به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، رشد سریع جمعیت، شهرنشینی و تغییرات اقلیمی فشار بیسابقهای بر منابع آب شیرین وارد کرده است. بسیاری از شهرهای جهان برای مقابله با این بحران، به فناوریهای بازیافت آب روی آوردهاند. استفاده از فناوریهای نوین برای تصفیه و بازچرخانی فاضلاب، راهکاری مؤثر برای کاهش وابستگی به منابع طبیعی و تضمین پایداری به شمار میرود.
بازیافت آب نه تنها امکان استفاده مجدد از فاضلاب تصفیهشده را فراهم میکند، بلکه چرخه آب شهری را کامل میکند و موجب کاهش وابستگی به منابع طبیعی میشود. فناوریهای بازچرخانی شامل فرایندهایی همچون میکروفیلتراسیون، اسمز معکوس و ضدعفونی با اشعه فرابنفش هستند که میتوانند کیفیت آب را به سطحی بالاتر از استانداردهای جهانی برسانند. در بعضی مناطق، آب بازیافتی بهطور مستقیم برای آبیاری محصولات کشاورزی، فضای سبز شهری و مصارف صنعتی به کار گرفته میشود. در دیگر مناطق، این آب پس از تزریق به سفرههای زیرزمینی یا منابع سطحی، دوباره استخراج و برای مصارف آشامیدنی استفاده میشود.
بخش کشاورزی بیشترین سهم مصرف آب شیرین را دارد و در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک، بازیافت آب توانسته است نقش حیاتی در تأمین نیازهای این بخش ایفا کند. استفاده از سامانههای هوشمند آبیاری، حسگرهای اینترنت اشیا و مدلهای پیشبینی مبتنی بر هوش مصنوعی، امکان مدیریت دقیق منابع آب بازیافتی را فراهم و از هدررفت جلوگیری میکند. این رویکرد نهتنها موجب افزایش بهرهوری آبی میشود، بلکه خطراتی همچون شوری خاک یا تجمع آلایندهها را نیز کاهش میدهد.
موفقیت پروژههای بازیافت آب وابسته به ترکیب چند عامل کلیدی سرمایهگذاری در زیرساختهای مدرن، تدوین قوانین سختگیرانه، آموزش و جلب اعتماد عمومی و بهرهگیری از نوآوریهای فناوری است. تجربههای جهانی نشان دادهاند که با مدیریت صحیح و سیاستگذاری هوشمند، بازیافت آب میتواند همزمان نیازهای آشامیدنی و کشاورزی را پاسخ دهد و به ابزاری مؤثر برای توسعه پایدار شهری و روستایی تبدیل شود.
شهرستان اورنج، ایالات متحده آمریکا
شهرستان اورنج در ایالت کالیفرنیا یکی از پیشگامان جهانی در بازیافت آب آشامیدنی است. سامانه «تجدید آب زیرزمینی» این شهرستان روزانه حدود ۱۳۰ میلیون گالن آب تولید میکند که برای بیش از یک میلیون نفر کافیست. این سامانه با استفاده از فناوریهای پیشرفتهای چون میکروفیلتراسیون، اسمز معکوس و ضدعفونی با اشعه فرابنفش، فاضلاب شهری را به آب آشامیدنی با کیفیتی بالاتر از استانداردهای جهانی تبدیل میکند.
فاضلاب شهری از تصفیهخانههای معمولی عبور میکند و وارد مرحله میکروفیلتراسیون میشود. در این بخش، آب از میان غشاهای بسیار ریز عبور داده میشود تا ذرات معلق، باکتریها و بخش عمدهای از ویروسها حذف شوند. این کار موجب میشود آب شفافتر شود و آماده ورود به مرحله بعدی شود. پس از آن، آب وارد واحدهای اسمز معکوس میشود. در این مرحله، فشار بالا آب را از غشاهایی عبور میدهد که قادرند نمکها، فلزات سنگین، ترکیبات آلی و آلایندههای میکروسکوپی را جدا کنند. نتیجه این فرایند، آبی است که هیچ نوع ناخالصی شیمیایی و میکروبی ندارد.
مرحله سوم، اکسیداسیون پیشرفته است که ترکیبی از اشعه فرابنفش و تزریق پراکسید هیدروژن را به کار میگیرد. این فرایند نهتنها میکروارگانیسمهای باقیمانده را نابود میکند، بلکه ترکیبات آلی مقاوم همچون داروها و مواد شیمیایی پایدار را نیز تجزیه میکند. در پایان، آب تولیدی از نظر کیفیت حتی از استانداردهای آب آشامیدنی ایالات متحده فراتر میرود.
آب تصفیهشده سپس به سفرههای زیرزمینی تزریق میشود. این کار دو هدف دارد: نخست، تغذیه منابع طبیعی آب و ایجاد ذخیره پایدار برای آینده؛ دوم، جلوگیری از نفوذ آب شور در مناطق ساحلی. پس از گذشت زمان و اختلاط طبیعی با آبخوان، این آب دوباره استخراج میشود و وارد شبکه توزیع آشامیدنی میشود. ظرفیت این سامانه به گونهای طراحی شده است که روزانه حدود ۱۳۰ میلیون گالن آب تولید کند که معادل نیاز بیش از یک میلیون نفر است.
