روش های تصفیه‌ی فاضلاب را میتوانیم به سه دسته‌ی کلی تقسیم کنیم:
- انتقال شیرابه که شامل بازچرخش و تصفیه‌ی مشترک با فاضلاب خانگی می‌باشد
- تصفیه‌ی زیستی که شامل فرآیندهای هوازی و بی‌هوازی می‌باشد
- روش‌های فیزیکی و شیمیایی که شامل مواردی همچون اکسیداسیون شیمیایی، جذب‌سطحی، ترسیب شیمیایی، انعقاد و لخته‌سازی، ته‌نشینی و شناورسازی و هوادهی می‌باشد
ما در ادامه این مقاله بسیار مهم به توضیح این سه دسته از روش های تصفیه فاضلاب خواهیم پرداخت. محتوای این متن باتوجه به شرایط آب و هوایی و جغرافیایی و همچنین هزینه های گزافی که صنایع بزرگ برای مصرف آب صرف میکنند بسیار حائز اهمیت می‌باشد. ما با کسب دانش نوین و جهانی نسبت به مسئله آب و روش های تصفیه فاضلاب میتوانیم به وضعیت و تجارت خود کمکی شایان کنیم.
انتقال شیرابه
انتقال شیرابه که با بازچرخش شیرابه به روی پسماند دفن‌شده، به‌دلیل این‌که یکی از ارزان‌ترین روش‌های دفع شیرابه است، در دهه های گذشته مورد استقبال قرار گرفته است یکی از روش های بسیار رایج تصفیه فاضلاب محسوب میشود.
روش های تصفیه ی زیستی
روش‌های زیستی تصفیه، در مقایسه با روش‌های فیزیکی و شیمیایی عموماً ارزان‌تر بوده و منجر به حذف ترکیبات زیست تخریب‌پذیر، مواد معلق و ترکیبات نیتروژن‌دار می‌گردد. معروف‌ترین این روش‌ها در گذشته، تصفیه‌ی بی هوازی و یا روش‌های هوازی مثل لجن فعال بوده است. از جمله مهم‌ترین روش‌های تصفیه‌ی زیستی فاضلاب، که امروزه کاربرد و ظرفیت گسترده‌ای را در سطح ایران و جهان به خود اختصاص داده است، می‌توان به روش لجن فعال اشاره نمود.
روش‌های تصفیه ی فیزیکی و شیمیایی
روش‌های شیمیایی تصفیه‌ی فاضلاب، با اضافه نمودن مواد شیمیایی و ایجاد واکنش‌های شیمیایی، به تبدیل یا تخریب آلاینده‌های درون فاضلاب می‌پردازند. واحدهای فرآیند شیمیایی تصفیه‌ی فاضلاب معمولاً همراه با واحدهای فیزیکی و بیولوژیک به کار می‌روند و شامل موارد زیر هستند :
فرایند ازن زنی
امروزه یکی از رایج‌ترین روش‌ها در زمینه‌ی تصفیه‌ی پساب و فاضلاب، فرآیند ازن زنی است. زمانی‌که مولکول‌های اکسیژن به‌وسیله‌ی یک منبع انرژی به اتم‌های اکسیژن تجزیه میشوند و متعاقب آن، این اتم‌های اکسیژن با مولکول‌های اکسیژن برخورد میکنند، گاز ناپایدار ازن (O3) تولید میشود که از این گاز می توان برای گندزدایی فاضلاب استفاده نمود. ازن مواد معدنی را به صورت مؤثری اکسید نموده و موجب ته‌نشینی و حذف آن‌ها میشود.
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، به استثنای ازن‌زنی ساده، تلفیقی از اکسیدکننده‌های قوی مثل ازن (O3)، آب اکسیژنه (H2O2)، پرتوتابی فرابنفش، فراصوت، کاتالیست‌های یون‌های فلزات واسطه و یا کاتالیست‌های نوری هستند. طی فرآیند ازن زنی با اکسیداسیون پیشرفته، به‌علت افزودن همزمان آب اکسیژنه و ازن، تجزیه‌ی ازن و تولید رادیکال‌های هیدروکسیل، تسریع میشود. رادیکال‌های هیدروکسیل بیش‌ترین کارایی را در اکسیداسیون ترکیبات آلی دارند، که دلیل این کارایی، پتانسیل بالای اکسیداسیون احیاء رادیکال‌ها و غیرانتخابی بودن اکسیداسیون انواع ترکیبات، توسط رادیکال‌های هیدروکسیل است. تاکنون فرآیند فراصوت به‌عنوان یک روش مؤثر در تصفیه‌ی فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته است.
ته نشینی شیمیایی
ته نشینی شیمیایی، روشی مؤثر در تصفیه‌ی فاضلاب، برای جداسازی ذرات معلق و هرگونه ماده‌ی دیگری است که کیفیت پساب را تحت تأثیر قرار می دهد. در فرآیندهای ته‌نشینی، یون‌های فلزی برای تشکیل رسوب‌های نامحلول، با مواد شیمیایی واکنش داده و رسوب‌های تشکیل‌شده را می‌توان با فرآیندهای رسوب‌زدایی و فیلتراسیون از آب جدا نمود.
