديد از يک واحد بازيافت آب از نيويورک به کاليفرنيا سفر کنم. قبل از مسافرت مطابق معمول کف آشپزخانه را دستمال کشيدم. سپس در حالي که سطل حاوي آب کثيف را درون کاسه توالت خالي کرده و به آب کف آلودي که از سيفون خارج مي شد نگريستم، براي يک لحظه در ذهن خود به تاسيساتي فکر کردم که مسير اين آب کثيف را تشکيل داده و با گذشتن از لوله هاي طويل، اين آب را به تصفيه خانه فاضلاب مي رسانند تا در آنجا مواد جامد موجود در آن جدا شده و آب پس از ضدعفوني شدن وارد اقيانوس شود.
يک روز بعد زماني که در شهر سانتاآنا در کاليفرنيا بودم، توجهم به توالت هتل جلب شد و در اين لحظه بود که به يک چرخه کاملاً جديد آب فکر کردم. در اين شهر آب پس از خروج از سيفون و شبکه فاضلاب وارد تصفيه خانه فاضلاب در ناحيه فانتين ولي مي شود. سپس آب خروجي به جاي اقيانوس وارد يک تصفيه خانه داراي سوپرفيلترهايي مي شود که آب را از آب باران نيز تميزتر مي کنند. در ادامه آب خروجي از اين واحد از طريق يک خط لوله 13مايلي به شمال اين منطقه پمپاژ و وارد يک درياچه مصنوعي مي شود تا از اين طريق به درون زمين نفوذ کند. در پايين دست اين درياچه نيز تصفيه خانه هايي قرار دارد که آب را از اين آبخوان برداشت کرده و آب مورد نياز 3/2 ميليون مشترک را تامين مي کند که البته اين آب قابل شرب نيز هست. اگر شما با اين کار موافقيد مي توانيد نام اين عمليات را «استفاده مجدد غيرمستقيم براي شرب» بناميد. اگر با اين نام درگيري ذهني داريد، شايد بتوانيد نام اين عمليات را «از توالت به شير آب» نامگذاري کنيد!
در ژانويه 2008 «سيستم شارژ مجدد آب زيرزميني» افتتاح شد که در نوع خود در جهان بي نظير است. هزينه ساخت اين سيستم بيش از 480 ميليون دلار بوده است و سالانه نيز حدود 29 ميليون دلار هزينه بهره برداري دارد و ساخت آن نيز 10 سال طول کشيده است. البته مشکلات اين پروژه بيشتر روان شناختي بوده است نه ساختاري چون مخالفت با اين گونه طرح ها تقريباً در تمامي نقاط جهان وجود داشته است. شايد اين به آن دليل باشد که طي 150 سال گذشته دور نگه داشتن فاضلاب از آب شرب، يکي از مهم ترين اولويت هاي بهداشت عمومي بوده است.
بايد توجه داشت که در منطقه اورنج کانتي تاکنون همه تلاش ها بي ثمر بوده است و راه حل جذابي نيز به ذهن متبادر نمي شود. اين از آن جهت است که به دليل برداشت هاي بيش از حد از آب زيرزميني، آب شور اقيانوس آرام وارد منابع آب اين منطقه شده است.
ويلدرموث سخنگوي اداره آب اين منطقه است. به نظر او افزايش جمعيت به معني افزايش حجم فاضلاب است و براي تخليه اين فاضلاب به اقيانوس بايد يک خط لوله ديگر به طول پنج مايل در درون اقيانوس کشيده شود که اين طرح حدود 200 ميليون دلار هزينه دربرخواهد داشت. با تصفيه فاضلاب ها مي توان با يک تير دو نشان را هدف گرفت، يعني مشکل دفع فاضلاب و همچنين هجوم آب شور را به يکباره حل کرد که براي اين کار قسمتي از فاضلاب تصفيه شده در حوالي ساحل به زمين تزريق مي شود تا به عنوان يک مانع تحت فشار، از ورود آب شور اقيانوس جلوگيري کند. اين منطقه در کاليفرنياي جنوبي قرار دارد و به مناطق خشک نزديک است و ضمناً تا سال 2020 بين 300 تا 500 هزار نفر مشترک جديد نيز به جمعيت آنها اضافه خواهد شد و به علاوه هزينه واردات آب از رودخانه کلرادو و نيز بخش کاليفرنياي شمالي افزايش مي يابد، به نحوي که هر هزار متر مکعب آب وارداتي حدود 430 دلار هزينه دارد، اين در حالي است که هزينه هزار متر مکعب فاضلاب تصفيه شده حدود 420 دلار تمام مي شود. بر اين اساس در اين ناحيه به فاضلاب به عنوان يک منبع مهم براي تامين آب مي نگرند، چون گزينه ديگري وجود ندارد يا اگر هست، هزينه بيشتري دارد.
به دليل افزايش تقاضا براي آب، در بعضي از حوضه هاي آبريز ميزان برداشت بيش از ميزان آب ورودي است و با توجه به نازک تر شدن کوه هاي قطبي و تغييرات آب و هوايي انتظار مي رود نواحي خشک، خشک تر شوند. بر اين اساس مديران در سطح کشورها و نيز در سطح جهان با چنين مشکلاتي مواجه هستند. مسوولان شهرهاي لس آنجلس و سن ديه گو که استفاده مجدد از فاضلاب تصفيه شده براي نوشيدن را قبلاً رد کرده بودند، مجدداً به اين ايده فکر مي کنند و اين تفکر مجدد درباره اين موضوع در مورد مناطق Dekalb County و Miami- Dade County نيز صدق مي کند.
