در فرآیند تصفیه فاضلاب، بخش بزرگی از مواد آلی، میکروارگانیسم ها و جامدات معلق از جریان فاضلاب جدا شده و به صورت لجن فاضلاب در حوضچه ها و واحدهای مختلف تصفیه خانه تجمع می یابد. این لجن اگرچه در ظاهر یک ماده زائد به نظر می رسد، اما بخش حیاتی از سیستم تصفیه به شمار می آید؛ چراکه شامل مجموعه ای از باکتری ها، ترکیبات آلی و معدنی است که نقش مؤثری در حذف آلودگی دارند.
مدیریت صحیح لجن، یکی از مهم ترین چالش های تصفیه خانه های شهری و صنعتی است. حجم زیاد تولید لجن، بوی نامطبوع، وجود عوامل بیماری زا و فلزات سنگین، سبب می شود که فرآیند تثبیت، آبگیری و دفع لجن از اهمیت زیادی برخوردار باشد.
لجن فاضلاب چیست؟
لجن فاضلاب (Sewage Sludge) ماده ای نیمه جامد است که از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه فاضلاب حاصل می شود. این ماده ترکیبی از آب، مواد آلی، میکروارگانیسم های زنده و مرده، چربی ها، مواد معدنی و جامدات معلق است.
مراحل تشکیل لجن در تصفیه خانه ها
لجن فاضلاب محصول جانبی اجتناب ناپذیر فرآیند تصفیه فاضلاب است. این ماده در اثر جدا شدن ذرات جامد، رشد میکروارگانیسم ها و انجام واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی در بخش های مختلف تصفیه خانه و همچنین سپتیک تانک تشکیل می شود. فرآیند تشکیل لجن را می توان به چند مرحله اصلی تقسیم کرد.
تشکیل لجن در مرحله تصفیه اولیه
در نخستین گام از فرآیند تصفیه فاضلاب، یعنی تصفیه اولیه، هدف اصلی حذف مواد معلق درشت و سنگین از فاضلاب خام است. در این مرحله، فاضلاب ورودی از آشغال گیرها و دانه گیرها عبور می کند تا ذرات بزرگ و غیرقابل تجزیه حذف شوند. پس از آن، جریان وارد حوض ته نشینی اولیه می شود. در این حوض، ذرات معلق به دلیل وزن زیاد خود در کف حوض ته نشین شده و توده ای از مواد نیمه جامد تشکیل می شود که به آن لجن اولیه گفته می شود.
این لجن معمولاً رنگی تیره دارد و شامل ذرات آلی ناپایدار، چربی ها و مواد معدنی سنگین است. درصد جامدات در لجن اولیه معمولاً بین 3 تا 7 درصد متغیر است و حدود 60 تا 70 درصد آن را مواد آلی تشکیل می دهند. لجن اولیه بسیار مستعد فساد بی هوازی است و اگر بلافاصله تثبیت نشود، بوی نامطبوع و گازهای ناخوشایند تولید می کند. بنابراین، در ادامه فرآیند، این لجن معمولاً به واحدهای تغلیظ و هضم منتقل می شود تا پایداری بیشتری پیدا کند.
تشکیل لجن در مرحله تصفیه ثانویه
در تصفیه ثانویه یا بیولوژیکی، میکروارگانیسم ها نقش اصلی را در حذف آلودگی های محلول و مواد آلی فاضلاب بر عهده دارند. در این مرحله، فاضلاب وارد واحدهایی مانند حوض هوادهی می شود تا اکسیژن کافی برای رشد باکتری های هوازی تأمین گردد. این باکتری ها با مصرف مواد آلی، آن ها را به ترکیبات ساده تری مانند دی اکسیدکربن و آب تبدیل می کنند. در طول این فرآیند، میکروارگانیسم ها تکثیر یافته و توده ای از سلول های زنده و مرده به وجود می آورند که به صورت لخته های قهوه ای رنگ در فاضلاب دیده می شوند.
