به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، مدیریت آب و فاضلاب در مناطق شهری یکی از مهمترین چالشهای عصر حاضر است که با افزایش جمعیت شهری، تغییرات اقلیمی و محدودیت منابع آبی بهشدت پیچیدهتر شده است. این رویکرد، فناوریهای پیشرفته تصفیه، اصول اقتصاد چرخشی و تابآوری اقلیمی را در هم میآمیزد و هدف آن حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست در کنار بهینهسازی بازیافت و استفاده مجدد از منابع است. مدیریت آب و فاضلاب در شهرهای بزرگ باید بتواند همزمان با تأمین نیازهای روزافزون آب، آلودگیها را کاهش دهد و زیرساختهای پایدار و مقاوم در برابر تغییرات اقلیمی ایجاد کند.
یکی از مهمترین پیشرفتها در این حوزه، بهکارگیری فناوریهای هوشمند همچون اینترنت اشیا و سیستمهای مدیریت اطلاعات جغرافیایی است که امکان پایش لحظهای شبکههای توزیع آب و فاضلاب را فراهم میکنند. این فناوریها با شناسایی نشتها و کنترل فشار در شبکه، به کاهش هدررفت آب کمک میکنند و موجب افزایش بهرهوری در مصرف منابع آبی میشوند. تحلیل دادههای بزرگ و هوش مصنوعی در پیشبینی الگوهای مصرف و مدیریت بهینه منابع آب، به تصمیمگیریهای دقیقتر و سیاستگذاریهای مؤثرتر کمک میکند.
جنبههای کلیدی مدیریت مدرن آب و فاضلاب شهری
مفهوم مدیریت یکپارچه آب شهری (IUWM) نقش محوری در مدیریت مؤثر آب و فاضلاب شهری دارد. این رویکرد تلاش میکند تا مرزهای سنتی میان بخشهای مختلف مدیریت آب را از بین ببرد و با ادغام برنامهریزی شهری و مدیریت حوزه آبخیز، سازگاری با تغییرات اقلیمی را در اولویت قرار دهد. به این ترتیب، علاوهبر تأمین نیازهای آب شهری، نتایجی پایدار در ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیستمحیطی حاصل میشود که به بهبود کیفیت زندگی شهروندان و حفظ منابع طبیعی کمک میکند.
سیستمهای تصفیه مدرن بهطور گستردهای از فناوریهای غشایی پیشرفته همچون اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون بهره میبرند. این فناوریها میتوانند آلایندههای مختلف از جمله میکروآلایندهها و عوامل بیماریزا را بهطور مؤثری حذف کنند و در نتیجه کیفیت آب تصفیهشده را به سطحی برسانند که امکان بازیافت و استفاده مجدد آن در مصارف مختلف فراهم شود. این پیشرفتها بهویژه در شرایطی که منابع آب شیرین محدود است، اهمیت ویژهای پیدا میکنند و به کاهش فشار بر منابع طبیعی کمک میکنند.
یکی دیگر از رویکردهای مهم در مدیریت مدرن، استفاده از سیستمهای تصفیه فاضلاب غیرمتمرکز است که در نزدیکی محل تولید فاضلاب نصب میشوند. این سیستمها با تصفیه فاضلاب در محل، بار وارده بر تأسیسات مرکزی را کاهش میدهند و امکان استفاده محلی از آب تصفیهشده را فراهم میآورند. این روش بهویژه در مناطقی که توسعه شبکه فاضلاب متمرکز دشوار یا پرهزینه است، کاربرد فراوانی دارد و میتواند به بهبود شرایط بهداشتی و محیط زیستی کمک کند.
در کنار این فناوریها، توجه به اقتصاد چرخشی و بازیافت منابع از طریق مقررات جدید اهمیت یافته است. به عنوان مثال، دستورالعمل بازنگری شده اتحادیه اروپا در زمینه تصفیه فاضلاب شهری (UWWTD) که از سال ۲۰۲۵ اجرایی میشود، بر بازیافت منابع ارزشمندی همچون فسفر از لجن فاضلاب و ترویج استفاده مجدد از آب تصفیهشده تأکید دارد. این اقدامات نهتنها موجب کاهش ضایعات میشود، بلکه فشار بر منابع آب شیرین را کاهش میدهد و به پایداری منابع کمک میکند.