زماني که مسوولان منطقه اورنج کانتي براي اين کار برنامه ريزي کرده و مجوزهاي لازم را اخذ کردند، کارشناسان روابط عمومي وارد معرکه شده و با توزيع فيلم ها و بروشورهاي آموزشي ساده و جذاب به ميان مردم رفته و طي مهماني هايي از مردم خواستند سوالات و ابهامات خود را براي دريافت پاسخ مطرح کنند. ويلدرموث متذکر مي شود؛ «اگر گروهي سوال داشتند، ما براي پاسخگويي نزد آنان مي رفتيم.» قابل ذکر است که ويلدرموث اخيراً براي فروش فاضلاب تصفيه شده، به شهر لس آنجلس منتقل شده است. او مي گويد؛ «در بين انجمن هاي تاريخي، اتاق هاي بازرگاني و کميته هاي گل و گياه، سوال اصلي در مورد بهداشت و ايمني اين آب بود.» پس از انجام اين نشست ها بالاخره با باز شدن شير بين تصفيه خانه فاضلاب و تصفيه خانه آب شرب دوره جديدي از تاريخ آب کاليفرنيا آغاز شد.
من هنگام ورود به اين تصفيه خانه با يکسري ساختمان هاي مدرن در پشت ديوارهاي بتني مواجه شدم و آقاي ويلدرموث نيز با يک کت اسپورت آبي رنگ و يک کراوات روشن به استقبال من آمده بود. هنگامي که نزديک واحد ميکروفيلتراسيون بوديم او به نقطه يي اشاره کرد. من پس از مشاهده، متوجه آب کف آلودي شدم که از تصفيه خانه فاضلاب خارج مي شد. او با اشاره به بخش ميکروفيلتراسيون به من گفت؛ «اين واحد جالب ترين چيزي است که در اين تاسيسات وجود دارد و من نمي خواهم شما ديدن آن را از دست بدهيد».
در ادامه آقاي ويلدرموث به تشريح بخش هاي داخلي اين واحد پرداخت و گفت درون هر يک از اين بخش هاي شانزده گانه، رديفي از لوله هايي قرار دارد که به صورت عمودي قرار داشته و درون هر يک از لوله ها حدود 15 هزار الياف پلي پروپيلني با ضخامت بسيار کم قرار دارد. روي اين الياف منافذي با قطر يک سيصدم قطر موي سر انسان وجود دارد. هنگامي که پمپ ها آب را به درون اين الياف مي کشند، مواد بزرگ تر از 2/0ميکرون مثل باکتري ها، پروتوزآ و مواد معلق خطرناک در پشت اين الياف باقي مي مانند. طبق گفته ايشان هر 21 دقيقه يک بار، حباب هاي هوا به اين الياف تزريق مي شود تا آشغال ها را از الياف دور سازد. آب کثيف حاصل از اين شست وشوي معکوس به ابتداي تصفيه خانه عودت داده مي شود. آب تميز حاصل از عمليات ميکروفيلتراسيون داراي رنگي شبيه رنگ چاي بابونه است که براي عمليات بعدي به ساختمان اسمز معکوس (RO) هدايت مي شود. سپس براي مشاهده پمپ ها و لوله هاي بسيار بزرگي که در زير زمين قرار داشتند، به آنجا رفتيم.
من به او گفتم؛ «همه سيستم ها داراي برچسب بوده و به نحو وسواس گونه يي تميز هستند که از اين موضوع تعجب مي کنم، البته اين موضوع اطمينان بخش نيز هست.»
در ادامه با ادامه مسير لوله ها به يک ساختمان فلزي رسيديم که در آنجا مواد ضدرسوب و اسيدسولفوريک (براي کاهش PH) اضافه شده و آب پرفشار به درون غشاهاي مارپيچي از جنس پلاستيک رانده مي شد. آقاي ويلدرموث بيان داشت در اين اسمز معکوس همه مولکول ها غير از آب (مثل نمک ها، ويروس ها و بازمانده مواد دارويي) جدا مي شوند و اين مواد جدا شده از طريق يک خط لوله به اقيانوس هدايت مي شود. آب زلال خروجي از اين قسمت به ساختمان ديگري مي رود تا در آنجا براي ضدعفوني شدن، پراکسيد هيدروژن به آن تزريق شود و تحت تابش نور تعداد 144 لامپ فرابنفش (UV) قرار گيرد. با اين کار تمامي ترکيب مخرب از بين رفته و امکان توليدمثل از تمامي موجودات سلب مي شود.
هنگام قدم زدن براي بازگشت، آقاي ويلدرموث سه مخزن شيردار را به من نشان داد که مخزن سمت راستي حاوي آب شست وشوي اسمز معکوس بود و رنگ آن تيره و به رنگ ملاس قند بود که روي آن مواد روغني براق جمع شده بود و هنگامي که خواستم آن را مشاهده کنم، ايشان به من متذکر شد که «دست نزن». تانک وسط، حاوي آب به رنگ چاي بابونه بود که از ميکروفيلتراسيون حاصل شده بود و تانک سمت چپ نيز آب زلال خروجي بود که «شفاف و بدون بو» است.