این توده های میکروبی پس از ته نشینی در حوض ته نشینی ثانویه، تشکیل لجن ثانویه را می دهند. لجن ثانویه عمدتاً از سلول های میکروبی و ترکیبات زیستی تشکیل شده و رطوبت آن بسیار بالاست (بیش از 95 درصد). اگر این لجن سریعاً تثبیت یا آبگیری نشود، به دلیل فعالیت میکروارگانیسم ها، به سرعت تجزیه شده و بوی نامطبوعی ایجاد می کند. بخش زیادی از این لجن دوباره به حوض هوادهی بازگردانده می شود تا فرآیند تصفیه ادامه یابد و بخشی نیز برای هضم و تثبیت به واحدهای بعدی منتقل می گردد.
تشکیل لجن در فرآیندهای شیمیایی
در برخی از تصفیه خانه ها، به ویژه در فاضلاب های صنعتی یا سیستم هایی که نیاز به حذف فسفر و فلزات سنگین دارند، از مواد شیمیایی منعقدکننده مانند آلومینیوم سولفات، کلرید فریک یا آهک استفاده می شود. این مواد با ترکیبات محلول واکنش داده و باعث لخته سازی و ته نشینی آن ها می شوند. در نتیجه، نوع دیگری از لجن به نام لجن شیمیایی تشکیل می شود.
لجن شیمیایی معمولاً دارای درصد بالایی از مواد معدنی است و غلظت مواد آلی آن نسبت به لجن های اولیه و ثانویه کمتر است. یکی از ویژگی های مثبت این نوع لجن، قابلیت آبگیری بهتر آن است، اما به دلیل احتمال وجود ترکیبات فلزی و سمی، دفع آن باید با رعایت اصول زیست محیطی انجام گیرد. معمولاً این لجن ها در کنار سایر لجن ها به واحد تغلیظ منتقل شده و پس از پایدارسازی، دفن یا سوزانده می شوند.
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی لجن فاضلاب
لجن فاضلاب حاصل فرآیندهای مختلف تصفیه در تصفیه خانه و پکیج تصفیه فاضلاب است و ترکیبی از مواد آلی، معدنی و میکروارگانیسم ها به شمار می آید. شناخت ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن اهمیت زیادی در انتخاب روش های مناسب برای تغلیظ، تثبیت، آب گیری و دفع دارد.
ویژگی های فیزیکی مانند رطوبت بالا، چسبندگی و چگالی، بر سهولت حمل و خشک سازی تأثیر می گذارند، در حالی که ویژگی های شیمیایی همچون میزان مواد آلی، نیتروژن، فسفر و فلزات سنگین، کیفیت و قابلیت استفاده مجدد از لجن را تعیین می کنند. بررسی این خصوصیات کمک می کند تا فرآیندهای تصفیه و مدیریت لجن به صورت مؤثرتر و پایدارتر انجام شوند.
ویژگی های فیزیکی لجن فاضلاب
ویژگی های فیزیکی لجن شامل خصوصیات ظاهری و قابل اندازه گیری آن است که بر رفتار لجن در فرآیندهای مختلف تصفیه، تغلیظ، هضم و آب گیری تأثیر مستقیم دارد.
- درصد رطوبت و مواد جامد: یکی از مهمترین ویژگی های فیزیکی لجن، میزان آب موجود در آن است. لجن خام معمولاً بین 93 تا 99 درصد آب دارد و تنها 1 تا 7% آن را مواد جامد تشکیل می دهند. در لجن های اولیه، درصد جامدات بین 3 تا 7 درصد و در لجن های ثانویه حدود 0.5 تا 2 درصد است. پس از تغلیظ یا آب گیری، این مقدار افزایش می یابد و گاهی تا 30 درصد نیز می رسد. میزان بالای رطوبت باعث افزایش حجم لجن و دشواری در حمل ونقل و دفع آن می شود.
- چگالی و وزن مخصوص: چگالی لجن معمولاً بین 1.01 تا 1.05 گرم بر سانتی متر مکعب است و کمی بیشتر از آب می باشد. وزن مخصوص بالاتر نشان دهنده ی غلظت زیاد مواد معدنی یا ذرات معلق است. این ویژگی در طراحی حوض های ته نشینی و تجهیزات مکانیکی آب گیری بسیار مؤثر است.
- ویسکوزیته (گرانروی): ویسکوزیته یا چسبندگی لجن به غلظت جامدات و دما بستگی دارد. هرچه غلظت مواد جامد بیشتر باشد، ویسکوزیته افزایش یافته و جریان پذیری کاهش می یابد. لجن با ویسکوزیته بالا در پمپاژ، اختلاط و هوادهی مشکلات بیشتری ایجاد می کند.