این پروژه نهتنها از نظر فنی موفق بوده، بلکه توانسته است اعتماد عمومی را جلب کند. آموزش گسترده شهروندان، قوانین سختگیرانه و سرمایهگذاری در زیرساختها از عوامل کلیدی موفقیت این طرح بودهاند. شهرستان اورنج اکنون به الگویی جهانی در مدیریت پایدار منابع آب تبدیل شده است و بسیاری از شهرها از تجربه آن برای طراحی پروژههای مشابه بهره میگیرند.
سنگاپور
سنگاپور بهدلیل محدودیت شدید منابع آب شیرین، برنامهای به نام «نیوواتر» را توسعه داده که بخشی از راهبرد ملی برای امنیت آبی است. این برنامه با تصفیه فاضلاب ثانویه، آب بازیافتی با کیفیت بسیار بالا تولید میکند که بخش عمدهای از آن برای مصارف صنعتی و تقویت سدها استفاده میشود، بخشی نیز برای آشامیدن به کار میرود. نیوواتر توانسته است با این رویکرد وابستگی صنایع پرمصرف را به منابع آب شیرین کاهش دهد و تا ۴۰ درصد نیاز آبی سنگاپور را تأمین کند.
فناوریهای مورد استفاده شامل اسمز معکوس، فیلتراسیون غشایی و ضدعفونی با اشعه فرابنفش هستند که کیفیت آب را به سطحی بالاتر از استانداردهای جهانی میرسانند. نیوواتر طیف گستردهای از نیازهای کشور از خنکسازی نیروگاهها و مراکز داده گرفته تا آبیاری فضای سبز شهری و تقویت سدها را پاسخ میدهد. بازیافت آب در سنگاپور به مصرف آشامیدنی محدود نمیشود، بلکه به موتور محرک توسعه پایدار شهری و صنعتی تبدیل شده است.
سنگاپور با اجرای برنامههای آموزشی گسترده، راهاندازی کمپینهای آموزشی، بازدیدهای عمومی از تأسیسات نیوواتر و عرضه بطریهای آب بازیافتی به شهروندان، توانسته است پذیرش عمومی را نسبت به استفاده از آب بازیافتی افزایش دهد. این کشور همچنین با سرمایهگذاری در زیرساختهای مدرن و همکاریهای بینالمللی، جایگاه خود را بهعنوان یکی از پیشروان جهانی در مدیریت منابع آب تثبیت کرده است. نیوواتر نمونهای موفق از تلفیق فناوری پیشرفته، سیاستگذاری هوشمند و مشارکت اجتماعی در مدیریت پایدار آب است.
ویندهوک، نامیبیا
شهر ویندهوک در نامیبیا در سال ۱۹۶۸ نخستین تأسیسات «استفاده مستقیم از فاضلاب تصفیهشده برای آشامیدن» را راهاندازی کرد و بهعنوان پیشگام جهانی در این حوزه شناخته میشود. کارخانه «گورانگاب» فاضلاب شهری را بهطور مستقیم برای مصرف انسانی تصفیه میکند. این روش که به «استفاده مستقیم آشامیدنی» معروف است، یکی از نخستین نمونههای جهانی در این حوزه محسوب میشود. این اقدام در پاسخ به بحران کمبود آب و فشار بر منابع زیرزمینی انجام شد و هیچ مقررات ملی یا بینالمللی برای این نوع استفاده وجود نداشت؛ بنابراین ویندهوک خود مقررات و چهارچوبهای ایمنی را تدوین کرد.
کارخانه گورانگاب تا سال ۲۰۰۱ فعال بود و سپس «کارخانه جدید گورانگاب جایگزین آن شد که با فناوریهای پیشرفتهتر همچون اوزونزنی، کربن فعال زیستی و اولترافیلتراسیون کار میکند. ویندهوک با این اقدام توانسته است بحران کمبود آب را مدیریت کرده و الگویی برای سایر شهرهای آفریقا و جهان ارائه دهد. در حال حاضر نزدیک به ۲۵ درصد آب آشامیدنی ویندهوک از طریق بازیافت مستقیم فاضلاب تأمین میشود و این شهر همچنان بهعنوان الگوی جهانی در مدیریت منابع آب در شرایط خشکسالی شناخته میشود.
لسآنجلس، ایالات متحده آمریکا
لسآنجلس یکی از پیشگامان جهانی در استفاده از آب بازیافتی برای مصارف غیرآشامیدنی است و توانسته با ایجاد شبکهای گسترده، فاضلاب تصفیهشده را به پارکها، زمینهای گلف، زمینهای کشاورزی و فضای سبز شهری منتقل کند. این اقدام نقش مهمی در کاهش وابستگی به منابع آب شیرین و افزایش بهرهوری آبی ایفا کرده است. اداره آب و برق لسآنجلس با طراحی سامانهای اختصاصی، آب بازیافتی را به حوزههای مختلف شهر منتقل میکند و بخش قابل توجهی از نیاز آبی کشاورزی شهری و حومهای را پوشش میدهد.