البته حتي اين آب جدا شده، فيلتر شده و تحت تابش UV قرار گرفته نيز براي چشيدن به حد کمال خود نرسيده است و بايد عمليات دکربناسيون و افزودن آهک (جهت افزايش PH) روي آن انجام شود. نهايتاً نيز از طريق يک خط لوله بزرگ زيرزميني حدود 13 مايل به سمت شمال طي طريق کرده و وارد مخزن کرامر مي شود. در اين مخزن که به صورت يک درياچه دست ساز است با آب موجود در درياچه مخلوط شده و شش ماه طول مي کشد که از لايه هاي شن و ماسه عبور کند تا نهايتاً از طريق تصفيه خانه ها به منازل مردم منتقل شود. شايد بتوان اين درياچه را کسل کننده ترين پايان براي درخشان ترين فناوري دانست که فاضلاب را به آب شرب تبديل مي کند. ولي مجدداً بايد آن را وارد زمين کرد. راهنماي ما متذکر مي شود به اين مرحله فيلتراسيون نهايي (عبور دادن از لايه هاي زمين) نيازي نيست ولي اين موضوع به دليل اطمينان رواني مشترکان انجام مي شود.
البته قابل ذکر است تقريباً تمام آب موجود در لوله هاي منازل امريکا بالاخره در تماس با فاضلاب تصفيه شده است. اين به آن دليل است که تصفيه خانه هاي فاضلاب پس از تصفيه آب را وارد آبراه ها و رودخانه ها مي کنند که از آب اين رودخانه ها در شهرهاي ديگر براي شرب استفاده مي شود. مثلاً اهالي نيواورلئان از آب رودخانه مي سي سي پي براي آشاميدن استفاده مي کنند و آب اين رودخانه از بين شهرهاي زيادي عبور مي کند. در مورد لاس وگاس مي توان ديد چطور اين شهر فاضلاب تصفيه شده خود را وارد رودخانه کلرادو مي کند. تازه اين قسمت خوب قضيه است، چون هنگام بارندگي هاي سنگين تعداد زيادي از شهرها به دليل عدم امکان تصفيه، فاضلاب تصفيه نشده را از کنار گذر تصفيه خانه ها عبور داده و وارد آبراه ها مي کنند که براساس گزارش سازمان حفاظت محيط زيست امريکا اين رقم سالانه بالغ بر 860 ميليارد گالن مي شود. به هر حال آنچه باعث تسلي خاطر مي شود آن است که در اين کار، فاضلاب شديداً رقيق شده و با گذشت زمان و تابش نور خورشيد اجزاي موجود در آن تجزيه شده و قبل از رسيدن به دست مصرف کنندگان در تصفيه خانه هاي آب تصفيه و ضدعفوني مي شود. سازمان حفاظت محيط زيست امريکا نيز براي کنترل آلودگي، تصفيه خانه ها را به سنجش پاتوژن ها ملزم کرده است و اطمينان بخش اين است که از سال 1993 تاکنون شيوع وسيع بيماري هاي متاثر از آب در اين کشور گزارش نشده است.
البته مهندساني که از فناوري هاي پيشرفته براي تصفيه فاضلاب استفاده مي کنند براي اطمينان خاطر مصرف کنندگان نهايتاً فاضلاب تصفيه شده را وارد مخازن و درياچه ها مي کنند. در سنگاپور در اين درياچه ها حدود يک درصد فاضلاب تصفيه شده با 99 درصد آب تازه مخلوط مي شود. در منطقه اورنج کانتي نيز 17 درصد فاضلاب تصفيه شده با 83 درصد آب تازه مخلوط مي شود. البته در منطقه ويندوک در کشور ناميبيا به دليل خشک بودن منطقه، فاضلاب تصفيه شده به صورت 100 درصد به مصرف مي رسد. در ويرجينيا از 30 سال پيش به اين طرف فاضلاب تصفيه شده وارد اين گونه درياچه ها شده و پس از اختلاط با آب تازه براي استفاده يک ميليون نفر از مردم ارسال مي شود. البته از لحاظ حجم فاضلاب تصفيه شده منطقه اورنج کانتي رکورددار بوده و روزانه هفت ميليون گالن آب را وارد مخازن مي کند که تا سال 2011 اين رقم به 85 ميليون گالن بالغ خواهد شد.
بعضي از کارشناسان محيط زيست،طرفداران محيط رودخانه ها و کساني که در کاليفرنيا به ورزش هاي آبي مي پردازند، در زمره افرادي به شمار مي روند که در مورد آلودگي رودخانه ها و اقيانوس ها دچار نوعي توهم هستند. بايد توجه داشت گزينه واردات آب نيز داراي تبعات اقتصادي و زيست محيطي است. مثلاً حدود يک پنجم از انرژي مصرف شده در ايالت کاليفرنيا صرف انتقال آب از شمال به جنوب اين ايالت مي شود.
گليک رئيس موسسه تحقيقاتي پاسيفيک است. او مي گويد؛ «دوران اين تفکر که فاضلاب هزينه است به سرآمده است. فاضلاب، امروزه يک دارايي به شمار مي رود و بايد به اين موضوع فکر کرد که چگونه مي توان بهترين استفاده را از اين دارايي داشت».