- رنگ و بو: رنگ لجن بسته به نوع و مرحله تصفیه متفاوت است. لجن اولیه معمولاً قهوه ای تیره یا خاکستری است، در حالی که لجن ثانویه قهوه ای روشن تر می باشد. در صورت عدم تثبیت، لجن به سرعت دچار فساد بی هوازی می شود و بوی تند و ناخوشایند سولفید هیدروژن یا آمونیاک از آن متصاعد می گردد. لجن هضم شده معمولاً بوی خفیف تر و رنگ یکنواخت تری دارد.
- بافت و حالت فیزیکی: لجن در حالت خام، ماده ای نیمه مایع و چسبناک است که به سختی آب خود را از دست می دهد. در مراحل پیشرفته تر مانند تغلیظ، آب گیری یا خشک سازی، به تدریج به حالت نیمه جامد یا جامد درمی آید. ساختار فیزیکی آن به ترکیب مواد آلی، معدنی و نوع فرآیند تصفیه بستگی دارد.
- دما: دمای لجن معمولاً نزدیک به دمای فاضلاب ورودی است و بین 15 تا 30 درجه سانتیگراد متغیر است. در فرآیندهای هضم بی هوازی، بسته به نوع سیستم، دما ممکن است به 35 تا 55 درجه سانتی گراد نیز برسد. دما تأثیر زیادی بر سرعت واکنش های بیولوژیکی و تجزیه مواد آلی دارد.
ویژگی های شیمیایی لجن فاضلاب
ویژگی های شیمیایی لجن، بیانگر ترکیب عناصر و ترکیبات موجود در آن است. شناخت این ویژگی ها برای تعیین روش تثبیت، دفع یا استفاده مجدد از لجن بسیار ضروری است.
- ترکیب مواد آلی و معدنی: لجن فاضلاب ترکیبی از مواد آلی و معدنی است. مواد آلی شامل پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، سلول های میکروبی و ترکیبات نیتروژن دار می شوند. درصد مواد آلی معمولاً بین 50 تا 70 درصد از کل مواد جامد خشک است. مواد معدنی شامل ذرات خاک، شن، فلزات، فسفات ها، سولفات ها و نمک های معدنی هستند. نسبت بین مواد آلی و معدنی تعیین کننده پایداری و ارزش سوختی یا کشاورزی لجن است.
- مقدار نیتروژن و فسفر: لجن فاضلاب غنی از مواد مغذی به ویژه نیتروژن (به صورت آلی یا آمونیاکی) و فسفر (به شکل فسفات) است. این عناصر نقش مهمی در استفاده از لجن به عنوان کود آلی دارند. غلظت نیتروژن کل معمولاً بین 2 تا 6 درصد وزن خشک و فسفر بین 1 تا 4 درصد متغیر است.
- مقدار کربن آلی و نسبت C/N:
نسبت کربن به نیتروژن (C/N ratio) از شاخص های مهم در فرآیند هضم لجن است. نسبت مناسب C/N معمولاً بین 10 تا 15 است. اگر این نسبت خیلی زیاد باشد، فعالیت میکروارگانیسم ها کند می شود و اگر خیلی پایین باشد، ممکن است تولید آمونیاک افزایش یابد و تعادل سیستم به هم بخورد. - حضور فلزات سنگین و ترکیبات سمی: در فاضلاب های شهری و صنعتی، لجن ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی از فلزات سنگین مانند سرب (Pb)، کادمیوم (Cd)، جیوه (Hg)، نیکل (Ni)، روی (Zn) و مس (Cu) باشد. وجود این فلزات در لجن می تواند مانع استفاده کشاورزی از آن شود و در صورت عدم کنترل، خطر آلودگی خاک و آب های زیرزمینی را به همراه دارد.
- میزان pH (اسیدیته): pH لجن بسته به نوع فاضلاب و فرآیند تصفیه بین 6 تا 8.5 متغیر است. در مراحل هضم بی هوازی، کاهش بیش از حد pH (زیر 6) می تواند فعالیت باکتری های متانوژن را مختل کرده و فرآیند تولید گاز متان را کاهش دهد. حفظ تعادل اسیدیته برای عملکرد مناسب سیستم های بیولوژیکی بسیار حیاتی است.