فرایند تصفیه در این شهر شامل چند مرحله پیشرفته است: ابتدا فاضلاب با روشهای انعقاد و تهنشینی، ذرات معلق و آلایندههای اولیه را از دست میدهد. سپس فیلتراسیون غشایی و در بعضی موارد اسمز معکوس برای حذف نمکها و ترکیبات آلی به کار میرود. در پایان، ضدعفونی با کلر یا اشعه فرابنفش انجام میشود تا ایمنی میکروبی آب تضمین شود. آب بازیافتی بهدلیل کیفیت بالا برای آبیاری محصولات کشاورزی و فضای سبز شهری مناسب است.
یکی از برجستهترین ویژگیهای سیستم آب بازیافتی لسآنجلس، استفاده از «لولههای بنفش» است که بهطور اختصاصی برای انتقال آب تصفیهشده طراحی شدهاند و با رنگ متمایز خود، شبکه توزیع آب بازیافتی را از شبکه آب آشامیدنی جدا میکنند. این ابتکار نهتنها ایمنی و شفافیت در مدیریت منابع را تضمین کرده، بلکه به استانداردی جهانی برای شناسایی زیرساختهای آب بازیافتی تبدیل شده است.
در کنار این نوآوری، پایش مستمر کیفیت آب از طریق آزمایشهای روزانه میکروبی و شیمیایی انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که آب بازیافتی برای مصارف کشاورزی و شهری ایمن است. نظارت دقیق همراه با آموزش گسترده شهروندان و اطلاعرسانی عمومی، توانسته است اعتماد جامعه را نسبت به این پروژه تقویت کند. قوانین حمایتی و سیاستهای سختگیرانه نیز زمینهای فراهم کردهاند تا این طرح موفق، از نظر اجتماعی پذیرش گستردهای پیدا کند.
بارسلونا، اسپانیا
بارسلونا بهعنوان یکی از شهرهای پیشرو در منطقه مدیترانه، سرمایهگذاری گستردهای در حوزه بازیافت آب انجام داده است. تصفیهخانههای «بسوس» و «یوبروگات» این شهر روزانه حجم قابلتوجهی از فاضلاب را تصفیه میکنند و آب بازیافتی را برای آبیاری محصولات کشاورزی، فضای سبز شهری و همچنین خنکسازی صنعتی تولید میکنند. ظرفیت تصفیهخانه بسوس به حدود ۵۲۵ هزار مترمکعب در روز میرسد که معادل تأمین آب برای جمعیتی بیش از ۳.۱ میلیون نفر است.
این تأسیسات با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته لجن فعال طراحی شدهاند که در آن میکروارگانیسمهای زنده در محیطی کنترلشده به تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب میپردازند. وجود ۹ راکتور زیستی کمک میکند فرایند بیولوژیکی در چندین مرحله متوالی انجام شود و هر راکتور شرایط ویژهای برای رشد و فعالیت میکروارگانیسمها فراهم میکند. طراحی چندمرحلهای موجب افزایش کارایی در حذف ترکیبات آلی، نیتروژن و فسفر میشود و کیفیت آب خروجی را به سطحی بالاتر از استانداردهای معمول میرساند.
پس از این مرحله، آب وارد ۱۸ واحد تهنشینی ثانویه میشود. در این واحدها، لجن فعال و ذرات باقیمانده از فرایند زیستی تهنشین و از جریان آب جدا میشوند. این جداسازی دقیق موجب میشود آب خروجی شفافتر و عاری از مواد معلق باشد. لجن جمعآوریشده نیز به واحدهای پردازش لجن منتقل میشود تا به کود یا انرژی تبدیل شود و به این ترتیب، چرخهای پایدار با کمترین تلفات ایجاد میشود. فناوریهای بهکاررفته در این تأسیسات موجب میشود که آب خروجی از نظر شیمیایی و میکروبی ایمن باشد و قابلیت استفاده مجدد در مصارف کشاورزی، صنعتی و تقویت منابع طبیعی را داشته باشد.
پروژههای مرتبط با تصفیهخانه یوبروگات و تأسیسات «ال پرات» سالانه حدود ۵۰ میلیون مترمکعب آب بازیافتی با کیفیت بالا تولید میکنند. این آب نهتنها برای آبیاری کشاورزی و فضای سبز شهری به کار میرود، بلکه در احیای تالابهای طبیعی، جایگزینی جریان رودخانه و ایجاد سدهای هیدرولیکی برای جلوگیری از نفوذ آب شور در دلتا نیز استفاده میشود. چنین ظرفیتهایی موجب شده است بارسلونا در دورههای خشکسالی بتواند بخش قابلتوجهی از نیاز آبی خود را از طریق بازیافت تأمین کند و به الگویی برای سایر شهرهای مدیترانهای تبدیل شود.
نظر شما