زماني که ما از منابع تجديدناپذير کره زمين مثل نفت و فلزات برداشت مي کنيم، درون يک مسير يک طرفه قرار داريم که مواد خام را مصرف کرده و در نهايت ضايعاتي به بار مي آوريم که کمتر مورد توجه ما است. ما در گذشته عمليات بازيافت آلومينيوم را راه انداخته ايم تا استخراج مواد معدني مربوطه کاهش يابد و عمليات کمپوست مواد آلي را به خدمت گرفته ايم تا در مراکز دفن زباله، متان کمتري توليد شود و با همين استدلال پلاستيک هاي بازيافتي را مورد استفاده مجدد قرار داده ايم. حال در مورد آب که ارزش بسيار بيشتري از اين مواد دارد نيز بايد با استدلال مشابهي وارد عمل شويم.
ايورت مدير اجرايي اتحاديه آبخوان هاي کاليفرنياي جنوبي است. او معتقد است؛ «ما بايد به ضايعات به عنوان منابع جديد بنگريم و همه آنها را تصفيه کنيم. وضعيت منابع آب ما در صدها مايل دورتر وخيم تر مي شود ولي برعکس، جمعيت در حال افزايش است. حال براي اين موضوع چه پيشنهادي داريم؟»
تا زماني که وضعيت آب مصرفي توسط کشاورزان همانند وضعيت کنوني باشد، حفاظت از منابع آب مسير پرپيچ و خمي را شاهد خواهد بود. اين در حالي است که به دليل کمبود آب مديران تصفيه خانه ها دير يا زود در همه جا به فکر استفاده مجدد از فاضلاب براي شرب خواهند افتاد.
البته بايد توجه داشت که اين کار نيز خالي از خطر نخواهد بود. بعضي از دانشمندان نگران ترکيبات خطرناک يا ويروس هاي غيرقابل شناسايي هستند که ممکن است از فيلترهاي چندگانه فيزيکي و شيميايي تصفيه خانه ها عبور کرده باشند. گروهي ديگر در مورد امکان خطاهاي انساني يا خرابي هاي مکانيکي مثل انسداد فيلترها يا فرسودگي غشاها نگرانند، چون در آن صورت باعث خواهد شد پاتوژن ها بهداشت عمومي آب آشاميدني را به خطر بيندازند.
فيليپ سينگر استاد دانشگاه مهندسي محيط زيست در دانشگاه کاروليناي شمالي است. او عقيده دارد از فاضلاب تصفيه شده فقط بايد در کاربردهاي غيرآشاميدني استفاده کرد. او مي گويد؛ «ممکن است مقادير بسيار کمي از آلاينده ها در اين آب وجود داشته باشد. هر چند سيستم هاي اسمز معکوس و ضدعفوني کردن با UV عمليات بسيار خوبي است، ولي هنوز موارد عدم اطمينان وجود دارد.»
البته در هر صورت گروهي وجود دارند که با اين گونه طرح ها هميشه مخالفند. يکي از آنها خانم واتسون است.
قرار بود براي بازديد از يک واحد بازيافت آب از نيويورک به کاليفرنيا سفر کنم. قبل از مسافرت مطابق معمول کف آشپزخانه را دستمال کشيدم. سپس در حالي که سطل حاوي آب کثيف را درون کاسه توالت خالي کرده و به آب کف آلودي که از سيفون خارج مي شد نگريستم، براي يک لحظه در ذهن خود به تاسيساتي فکر کردم که مسير اين آب کثيف را تشکيل داده و با گذشتن از لوله هاي طويل، اين آب را به تصفيه خانه فاضلاب مي رسانند تا در آنجا مواد جامد موجود در آن جدا شده و آب پس از ضدعفوني شدن وارد اقيانوس شود.
يک روز بعد زماني که در شهر سانتاآنا در کاليفرنيا بودم، توجهم به توالت هتل جلب شد و در اين لحظه بود که به يک چرخه کاملاً جديد آب فکر کردم. در اين شهر آب پس از خروج از سيفون و شبکه فاضلاب وارد تصفيه خانه فاضلاب در ناحيه فانتين ولي مي شود. سپس آب خروجي به جاي اقيانوس وارد يک تصفيه خانه داراي سوپرفيلترهايي مي شود که آب را از آب باران نيز تميزتر مي کنند. در ادامه آب خروجي از اين واحد از طريق يک خط لوله 13مايلي به شمال اين منطقه پمپاژ و وارد يک درياچه مصنوعي مي شود تا از اين طريق به درون زمين نفوذ کند. در پايين دست اين درياچه نيز تصفيه خانه هايي قرار دارد که آب را از اين آبخوان برداشت کرده و آب مورد نياز 3/2 ميليون مشترک را تامين مي کند که البته اين آب قابل شرب نيز هست. اگر شما با اين کار موافقيد مي توانيد نام اين عمليات را «استفاده مجدد غيرمستقيم براي شرب» بناميد. اگر با اين نام درگيري ذهني داريد، شايد بتوانيد نام اين عمليات را «از توالت به شير آب» نامگذاري کنيد!