بازیافت موفق آب در ووهان چین
یکی از بهترین و پیشرفتهترین سیستمهای بازیافت آب در جهان، پروژه بازیافت آب شهری ووهان چین است که بهتازگی و در سال ۲۰۲۵ جایزه بینالمللی آب را دریافت کرده است. این پروژه یکی از بزرگترین و پیشرفتهترین تأسیسات بازیافت فاضلاب در جهان محسوب میشود که روزانه حدود ۴۰۰ هزار متر مکعب فاضلاب شهری را تصفیه و بازیافت میکند و نزدیک به یک میلیون نفر از ساکنان شهر ووهان را تحت پوشش دارد.
در این سیستم، پس از تصفیه اولیه فاضلاب، مراحل پیشرفتهای برای حذف مؤثر نیتروژن و فسفر اعمال میشود که کیفیت پساب خروجی را به سطح بسیار بالایی میرساند؛ سطحی که مطابق با استانداردهای سختگیرانه کیفیت آب سطحی (Surface Water Quality Standard IV) و حتی قابل استفاده به عنوان منبع آب آشامیدنی قابل اعتماد است. این فرآیند شامل بهکارگیری فناوریهای نوین مانند بستر زیستی پرکننده پودری با غشای سیال (HPB) است که راندمان تصفیه را تا ۲۰ درصد نسبت به سیستمهای معمول بهبود میبخشد. همچنین از فناوریهای نوین شناورسازی هوا برای کاهش فسفر و فیلترهای زیستی دو مرحلهای برای کاهش نیتروژن بهره گرفته شده است که سطح کلیتروفوزنها و فسفر را تا حد قابلتوجهی کاهش میدهد.
یکی از نکات برجسته این پروژه، زمان بازتولید آب در دریاچه مرکز شهر ووهان است که از ۲۷۵ روز به تنها ۶۰ روز کاهش یافته و این نشان از شرایط بهبود یافته کیفیت آب و بهرهوری بسیار بالای این سیستم دارد. علاوه بر این، پروژه ووهان با استفاده از طراحی دیجیتال و به کارگیری ابزارهای هوشمند مدیریتی و دوزینگ هدفمند مواد شیمیایی، هزینههای نیروی انسانی و انرژی را به شکل قابل توجهی کاهش داده است؛ مصرف انرژی در این سیستم تنها حدود ۰.۱۷ کیلووات ساعت به ازای هر متر مکعب آب است که رقمی بسیار پایین و بهینه برای تصفیه در این مقیاس است.
استفاده از تجهیزات مدرن از شرکتهای معتبر جهانی شامل فناوریهای زیستی، پمپها، سیستمهای الکتریکی، اندازهگیری و ضدعفونی با اشعه فرابنفش، این پروژه را به یک نمونه برجسته از تلفیق فناوری پیشرفته، هوشمندسازی و پایداری زیستمحیطی تبدیل کرده است.
پروژه نیوواتر در سنگاپور
سنگاپور به عنوان یکی از پیشروترین شهرهای آسیایی در زمینه بازیافت آب شناخته میشود و سیستم بازیافت آب آنکه تحت عنوان پروژه «نیوواتر یا آب جدید» (NEWater) شناخته میشود، به عنوان الگویی جهانی در بازچرخانی و تصفیه آب به شمار میرود. نیووتر در حقیقت آب بازچرخانی شدهای است که پس از طی چند مرحله تصفیه پیشرفته، از فاضلابهای تصفیه شده تولید میشود. فرآیند تصفیه این سیستم شامل فیلتراسیون میکرو، اسمز معکوس و استفاده از اشعه فرابنفش است که باعث میشود آبی بسیار پاک با کیفیتی برابر یا حتی فراتر از استانداردهای آب آشامیدنی جهانی تولید شود.
آب نیووتر در سنگاپور کاربردهای متنوعی دارد. این آب در صنایع مختلف برای سردکردن تجهیزات، استفاده در دیگهای بخار و فرآیندهای تولید به کار میرود. همچنین برای آبیاری زمینهای کشاورزی، فضای سبز عمومی از جمله پارکها و زمینهای گلف استفاده میشود. علاوه بر این، پس از تصفیههای تکمیلی، نیوواتر به مخازن مخصوص برای تأمین بخشی از آب آشامیدنی شهر نیز افزوده میشود. این آب در خدمات عمومی مانند نظافت خیابانها و فوارههای شهری نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
کارخانه نیووتر چانگی با ظرفیت تولید روزانه حدود ۲۲۸ هزار متر مکعب، یکی از بزرگترین مراکز بازچرخانی آب در جهان محسوب میشود که روی یک کارخانه تصفیه فاضلاب احداث شده است و بهرهوری انرژی و فناوریهای غشایی آن در سطح جهانی پیشرو است. همچنین سیستم مسیرهای زیرزمینی فاضلاب عمیق (DTSS) که وظیفه جمعآوری و انتقال فاضلاب برای تصفیه و بازیافت بیشتر را دارد، زیرساخت حیاتی و منحصر به فردی است که امکان توسعه و گسترش نیوواتر را فراهم میکند.
