استفاده از ميكرو جلبك ها در تصفيه فاضلاب

بهبود وضعیت اکولوژیکی منابع آب ، تمرکز فزاینده ای برای بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به ویژه در کاهش نیتروژن و فسفر از پساب فاضلاب است. در سال های اخیر ، استفاده از میکرو جلبک ها در تصفيه فاضلاب مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است . بدليل  توانایی آنها در استفاده از کربن آلی و همچنین نیتروژن (N) و فسفر (P) در فاضلاب ، با نتایج مطلوب کاهش غلظت این مواد در آب است. هدف از این پژوهش ارائه یک گزارش مهم از جلبکها به عنوان یک گام مهم در تصفیه فاضلاب برای افزایش کاهش N ، P و اکسیژن مورد نياز شیمیایی (COD) در فاضلاب است .

قدمت تصفیه فاضلاب به دهه 1800 برمی گردد که اولین تصفیه خانه شهری در اسکاتلند ساخته شد و از آن به بعد این فرآیند در سراسر جهان برای تصفیه فاضلاب شهری و سایر فاضلاب ها ایجاد شده است.

هدف اصلی تصفیه فاضلاب این است که مقدار مواد کربنی (ارگانیک ؛ که اکثراً به عنوان اکسیژن مورد نیاز زيستي ، تعیین می شود) به میزان قابل توجهی کاهش یابد و در مواردی که تخليه به منابع آب مطرح است، ترکیبات نیتروژن (N) و فسفر (P) قبل از تخلیه پساب ، کاهش یابد. این امر به این دلیل است که وجود این مواد در غلظت های زیاد می تواند تأثیرات مخربی بر سطح غلظت اکسیژن محلول (O2) ، وضعیت تغذیه ای و در نهایت رفاه جانوران و گیاهان در آب داشته باشد .شکوفایی جلبک های سمی و غیر سمی مرتبط با پديده يويتريفيكاسيون که با افزایش رشد فیتوپلانکتون ها مشخص می شود ، شفافیت آب را کاهش می دهد و در نتیجه سطح نور را به پوشش گیاهی آبزی غوطه ور کاهش می دهد و از این رو تولید اكسيژن محلول از طریق فتوسنتز را کاهش می دهد . غلظت اكسيژن محلول در طی پوسیدگی زیست توده تشکیل شده به دنبال محرومیت از مواد مغذی بیشتر کاهش می یابد ، زیرا باکتری های هتروتروف مواد آلی تجزیه پذیر (مانند فیتوپلانکتون مرده) را هضم می کنند. برآورد شده است که مواد آلی زیست توده فیتوپلانکتون تولید شده از تخلیه 1 کیلوگرم P می تواند 100 کیلوگرم تقاضای اكسيژن ایجاد کند ، در حالی که مواد تولید شده از تخلیه 1 کیلوگرم N می تواند 14 کیلوگرم تقاضای اكسيژن ایجاد کند . در نتیجه ، كاهش اكسيژن محلول می تواند بر جانوران و گیاهان بومی تأثیر منفی بگذارد و باعث از بین رفتن تنوع گونه ای و عملکرد اکوسیستم در محيط آبی شود.

میکرو جلبک ها ، از جمله جلبک های یوکاریوتی و سیانوباکتری ها ، جایگزینی دوستدار محیط زیست و پایدار برای فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی متداول است که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

استفاده از میکرو جلبک در تصفیه فاضلاب علاوه بر اینکه یک منبع تجدید پذیر برای زیست توده است ، یک روش مقرون به صرفه و امکان پذیر برای تثبیت زیستی CO2 است . دلیل استفاده از میکرو جلبکهای مخلوط برای تصفیه فاضلاب در توانایی آنها در استفاده از کربن آلی و معدنی و همچنین N و P معدنی در فاضلاب برای رشد آنها است که منجر به کاهش غلظت این مواد در آب می شود. مزیت اصلی ترکیب میکرو جلبکها در تصفیه فاضلاب تولید اكسيژن از طریق فتوسنتز است که برای باکتریهای هتروتروف برای تجزیه زیستی مواد کربنی ضروری است.

منبع:

Mohsenpour, S. F., Hennige, S., Willoughby, N., Adeloye, A., & Gutierrez, T. (2021). Integrating micro-algae into wastewater treatment: A review. Science of The Total
Environment, 752, 142168.‏