- ظرفیت تبادل یونی و مواد محلول: لجن به دلیل دارا بودن مواد کلوئیدی و سطح فعال زیاد، دارای ظرفیت بالایی برای جذب و تبادل یون ها است. این ویژگی موجب می شود لجن بتواند فلزات سنگین یا ترکیبات فسفردار را جذب کند، اما در عین حال باعث پیچیدگی در فرآیند آب گیری می شود.
- پایداری بیوشیمیایی: پایداری شیمیایی و بیوشیمیایی لجن نشان دهنده میزان تجزیه پذیری آن است. لجن خام معمولاً ناپایدار است و در صورت نگهداری، دچار فساد بی هوازی می شود. در مقابل، لجن هضم شده یا تثبیت شده، از نظر شیمیایی پایدار است و تولید بو یا گاز در آن به حداقل می رسد.
فرآیندهای تثبیت و کاهش حجم لجن فاضلاب
لجن تولیدشده در تصفیه خانه های فاضلاب حاوی مقدار زیادی مواد آلی ناپایدار، میکروارگانیسم های زنده، ترکیبات بودار و رطوبت بالاست. این ویژگی ها باعث می شوند لجن به سرعت دچار فساد، تولید بو و رشد عوامل بیماری زا شود. به همین دلیل، پیش از دفع یا استفاده مجدد از آن، لازم است فرآیندهایی برای تثبیت و کاهش حجم لجن انجام گیرد. هدف از این فرآیندها، تبدیل لجن ناپایدار به ماده ای پایدار، بی بو و کم حجم است که از نظر بهداشتی و زیست محیطی ایمن باشد.
فرآیندهای تثبیت لجن
تثبیت لجن به مجموعه ای از فرآیندها گفته می شود که در آن، مواد آلی تجزیه پذیر و میکروارگانیسم های فعال موجود در لجن، به ترکیبات پایدارتر تبدیل می شوند. این کار باعث کاهش بو، توقف فعالیت میکروبی و افزایش ایمنی لجن می شود. تثبیت می تواند به روش های بیولوژیکی، شیمیایی یا حرارتی انجام گیرد.
- تثبیت بی هوازی: در این روش، لجن در مخازنی بسته و بدون حضور اکسیژن قرار می گیرد تا میکروارگانیسم های بی هوازی مواد آلی را تجزیه کنند. نتیجه ی این فرآیند، تولید گاز متان و دی اکسیدکربن و کاهش چشمگیر بوی نامطبوع و بار آلی لجن است. دمای هضم معمولاً بین 35 تا 55 درجه سانتیگراد تنظیم می شود. مزیت این روش، تولید انرژی (گاز متان) و کاهش حجم لجن تا حدود 50 درصد است.
- تثبیت هوازی: در روش تثبیت هوازی، با تزریق اکسیژن به لجن، میکروارگانیسم های هوازی مواد آلی را اکسید کرده و به دی اکسیدکربن، آب و زیست توده جدید تبدیل می کنند. این فرآیند ساده تر و سریع تر از نوع بی هوازی است، اما انرژی بیشتری برای هوادهی نیاز دارد. این روش معمولاً برای تصفیه خانه های کوچک یا لجن با حجم کم به کار می رود.
- تثبیت شیمیایی: در این روش از مواد شیمیایی مانند آهک (CaO) برای بالا بردن pH لجن استفاده می شود. افزایش pH موجب از بین رفتن باکتری های بیماری زا، کاهش بو و جلوگیری از تجزیه بی هوازی می گردد. تثبیت شیمیایی روشی سریع و مؤثر است اما هزینه مواد شیمیایی و افزایش حجم لجن از معایب آن محسوب می شود.
- تثبیت حرارتی: در تثبیت حرارتی، لجن تا دماهای بالا (بین 70 تا 180 درجه سانتی گراد) حرارت داده می شود. این فرآیند علاوه بر نابودی کامل میکروارگانیسم ها، باعث تجزیه مواد آلی و کاهش چشمگیر بوی لجن می شود. لجن حاصل از این روش کاملاً بهداشتی است، اما مصرف انرژی بالایی دارد و برای تصفیه خانه های بزرگ مقرون به صرفه تر است.