در ژانويه 2008 «سيستم شارژ مجدد آب زيرزميني» افتتاح شد که در نوع خود در جهان بي نظير است. هزينه ساخت اين سيستم بيش از 480 ميليون دلار بوده است و سالانه نيز حدود 29 ميليون دلار هزينه بهره برداري دارد و ساخت آن نيز 10 سال طول کشيده است. البته مشکلات اين پروژه بيشتر روان شناختي بوده است نه ساختاري چون مخالفت با اين گونه طرح ها تقريباً در تمامي نقاط جهان وجود داشته است. شايد اين به آن دليل باشد که طي 150 سال گذشته دور نگه داشتن فاضلاب از آب شرب، يکي از مهم ترين اولويت هاي بهداشت عمومي بوده است.
بايد توجه داشت که در منطقه اورنج کانتي تاکنون همه تلاش ها بي ثمر بوده است و راه حل جذابي نيز به ذهن متبادر نمي شود. اين از آن جهت است که به دليل برداشت هاي بيش از حد از آب زيرزميني، آب شور اقيانوس آرام وارد منابع آب اين منطقه شده است.
ويلدرموث سخنگوي اداره آب اين منطقه است. به نظر او افزايش جمعيت به معني افزايش حجم فاضلاب است و براي تخليه اين فاضلاب به اقيانوس بايد يک خط لوله ديگر به طول پنج مايل در درون اقيانوس کشيده شود که اين طرح حدود 200 ميليون دلار هزينه دربرخواهد داشت. با تصفيه فاضلاب ها مي توان با يک تير دو نشان را هدف گرفت، يعني مشکل دفع فاضلاب و همچنين هجوم آب شور را به يکباره حل کرد که براي اين کار قسمتي از فاضلاب تصفيه شده در حوالي ساحل به زمين تزريق مي شود تا به عنوان يک مانع تحت فشار، از ورود آب شور اقيانوس جلوگيري کند. اين منطقه در کاليفرنياي جنوبي قرار دارد و به مناطق خشک نزديک است و ضمناً تا سال 2020 بين 300 تا 500 هزار نفر مشترک جديد نيز به جمعيت آنها اضافه خواهد شد و به علاوه هزينه واردات آب از رودخانه کلرادو و نيز بخش کاليفرنياي شمالي افزايش مي يابد، به نحوي که هر هزار متر مکعب آب وارداتي حدود 430 دلار هزينه دارد، اين در حالي است که هزينه هزار متر مکعب فاضلاب تصفيه شده حدود 420 دلار تمام مي شود. بر اين اساس در اين ناحيه به فاضلاب به عنوان يک منبع مهم براي تامين آب مي نگرند، چون گزينه ديگري وجود ندارد يا اگر هست، هزينه بيشتري دارد.
به دليل افزايش تقاضا براي آب، در بعضي از حوضه هاي آبريز ميزان برداشت بيش از ميزان آب ورودي است و با توجه به نازک تر شدن کوه هاي قطبي و تغييرات آب و هوايي انتظار مي رود نواحي خشک، خشک تر شوند. بر اين اساس مديران در سطح کشورها و نيز در سطح جهان با چنين مشکلاتي مواجه هستند. مسوولان شهرهاي لس آنجلس و سن ديه گو که استفاده مجدد از فاضلاب تصفيه شده براي نوشيدن را قبلاً رد کرده بودند، مجدداً به اين ايده فکر مي کنند و اين تفکر مجدد درباره اين موضوع در مورد مناطق Dekalb County و Miami- Dade County نيز صدق مي کند.
زماني که مسوولان منطقه اورنج کانتي براي اين کار برنامه ريزي کرده و مجوزهاي لازم را اخذ کردند، کارشناسان روابط عمومي وارد معرکه شده و با توزيع فيلم ها و بروشورهاي آموزشي ساده و جذاب به ميان مردم رفته و طي مهماني هايي از مردم خواستند سوالات و ابهامات خود را براي دريافت پاسخ مطرح کنند. ويلدرموث متذکر مي شود؛ «اگر گروهي سوال داشتند، ما براي پاسخگويي نزد آنان مي رفتيم.» قابل ذکر است که ويلدرموث اخيراً براي فروش فاضلاب تصفيه شده، به شهر لس آنجلس منتقل شده است. او مي گويد؛ «در بين انجمن هاي تاريخي، اتاق هاي بازرگاني و کميته هاي گل و گياه، سوال اصلي در مورد بهداشت و ايمني اين آب بود.» پس از انجام اين نشست ها بالاخره با باز شدن شير بين تصفيه خانه فاضلاب و تصفيه خانه آب شرب دوره جديدي از تاريخ آب کاليفرنيا آغاز شد.
من هنگام ورود به اين تصفيه خانه با يکسري ساختمان هاي مدرن در پشت ديوارهاي بتني مواجه شدم و آقاي ويلدرموث نيز با يک کت اسپورت آبي رنگ و يک کراوات روشن به استقبال من آمده بود. هنگامي که نزديک واحد ميکروفيلتراسيون بوديم او به نقطه يي اشاره کرد. من پس از مشاهده، متوجه آب کف آلودي شدم که از تصفيه خانه فاضلاب خارج مي شد. او با اشاره به بخش ميکروفيلتراسيون به من گفت؛ «اين واحد جالب ترين چيزي است که در اين تاسيسات وجود دارد و من نمي خواهم شما ديدن آن را از دست بدهيد».
