کاربردهای بیوتکنولوژی محیط زیستی در فرآیندهای بیولوژیکی حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب

ورود ترکیبات نیتروژن و فسفر به منابع آبی از مهمترین چالشهای زیست محیطی جهان امروز است که با ایجاد پدیده یوتریفیکاسیون کاهش اکسیژن محلول و مرگ و میر آبزیان، کیفیت اکوسیستمهای آبی را به شدت تهدید می کند. در این میان بیوتکنولوژی محیط زیستی با ارائه روشهای پایدار و نوآورانه به عنوان جایگزینی موثر برای فناوریهای فیزیکی و شیمیایی پرهزینه و پر مصرف مطرح شده است. این مطالعه به بررسی جامع فرآیندهای بیولوژیکی پیشرفته در حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب می پردازد. فناوریهای نوینی چون اکسیداسیون بی هوازی آمونیاک (Anammox)، نیتریفیکاسیون جزئی، دنیتریفیکاسیون اتوتروف و سامانه های هیبریدی جلبکی، باکتریایی با تکیه بر متابولیسم میکروارگانیسم ها موجب کاهش مصرف انرژی، کاهش نیاز به مواد شیمیایی و تولید حداقل لجن می شوند. همچنین کاربرد ریز جلبک ها، لجن فعال گرانولی (AGS) و بیورآکتورهای غشایی MBR، امکان حذف پیشرفته فسفر و همزمان تولید زیست توده های ارزشمند برای بازیابی به عنوان کود یا سوخت زیستی را فراهم می آورد. یافته های این تحقیق بیانگر آن است که ادغام این فناوری های زیستی در قالب سیستم های ترکیبی و هوشمند ضمن بهبود کارایی حذف ترکیبات مغذی، می تواند به کاهش اثرات زیست محیطی و افزایش پایداری عملیات تصفیه کمک کند. با وجود چالش هایی چون هزینه های سرمایه گذاری بالا، کنترل دقیق شرایط فرآیندی و مدیریت لجن، توسعه سامانه های هوشمند مبتنی بر حسگرهای پیشرفته و الگوریتم های یادگیری ماشین، مسیر بهینه سازی عملکرد و ارتقای انعطاف پذیری سیستم ها را هموار ساخته است. به طور کلی، بهره گیری از بیوتکنولوژی محیط زیستی و یکپارچه سازی رویکردهای زیستی و فناورانه، افقی نو در حفاظت از منابع آبی و تحقق اهداف توسعه پایدار ترسیم می کند.

کلیدواژه ها:

بیوتکنولوژی محیط زیستی ، فرآیندهای بیولوژیکی ، تصفیه فاضلاب ، مدیریت پایدار ، حذف نیتروژن و فسفر