فرآیندهای کاهش حجم لجن
کاهش حجم لجن یکی از مهم ترین اهداف در مدیریت فاضلاب است، زیرا لجن به صورت خام دارای آب زیاد و حجم بالاست. با حذف بخش قابل توجهی از رطوبت و مواد آلی، می توان هزینه های حمل ونقل، ذخیره و دفع را کاهش داد. مراحل اصلی کاهش حجم عبارت اند از:
- تغلیظ: در مرحله تغلیظ، بخش زیادی از آب آزاد لجن جدا می شود و غلظت جامدات افزایش می یابد. این کار معمولاً با استفاده از حوض ته نشینی، شناورسازی با هوای فشرده یا فیلترهای مکانیکی انجام می شود. در نتیجه، حجم لجن تا 4 یا 5 برابر کاهش می یابد.
- آب گیری: در این مرحله، لجن تغلیظ شده وارد تجهیزات مکانیکی مانند فیلترپرس، سانتریفیوژ یا کمربند فیلترپرس می شود تا آب باقیمانده از آن جدا گردد. هدف، کاهش رطوبت تا حدود 60 تا 80 درصد است. این کار لجن را به حالت نیمه جامد تبدیل کرده و حمل و دفن آن را آسان تر می کند.
- خشک سازی: در خشک سازی، لجن در معرض هوای آزاد یا حرارت مصنوعی قرار می گیرد تا رطوبت آن به کمتر از 10 درصد برسد. این کار معمولاً در بسترهای شنی، خشک کن های حرارتی یا خورشیدی انجام می شود. لجن خشک شده قابل سوزاندن، ذخیره سازی طولانی مدت یا استفاده به عنوان کود آلی است.
- هضم بی هوازی و هوازی: فرآیندهای هضم علاوه بر تثبیت، موجب کاهش حجم لجن نیز می شوند. در این فرآیندها، بخش زیادی از مواد آلی ناپایدار تجزیه شده و به گاز یا سلول های جدید تبدیل می شود، در نتیجه حجم نهایی لجن به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.
روش های آبگیری لجن
بعد از تثبیت و کاهش حجم اولیه لجن، مرحله بعدی آبگیری است که هدف آن کاهش رطوبت لجن و افزایش درصد مواد جامد آن می باشد. آبگیری لجن باعث کاهش حجم، سهولت حمل و نقل و آماده سازی آن برای دفع یا استفاده مجدد می شود. روش های متداول آبگیری شامل:
- سانتریفیوژ: در این روش، لجن تحت نیروی گریز از مرکز قرار می گیرد تا آب آزاد از مواد جامد جدا شود. سانتریفیوژ برای لجن های با غلظت پایین تا متوسط مناسب است و درصد جامدات خروجی معمولاً 20 تا 30 درصد است.
- فیلتر پرس: لجن تحت فشار بین صفحات فیلتر پرس قرار می گیرد و آب از طریق فیلتر جدا می شود. این روش درصد جامدات بالاتری نسبت به سانتریفیوژ ایجاد می کند و برای حجم های متوسط تا زیاد مناسب است.
- کمربند فیلتر: لجن روی تسمه های صافی حرکت داده می شود و با اعمال فشار تدریجی، آب آن گرفته می شود. این روش برای تصفیه خانه های متوسط تا بزرگ مقرون به صرفه و کارآمد است.
- ته نشینی مکانیکی و شناورسازی: در برخی سیستم ها، آبگیری به کمک ته نشینی ثقلی یا شناورسازی با هوای فشرده انجام می شود، که بیشتر برای پیش تغلیظ لجن کاربرد دارد.
هدف نهایی آبگیری، افزایش درصد جامدات لجن به 20 تا 30 درصد و آماده سازی آن برای مرحله خشک سازی یا دفع است.
روش های خشک سازی لجن
پس از آبگیری، لجن هنوز حاوی رطوبت قابل توجهی است که باید کاهش یابد تا حجم آن کمتر شود و نگهداری یا حمل آن آسان گردد. خشک سازی می تواند به دو صورت طبیعی یا مکانیکی/حرارتی انجام شود.