در ادامه آقاي ويلدرموث به تشريح بخش هاي داخلي اين واحد پرداخت و گفت درون هر يک از اين بخش هاي شانزده گانه، رديفي از لوله هايي قرار دارد که به صورت عمودي قرار داشته و درون هر يک از لوله ها حدود 15 هزار الياف پلي پروپيلني با ضخامت بسيار کم قرار دارد. روي اين الياف منافذي با قطر يک سيصدم قطر موي سر انسان وجود دارد. هنگامي که پمپ ها آب را به درون اين الياف مي کشند، مواد بزرگ تر از 2/0ميکرون مثل باکتري ها، پروتوزآ و مواد معلق خطرناک در پشت اين الياف باقي مي مانند. طبق گفته ايشان هر 21 دقيقه يک بار، حباب هاي هوا به اين الياف تزريق مي شود تا آشغال ها را از الياف دور سازد. آب کثيف حاصل از اين شست وشوي معکوس به ابتداي تصفيه خانه عودت داده مي شود. آب تميز حاصل از عمليات ميکروفيلتراسيون داراي رنگي شبيه رنگ چاي بابونه است که براي عمليات بعدي به ساختمان اسمز معکوس (RO) هدايت مي شود. سپس براي مشاهده پمپ ها و لوله هاي بسيار بزرگي که در زير زمين قرار داشتند، به آنجا رفتيم.
من به او گفتم؛ «همه سيستم ها داراي برچسب بوده و به نحو وسواس گونه يي تميز هستند که از اين موضوع تعجب مي کنم، البته اين موضوع اطمينان بخش نيز هست.»
در ادامه با ادامه مسير لوله ها به يک ساختمان فلزي رسيديم که در آنجا مواد ضدرسوب و اسيدسولفوريک (براي کاهش PH) اضافه شده و آب پرفشار به درون غشاهاي مارپيچي از جنس پلاستيک رانده مي شد. آقاي ويلدرموث بيان داشت در اين اسمز معکوس همه مولکول ها غير از آب (مثل نمک ها، ويروس ها و بازمانده مواد دارويي) جدا مي شوند و اين مواد جدا شده از طريق يک خط لوله به اقيانوس هدايت مي شود. آب زلال خروجي از اين قسمت به ساختمان ديگري مي رود تا در آنجا براي ضدعفوني شدن، پراکسيد هيدروژن به آن تزريق شود و تحت تابش نور تعداد 144 لامپ فرابنفش (UV) قرار گيرد. با اين کار تمامي ترکيب مخرب از بين رفته و امکان توليدمثل از تمامي موجودات سلب مي شود.
هنگام قدم زدن براي بازگشت، آقاي ويلدرموث سه مخزن شيردار را به من نشان داد که مخزن سمت راستي حاوي آب شست وشوي اسمز معکوس بود و رنگ آن تيره و به رنگ ملاس قند بود که روي آن مواد روغني براق جمع شده بود و هنگامي که خواستم آن را مشاهده کنم، ايشان به من متذکر شد که «دست نزن». تانک وسط، حاوي آب به رنگ چاي بابونه بود که از ميکروفيلتراسيون حاصل شده بود و تانک سمت چپ نيز آب زلال خروجي بود که «شفاف و بدون بو» است.
البته حتي اين آب جدا شده، فيلتر شده و تحت تابش UV قرار گرفته نيز براي چشيدن به حد کمال خود نرسيده است و بايد عمليات دکربناسيون و افزودن آهک (جهت افزايش PH) روي آن انجام شود. نهايتاً نيز از طريق يک خط لوله بزرگ زيرزميني حدود 13 مايل به سمت شمال طي طريق کرده و وارد مخزن کرامر مي شود. در اين مخزن که به صورت يک درياچه دست ساز است با آب موجود در درياچه مخلوط شده و شش ماه طول مي کشد که از لايه هاي شن و ماسه عبور کند تا نهايتاً از طريق تصفيه خانه ها به منازل مردم منتقل شود. شايد بتوان اين درياچه را کسل کننده ترين پايان براي درخشان ترين فناوري دانست که فاضلاب را به آب شرب تبديل مي کند. ولي مجدداً بايد آن را وارد زمين کرد. راهنماي ما متذکر مي شود به اين مرحله فيلتراسيون نهايي (عبور دادن از لايه هاي زمين) نيازي نيست ولي اين موضوع به دليل اطمينان رواني مشترکان انجام مي شود.
البته قابل ذکر است تقريباً تمام آب موجود در لوله هاي منازل امريکا بالاخره در تماس با فاضلاب تصفيه شده است. اين به آن دليل است که تصفيه خانه هاي فاضلاب پس از تصفيه آب را وارد آبراه ها و رودخانه ها مي کنند که از آب اين رودخانه ها در شهرهاي ديگر براي شرب استفاده مي شود. مثلاً اهالي نيواورلئان از آب رودخانه مي سي سي پي براي آشاميدن استفاده مي کنند و آب اين رودخانه از بين شهرهاي زيادي عبور مي کند. در مورد لاس وگاس مي توان ديد چطور اين شهر فاضلاب تصفيه شده خود را وارد رودخانه کلرادو مي کند. تازه اين قسمت خوب قضيه است، چون هنگام بارندگي هاي سنگين تعداد زيادي از شهرها به دليل عدم امکان تصفيه، فاضلاب تصفيه نشده را از کنار گذر تصفيه خانه ها عبور داده و وارد آبراه ها مي کنند که براساس گزارش سازمان حفاظت محيط زيست امريکا اين رقم سالانه بالغ بر 860 ميليارد گالن مي شود. به هر حال آنچه باعث تسلي خاطر مي شود آن است که در اين کار، فاضلاب شديداً رقيق شده و با گذشت زمان و تابش نور خورشيد اجزاي موجود در آن تجزيه شده و قبل از رسيدن به دست مصرف کنندگان در تصفيه خانه هاي آب تصفيه و ضدعفوني مي شود. سازمان حفاظت محيط زيست امريکا نيز براي کنترل آلودگي، تصفيه خانه ها را به سنجش پاتوژن ها ملزم کرده است و اطمينان بخش اين است که از سال 1993 تاکنون شيوع وسيع بيماري هاي متاثر از آب در اين کشور گزارش نشده است.