مزایای این سیستم در سنگاپور بسیار برجسته است؛ نخست اینکه با استفاده از نیوواتر، میزان وابستگی این کشور به منابع وارداتی آب کاهش یافته و امنیت آبی در منطقهای که منابع آب طبیعی کمیاب است، بهبود چشمگیری یافته است. همچنین این روش باعث کاهش هزینههای عملیاتی صنایع میشود چون مصرف آب تازه کاهش مییابد و حجم پساب کمتر شده و هزینه دفع آن نیز کم میشود. این سیستم، بخشی از مدل جامع مدیریت چرخه آب در سنگاپور است که شامل جمعآوری آب باران و آبشیرینکنی نیز میشود تا به پایداری منابع آب کمک کند.
مدیریت یکپارچه آبهای سطحی و فاضلاب شهری
مدیریت آبهای سطحی در شهرها به عنوان بخشی جداییناپذیر از مدیریت فاضلاب مدرن مطرح است. با توجه به افزایش بارشهای شدید و وقوع سیلابهای شهری ناشی از تغییرات اقلیمی، برنامههای یکپارچه برای کنترل و مدیریت آبهای سطحی طراحی و اجرا میشوند تا از بروز سیلابهای مخرب و آلودگیهای ناشی از جریان سطحی جلوگیری شود. در این زمینه، راهکارهای مبتنیبر طبیعت همچون ایجاد فضای سبز، تالابهای مصنوعی و سیستمهای نفوذ آب به زمین، به عنوان روشهایی مؤثر برای افزایش تابآوری شهری و حفظ سلامت اکوسیستمها مورد توجه قرار گرفتهاند.
تقویت مقررات و سیستمهای پایش نقش بسیار مهمی در تضمین کیفیت و پایداری مدیریت آب و فاضلاب دارد. استانداردهای سختگیرانهتر برای حذف مواد مغذی و میکروآلایندهها به همراه پایش سیستماتیک آلایندههای نوظهور همچون میکروپلاستیکها و مقاومت آنتیبیوتیکی، به همراه استفاده از پلتفرمهای دیجیتال گزارشدهی، به مدیران این امکان را میدهد که از رعایت مقررات اطمینان حاصل کنند و کارایی سیستمهای مدیریت را بهبود بخشند. این اقدامات موجب میشوند که مدیریت آب و فاضلاب شهری بهصورت مؤثر و پایدار انجام شود و بتواند بهسرعت به چالشها و تغییرات محیطی پاسخ دهد و سلامت عمومی را تضمین کند.
سیستمهای غیرمتمرکز تصفیه فاضلاب که در نزدیکی محل تولید فاضلاب نصب میشوند، به عنوان راهکاری نوین برای کاهش فشار بر زیرساختهای مرکزی و افزایش بهرهوری منابع مطرح شدهاند. این سیستمها با تصفیه و بازیافت آب در محل، امکان استفاده مجدد از آب را فراهم میکنند و بهویژه در مناطق جدید، حاشیه شهرها و مناطقی که توسعه شبکه فاضلاب متمرکز دشوار است، کاربرد فراوانی دارند. فناوریهای ماژولار و قابل توسعه در این سیستمها، انعطافپذیری بالایی ارائه میدهند و میتوانند بهسرعت با نیازهای متغیر جمعیتی و زیستمحیطی سازگار شوند. این رویکرد همچنین به کاهش هزینههای انتقال و تصفیه فاضلاب کمک میکند و میتواند به عنوان بخشی از استراتژیهای جامع مدیریت آب شهری در آینده مورد توجه قرار گیرد.
نمونههای برجسته مدیریت مدرن آب و فاضلاب شهری در جهان، هر یک با ویژگیها و نوآوریهای خاص خود، نقش مهمی در بهبود کیفیت آب و حفاظت از محیط زیست ایفا میکنند. در ادامه، چند نمونه شاخص توضیح داده میشود.
اتحادیه اروپا و دستورالعمل تصفیه فاضلاب شهری
اتحادیه اروپا یکی از پیشگامان در زمینه مدیریت مدرن فاضلاب شهری است که با تدوین و اجرای دستورالعمل تصفیه فاضلاب شهری (UWWTD) تلاش کرده است استانداردهای بالایی را برای جمعآوری و تصفیه فاضلاب تعیین کند. این دستورالعمل که سال ۲۰۲۵ بازنگری شده است، بر تصفیه ثانویه به عنوان حداقل استاندارد تأکید دارد و در مناطق حساس زیستمحیطی، تصفیه سختگیرانهتر و تکمیلی را الزامی کرده است. هدف اصلی این قوانین، کاهش بار آلودگی مواد مغذی همچون نیتروژن و فسفر است که موجب رشد بیش از حد جلبکها و تخریب اکوسیستمهای آبی میشوند.