- خشک سازی خورشیدی یا طبیعی: لجن روی بسترهای باز یا صفحات شیب دار قرار می گیرد تا تحت تابش مستقیم خورشید و جریان هوا رطوبت آن تبخیر شود. این روش ساده و کم هزینه است، اما زمان بر بوده و به شرایط اقلیمی مناسب نیاز دارد.
- خشک کن های حرارتی: در این روش، لجن در خشک کن های مکانیکی یا تونلی با دمای بالا حرارت داده می شود تا رطوبت آن کاهش یابد. این روش سریع تر است و قابلیت کنترل بهتری دارد، اما مصرف انرژی بالایی دارد.
- خشک سازی با هوا یا بخار: در برخی سیستم های صنعتی، جریان هوای گرم یا بخار برای خشک کردن لجن استفاده می شود و درصد جامدات نهایی می تواند تا 90 درصد برسد.
خشک سازی علاوه بر کاهش حجم، به جلوگیری از فساد و بوی نامطبوع و تسهیل در دفع یا استفاده مجدد لجن کمک می کند.
روش های دفع لجن
پس از تثبیت، آبگیری و خشک سازی، لجن آماده مرحله نهایی یعنی دفع یا بازیافت است. روش های دفع لجن به ترکیب شیمیایی، نوع فاضلاب و استانداردهای محیط زیستی بستگی دارد.
- سوزاندن لجن: لجن خشک را می توان در مشعل ها یا کوره های صنعتی سوزاند تا حجم آن به حداقل برسد و انرژی حرارتی نیز تولید شود. این روش برای لجن آلوده به فلزات سنگین یا مواد خطرناک مناسب است.
- دفن بهداشتی: لجن پایدار و خشک شده می تواند در محل های دفن بهداشتی مدرن دفن شود. این روش نیازمند رعایت استانداردهای محیط زیستی برای جلوگیری از آلودگی خاک و آب های زیرزمینی است.
انتخاب روش مناسب دفع لجن، بستگی به میزان مواد آلی، درصد رطوبت، ترکیب فلزات سنگین و الزامات قانونی و محیط زیستی دارد.
کاربردهای لجن تصفیه شده
لجن تصفیه شده که پس از فرآیندهای تثبیت، هضم، آبگیری و خشک سازی به دست می آید، دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی پایدار، درصد بالای مواد آلی و مواد مغذی و بوی کم است. این خصوصیات موجب می شود که لجن تصفیه شده کاربردهای متنوعی در حوزه کشاورزی، صنعت و انرژی داشته باشد.
- استفاده در کشاورزی به عنوان کود آلی: یکی از مهم ترین کاربردهای لجن تصفیه شده، استفاده به عنوان کود آلی طبیعی در کشاورزی است. لجن غنی از مواد مغذی مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم است که برای رشد گیاهان ضروری هستند. این نوع استفاده باعث کاهش مصرف کودهای شیمیایی، بهبود ساختار خاک، افزایش ظرفیت نگهداری آب و تقویت فعالیت میکروبی خاک می شود. با این حال، قبل از استفاده، لجن باید از نظر وجود فلزات سنگین و پاتوژن ها کنترل شود تا سلامت خاک و محصولات کشاورزی تضمین گردد.
- تولید انرژی و بیوگاز: لجن تصفیه شده، به ویژه لجن حاصل از هضم بی هوازی، می تواند به عنوان منبع تولید بیوگاز مورد استفاده قرار گیرد. در این فرآیند، مواد آلی موجود در لجن توسط میکروارگانیسم های بی هوازی تجزیه شده و گاز متان تولید می شود. بیوگاز تولیدشده را می توان برای تولید برق، گرمایش یا سوخت صنعتی به کار برد. این کاربرد علاوه بر کاهش حجم لجن، بهینه سازی مصرف انرژی در تصفیه خانه را نیز به همراه دارد.
- تولید کمپوست و خاک افزار: لجن تصفیه شده می تواند با مواد آلی دیگر مانند پسماندهای گیاهی و خاک اره ترکیب شده و کمپوست یا خاک افزار باکیفیت تولید کند. این محصول غنی از مواد مغذی و کربن آلی است و می تواند در باغبانی، فضای سبز شهری و زمین های کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. تولید کمپوست علاوه بر بازیافت لجن، مشکلات دفع و بوی آن را کاهش می دهد.