البته مهندساني که از فناوري هاي پيشرفته براي تصفيه فاضلاب استفاده مي کنند براي اطمينان خاطر مصرف کنندگان نهايتاً فاضلاب تصفيه شده را وارد مخازن و درياچه ها مي کنند. در سنگاپور در اين درياچه ها حدود يک درصد فاضلاب تصفيه شده با 99 درصد آب تازه مخلوط مي شود. در منطقه اورنج کانتي نيز 17 درصد فاضلاب تصفيه شده با 83 درصد آب تازه مخلوط مي شود. البته در منطقه ويندوک در کشور ناميبيا به دليل خشک بودن منطقه، فاضلاب تصفيه شده به صورت 100 درصد به مصرف مي رسد. در ويرجينيا از 30 سال پيش به اين طرف فاضلاب تصفيه شده وارد اين گونه درياچه ها شده و پس از اختلاط با آب تازه براي استفاده يک ميليون نفر از مردم ارسال مي شود. البته از لحاظ حجم فاضلاب تصفيه شده منطقه اورنج کانتي رکورددار بوده و روزانه هفت ميليون گالن آب را وارد مخازن مي کند که تا سال 2011 اين رقم به 85 ميليون گالن بالغ خواهد شد.
بعضي از کارشناسان محيط زيست،طرفداران محيط رودخانه ها و کساني که در کاليفرنيا به ورزش هاي آبي مي پردازند، در زمره افرادي به شمار مي روند که در مورد آلودگي رودخانه ها و اقيانوس ها دچار نوعي توهم هستند. بايد توجه داشت گزينه واردات آب نيز داراي تبعات اقتصادي و زيست محيطي است. مثلاً حدود يک پنجم از انرژي مصرف شده در ايالت کاليفرنيا صرف انتقال آب از شمال به جنوب اين ايالت مي شود.
گليک رئيس موسسه تحقيقاتي پاسيفيک است. او مي گويد؛ «دوران اين تفکر که فاضلاب هزينه است به سرآمده است. فاضلاب، امروزه يک دارايي به شمار مي رود و بايد به اين موضوع فکر کرد که چگونه مي توان بهترين استفاده را از اين دارايي داشت».
زماني که ما از منابع تجديدناپذير کره زمين مثل نفت و فلزات برداشت مي کنيم، درون يک مسير يک طرفه قرار داريم که مواد خام را مصرف کرده و در نهايت ضايعاتي به بار مي آوريم که کمتر مورد توجه ما است. ما در گذشته عمليات بازيافت آلومينيوم را راه انداخته ايم تا استخراج مواد معدني مربوطه کاهش يابد و عمليات کمپوست مواد آلي را به خدمت گرفته ايم تا در مراکز دفن زباله، متان کمتري توليد شود و با همين استدلال پلاستيک هاي بازيافتي را مورد استفاده مجدد قرار داده ايم. حال در مورد آب که ارزش بسيار بيشتري از اين مواد دارد نيز بايد با استدلال مشابهي وارد عمل شويم.
ايورت مدير اجرايي اتحاديه آبخوان هاي کاليفرنياي جنوبي است. او معتقد است؛ «ما بايد به ضايعات به عنوان منابع جديد بنگريم و همه آنها را تصفيه کنيم. وضعيت منابع آب ما در صدها مايل دورتر وخيم تر مي شود ولي برعکس، جمعيت در حال افزايش است. حال براي اين موضوع چه پيشنهادي داريم؟»
تا زماني که وضعيت آب مصرفي توسط کشاورزان همانند وضعيت کنوني باشد، حفاظت از منابع آب مسير پرپيچ و خمي را شاهد خواهد بود. اين در حالي است که به دليل کمبود آب مديران تصفيه خانه ها دير يا زود در همه جا به فکر استفاده مجدد از فاضلاب براي شرب خواهند افتاد.
البته بايد توجه داشت که اين کار نيز خالي از خطر نخواهد بود. بعضي از دانشمندان نگران ترکيبات خطرناک يا ويروس هاي غيرقابل شناسايي هستند که ممکن است از فيلترهاي چندگانه فيزيکي و شيميايي تصفيه خانه ها عبور کرده باشند. گروهي ديگر در مورد امکان خطاهاي انساني يا خرابي هاي مکانيکي مثل انسداد فيلترها يا فرسودگي غشاها نگرانند، چون در آن صورت باعث خواهد شد پاتوژن ها بهداشت عمومي آب آشاميدني را به خطر بيندازند.