این دستورالعمل بر بازیافت منابع و استفاده مجدد از آب تصفیهشده تأکید دارد که به کاهش فشار بر منابع آب شیرین کمک میکند. در اتحادیه اروپا، بیش از ۱۸ هزار تصفیهخانه فاضلاب وجود دارد که با ظرفیتهای متنوع، بخش عمدهای از جمعیت را تحت پوشش قرار میدهند و با استفاده از فناوریهای پیشرفته، کیفیت پساب خروجی را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشند. نظارت دقیق و صدور مجوزهای زیستمحیطی برای تصفیهخانهها، تضمین میکند که این تأسیسات مطابق با استانداردهای محیط زیستی عمل کنند و سلامت عمومی حفظ شود.
پروژه شبکه زندگی در اسپانیا و دانمارک
یکی از نمونههای موفق در اروپا پروژه شبکه زندگی (LIFE Reseau) است که در اسپانیا و دانمارک اجرا شده است. این پروژه بر بهبود عملکرد تأسیسات تصفیه فاضلاب و کاهش تخلیه آبهای سطحی آلوده تمرکز دارد و با استفاده از فناوریهای هوشمند برای کنترل نفوذ و ورود آبهای اضافی توانسته است میزان تخلیه فاضلاب خام به محیط زیست را کاهش دهد و کیفیت آبهای سطحی را بهبود ببخشد. این ابتکار نشان میدهد که چگونه ترکیب فناوریهای نوین با مدیریت هوشمند میتواند به کاهش بار فاضلاب و حفاظت از منابع آبی کمک کند.
پروژه شبکه زندگی نمونهای از همکاری بین کشورهای اروپایی برای به اشتراک گذاشتن دانش و فناوریهای نوین در حوزه مدیریت آب و فاضلاب است که میتواند به عنوان الگویی برای سایر مناطق جهان مورد استفاده قرار گیرد. این پروژه همچنین تمرکز ویژهای بر ارتقای پایداری و مقاومسازی سیستمهای زیرساختی در برابر تغییرات اقلیمی دارد. شهرها با اجرای راهکارها و اصول این پروژه قادر خواهند بود خطر سیلابهای ناگهانی را کاهش دهند.
استفاده از آب فاضلاب تصفیهشده در بحرین و خاورمیانه
در مناطق خشک و کمآب همچون بحرین و دیگر کشورهای خاورمیانه، استفاده مجدد از آب فاضلاب تصفیهشده به عنوان یک راهکار حیاتی برای تأمین نیازهای آبی مطرح است. در این مناطق، تصفیهخانههای فاضلاب با ظرفیتهای روزانه بین ۲۵ تا ۳۵ هزار مترمکعب، آب تصفیهشده درجه سوم را تولید میکنند که برای آبیاری محصولات کشاورزی و فضای سبز شهری به کار میرود. با توجه به شرایط خاص منطقه همچون شوری بالا و تغییرات کیفیت ورودی فاضلاب، این تأسیسات با چالشهای فراوانی روبهرو هستند، اما با رعایت دستورالعملهای سازمان جهانی بهداشت و استفاده از فناوریهای پیشرفته، توانستهاند کیفیت آب خروجی را به سطح قابل قبولی برسانند.
چهارچوب مدیریت جامع بهداشتی شهری (CWIS) در ۱۸ شهر از قارههای آفریقا، آسیا، اروپا و آمریکای لاتین، به اجرا درآمده است. این چهارچوب بر برنامهریزی منابع، پاسخگویی، تابآوری اقلیمی و نوآوری در مدیریت بهداشت و فاضلاب تمرکز دارد. برخلاف رویکردهای سنتی که بیشتر بر شبکههای فاضلاب متمرکز بودند، CWIS به دنبال راهکارهای جامع و متناسب با شرایط محلی است که شامل سیستمهای غیرمتمرکز، بازیافت منابع و مشارکت جوامع محلی میشود. این رویکرد بهویژه در شهرهای در حال توسعه که با محدودیتهای زیرساختی و مالی روبهرو هستند، کاربرد دارد و میتواند به بهبود شرایط بهداشتی و محیط زیستی کمک کند.
نظر شما