- استفاده صنعتی: لجن تصفیه شده در برخی صنایع نیز کاربرد دارد. برای مثال، در تولید آجر و بلوک ساختمانی، سیمان، کودهای صنعتی و سوخت های جامد می توان از لجن خشک شده استفاده کرد. در این کاربردها، مواد آلی لجن باعث بهبود خواص محصول و کاهش مصرف انرژی یا مواد اولیه می شود.
چالش ها و مسائل زیست محیطی مرتبط با لجن
لجن فاضلاب به عنوان یکی از محصولات جانبی تصفیه خانه فاضلاب، اگر به درستی مدیریت نشود، می تواند تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامت انسان ها ایجاد کند. این چالش ها ناشی از ترکیب پیچیده لجن، محتوای بالای مواد آلی، رطوبت زیاد و احتمال وجود ترکیبات سمی و میکروارگانیسم های بیماری زا هستند.
- آلودگی خاک و آب های زیرزمینی: لجن تصفیه نشده یا تثبیت نشده می تواند فلزات سنگین (مانند سرب، کادمیوم، جیوه و نیکل)، ترکیبات شیمیایی صنعتی و مواد مغذی را به خاک و آب های زیرزمینی منتقل کند. این آلودگی ها باعث کاهش کیفیت آب آشامیدنی، تغییر ویژگی های خاک و آسیب به اکوسیستم های طبیعی می شوند.
- انتشار بو و گازهای نامطبوع: لجن خام و ناپایدار هنگام انباشته شدن یا نگهداری طولانی مدت، به دلیل تجزیه بی هوازی مواد آلی، بوی تند و ناخوشایند تولید می کند. گازهای ناشی از این فرآیند، شامل سولفید هیدروژن، آمونیاک و متان هستند که علاوه بر ایجاد ناراحتی برای ساکنان مناطق اطراف، می توانند خطر انفجار و مسمومیت نیز داشته باشند.
- انتشار میکروارگانیسم های بیماری زا: لجن فاضلاب حاوی میکروارگانیسم های مختلف، باکتری ها، ویروس ها و انگل های بیماری زا است. در صورت عدم تثبیت و مدیریت صحیح، این عوامل می توانند به خاک، آب و محصولات کشاورزی منتقل شوند و خطر شیوع بیماری های انسانی و حیوانی را افزایش دهند.
- تولید گازهای گلخانه ای: لجن تصفیه نشده یا ذخیره شده در محیط باز، در اثر تجزیه بی هوازی، گازهایی مانند متان و دی اکسیدکربن تولید می کند که جزو گازهای گلخانه ای بوده و به تغییرات اقلیمی و گرمایش زمین کمک می کنند.
- مشکلات ناشی از رطوبت و حجم بالا: لجن خام دارای رطوبت بسیار بالاست و حجم زیادی را اشغال می کند. نگهداری و حمل و نقل لجن پرآب باعث افزایش هزینه ها، نیاز به فضای زیاد و خطر نشت مواد آلوده به محیط می شود. این مسأله در تصفیه خانه های بزرگ و شهرهای پرجمعیت به یک چالش عملیاتی جدی تبدیل می شود.
- تجمع و رسوب فلزات سنگین و مواد سمی: لجن صنعتی و حتی بخشی از لجن شهری ممکن است حاوی فلزات سنگین، ترکیبات نفتی، مواد شیمیایی و ترکیبات آلی مقاوم باشد. دفن یا استفاده نامناسب این نوع لجن می تواند موجب تجمع فلزات سنگین در خاک و مواد غذایی شود و سلامت انسان و حیوان را تهدید کند.
- چالش های قانونی و استانداردهای محیط زیستی: مدیریت لجن فاضلاب تحت قوانین سختگیرانه زیست محیطی قرار دارد. تخطی از استانداردهای مربوط به فلزات سنگین، مواد آلی، پاتوژن ها و رطوبت، می تواند منجر به جریمه، تعطیلی تصفیه خانه یا آسیب به محیط زیست شود. رعایت این مقررات نیازمند فرآیندهای پیشرفته تثبیت، آبگیری، خشک سازی و دفن ایمن است.