فيليپ سينگر استاد دانشگاه مهندسي محيط زيست در دانشگاه کاروليناي شمالي است. او عقيده دارد از فاضلاب تصفيه شده فقط بايد در کاربردهاي غيرآشاميدني استفاده کرد. او مي گويد؛ «ممکن است مقادير بسيار کمي از آلاينده ها در اين آب وجود داشته باشد. هر چند سيستم هاي اسمز معکوس و ضدعفوني کردن با UV عمليات بسيار خوبي است، ولي هنوز موارد عدم اطمينان وجود دارد.»
البته در هر صورت گروهي وجود دارند که با اين گونه طرح ها هميشه مخالفند. يکي از آنها خانم واتسون است.
واتسون يک معلم بازنشسته است و براي مقابله با استفاده مجدد از فاضلاب تصفيه شده براي شرب، گروه «مادربزرگ هاي شورشي» را پايه گذاري کرده است. او پس از بازديد از تصفيه خانه منطقه اورنج کانتي باز هم مي گويد متقاعد نشده است. او گفته است؛ «اين تصفيه خانه شبيه تصفيه طبيعي نيست که طي آن خورشيد و آسمان و رودهاي خروشان در برخورد با سنگ ها هستند، اينجا فقط چند دستگاه قرار دارد.» نهايتاً نيز او مي پرسد؛ «چرا ما بايد مانند جهنمي ها از فاضلاب خودمان بنوشيم».
نویسنده: ماریا روتبرگ – مجله اسپکتروم (آپریل 2008)
مطالب تصادفی:
تعیین آمونیاک آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
تعیین سولفات آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
تعیین فسفات آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
سنتز آلوميناي نانوساختار و تصفيه آب با روشي مقرون به‌صرفه - جمعه بیست و چهارم دی 1389
طرز كار با مواد شيميائي - جمعه بیست و چهارم دی 1389
دستورالعمل تعيين اكسيد آلومينيوم - جمعه بیست و چهارم دی 1389
دستورالعمل تعيين درصد سولفات - جمعه بیست و چهارم دی 1389
اندازه گيري هدايت الكتريكي آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
تعيين اكسيد كلسيم به روش‌وزني - جمعه بیست و چهارم دی 1389
واحدهای اندازه گیری و معادل آنها - جمعه بیست و چهارم دی 1389
لیست معرفهای شیمیائی و تهیه محلول آن - جمعه بیست و چهارم دی 1389
شستشوی ظروف آزمایشگاهی - جمعه بیست و چهارم دی 1389
كاغذ صافي - جمعه بیست و چهارم دی 1389
اندازه گيري سختی آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
نکات مهم در مورد دسیکاتور - جمعه بیست و چهارم دی 1389
اندازه گيري اسيديته آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
اندازه گيري PH آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
اندازه گيري قليائيت آب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
نکات مهم در استفاده از ترازو - جمعه بیست و چهارم دی 1389
آب انبار - جمعه بیست و چهارم دی 1389
مبانی هیدرولیک - جمعه بیست و چهارم دی 1389
هیدرولیک - جمعه بیست و چهارم دی 1389
سیستم زهکشی چند جریانه آب و فاضلاب - جمعه بیست و چهارم دی 1389
قنات زارچ - یزد (طولانی ترین قنات ایران) - جمعه بیست و چهارم دی 1389
آبياري به روش زير سطحي با لوله هاي سفالي - جمعه بیست و چهارم دی 1389
انواع سرریز ها - جمعه بیست و چهارم دی 1389
بررسی بهبود نفوذ پذیری بسترهای تغذیه ی مصنوعی با استفاده از مالچ های مختلف - جمعه بیست و چهارم دی 1389
ديفيوزرها - جمعه بیست و چهارم دی 1389
تصفيه آب کولينگ تاور با ازن - جمعه بیست و چهارم دی 1389
راهنمای بالانسینگ سیستم تولیدوتوزیع آب (تعریف،مفاهیم و روش اجرا) - جمعه بیست و چهارم دی 1389
کاربرد انواع فیلتر در تصفیه فاضلاب صنایع فلزکاری - جمعه بیست و چهارم دی 1389
فناوری نانو و فیلتراسیون - جمعه بیست و چهارم دی 1389
معیارهای کیفیت آب - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
سيليكاژل - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
بايو راکتور غشايي Membrane Bioreactor(MBR) - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
ژيارديا وکريپتوسپوريديوم درآب آشاميدني - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
جزوه مکانیک خاک - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
کیفیت آب آشامیدنی دام و طیور - پنجشنبه بیست و سوم دی 1389
تصفيه آب آشاميدني آلوده به آرسنيك با نانوذرات آهن - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
شناسایی کاتیون ها به روش شعله - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
روش تصفيه دوزيستي (بي هوازي- هوازي) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
مجموعه مسئولیتها و وظایف مرتبط با عملیات و فرآیندهای تصفیه و دفع فاضلاب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
انواع تیتراسیون - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
با گاز ازن بیشتر آشنا شویم - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
تست حلالیت - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
اسپکتروسکوپی مادون قرمز Infra red ) IR ) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
تست های شناسایی فنول ها - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
تست های شناسایی آمينها - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
گاز کروماتوگرافی ( GC ) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
ويسكوزيته ( لزجت ) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
انعقاد در آب - جمعه دوازدهم فروردین 1390
آب زیرزمینی و محیط زیست - جمعه دوازدهم فروردین 1390
کنترل انواع فاضلاب - جمعه دوازدهم فروردین 1390
اتروفیکاسیون - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390
نیترات آب شهری - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390