فناوری‌های غشایی
فرآیندهای غشایی به‌منظور انجام جداسازی‌های فیزیکی یا فیزیکی-شیمیایی طراحی می‌گردند. اگرچه کاربرد غشاءها عمدتاً بر استفاده از آب استوار است، اما فرآیندهای جداسازی گاز-مایع و گاز-گاز نیز وجود دارند و گرچه این فرآیندها اخیراً توسعه یافته‌اند، اما هنوز به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. فرآیندهای تصفیه‌ی آب و فاضلاب بر اساس غشا شامل میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانو فیلتراسیون، اسمز معکوس و الکترودیالیز میشود.
جذب سطحی
امروزه جذب سطحی به‌عنوان یک روش مؤثر و اقتصادی برای تصفیه‌ی فاضلاب از گونه‌های فلزی شناخته میشود. فرآیند جذب سطحی در چگونگی طراحی و بهره‌برداری انعطاف‌پذیر بوده و در بسیاری از حالات، یک جریان خروجی تصفیه‌شده و با کیفیت بالا تولید می‌نماید. به‌علاوه، از آن جایی که جذب سطحی گاهی اوقات برگشت‌پذیر است، جاذب‌ها را می‌توان با استفاده از فرآیندهای احیاء مناسب، بازسازی نموده و یون‌های فلزی جذب‌شده را نیز جداسازی و بازیابی نمود. مهم‌ترین جاذب در این زمینه کربن فعال است، جاذب‌های کربن فعال، به‌طور گسترده‌ای جهت حذف آلودگی‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علت کارایی خوب آن‌ها در این زمینه، حجم بالای میکروحفره‌ها و مزوحفره‌های موجود در آن‌ها و سطح ویژه‌ی بالای موجود در آن‌ها است. به طور کلی نانولوله‌های کربنی به دو نوع زیر دسته بندی میشوند
- نانولوله های کربنی تک‌دیواره
- نانولوله‌های کربنی چند دیواره
تصفیه الکتروشیمیایی
روش‌های تصفیه الکتروشیمیایی، شامل آبکاری یون‌های فلزی روی سطح یک کاتد بوده و می‌توانند فلزات را در حالت عنصری بازیابی نمایند. مهم‌ترین فناوری‌های مرتبط با این زمینه شامل انعقاد الکتریکی، شناورسازی الکتریکی، و رسوب دهی الکتریکی هستند.
انعقاد و لخته‌سازی
انعقاد و لخته‌سازی فرایندی است که حذف مواد جامد معلق در ابعاد ذرات کلوئیدی را آسان نموده و از این فرایند در آخرین مرحله از جداسازی جامد مایع استفاده می شود. عمل انعقاد در این فرآیند شامل ناپایدارسازی ذرات کلوئیدی با افزودن معرف‌های شیمیایی، به عنوان مواد منعقدکننده است.
شناورسازی شیمیایی و هوادهی
در روش شناورسازی شیمیایی، برای شناور شدن مواد در فاضلاب، از افزودن مواد شیمیایی استفاده می شود. در این حالت که یکی از روش های تصفیه فاضلاب می‌باشد، حباب های هوا به ذرات موجود در فاضلاب بهتر چسبیده و این امر باعث کاهش وزن مخصوص آن‌ها شده و به‌همین جهت، روی سطح فاضلاب شناور می شوند. هوادهی، به‌منظور انتقال اکسیژن به فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب، عریان‌سازی فاضلاب از مواد حلال و زدایش گازهای محلول (نظیر هیدروژن سولفید و آمونیاک) به کار گرفته میشود.
خنثی‌سازی و تنظیم pH
گاهی ممکن است در فرآیندی نیاز باشد pH محیط، اسیدی یا قلیایی شود تا عمل تصفیه به صورت بهتری انجام گیرد. بنابراین در چنین شرایطی برای تنظیم pH و یا خنثی سازی فاضلاب، باید از مواد شیمیایی مختلف و مخصوص، متناسب با کیفیت فاضلاب استفاده شود.
اسمز معکوس
فرآیند عملکرد اسمز معکوس به این صورت است که محلول غلیظ، در معرض فشار بالا قرار داده میشود تا درنتیجه ی آن حلال از بین غشاء نيمه تراوا، به سمت محلول رقیق‌تر حرکت کند. به این ترتیب محلول غلیظ مرتباً غلیظ‌تر شده و از حلال (آب) جدا میشود.
تبادل یون
تبادل یون یک روش مؤثر برای حذف گونه‌های فلزی از فاضلاب است. در این فرآیند به کمک بعضی کاتیون‌های نامطلوب آب با یون‌های سدیم یا هیدروژن و آنیون‌های نامطلوب با یون‌های هیدروکسیل یا کلرید موجود در رزین تعویض میشوند. ترکیبات طبیعی مانند زئولیت‌ها و انواع رزین‌های مصنوعی را می‌توان در این فرآیند مورد استفاده قرار داد.