استخراج مواد مغذی از لجن فاضلاب شهری: تولید کود مایع و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی آن

هدف: اصول اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار بر نیاز حیاتی به مدیریت موثر پسماند، به ویژه لجن فاضلاب شهری، تاکید دارند. اگرچه این لجن اغلب به عنوان یک آلاینده خطرناک در نظر گرفته می شود، اما در واقع یک منبع غنی از مواد مغذی ضروری گیاهی است که فرصتی مهم برای تبدیل آن به یک زیست کود با ارزش فراهم می آورد. این پژوهش با هدف پرداختن به این چالش، به ارائه یک بررسی جامع در مقیاس آزمایشگاهی پرداخته است.روش: در این تحقیق، لجن آبگیری شده از تصفیه خانه فاضلاب شهری تیران تحت هیدرولیز قلیایی قرار گرفت. این فرآیند شامل هضم شیمیایی با استفاده از محلول هیدروکسید سدیم ۰.۲۵ مولار بود. پس از یک دوره هضم کنترل شده، مخلوط سانتریفیوژ شد تا بقایای جامد از بخش مایع غنی از مواد مغذی جدا گردد. کود مایع حاصل، تحت فرآیند مشخصه یابی کامل قرار گرفت تا پتانسیل کشاورزی آن ارزیابی شود. پارامترهای کلیدی فیزیکوشیمیایی (شامل pH، EC، TOC، و غلظت N، P، K)، ریزمغذی ها، فلزات سنگین و پاتوژن های شاخص، در لجن خام و محصول نهایی به دقت اندازه گیری شدند. علاوه بر این، غلظت ریزمغذی ها، فلزات سنگین و پاتوژن های شاخص در هر دو لجن خام و محصول مایع نهایی کمی سازی شدند. در نهایت، با استفاده از اسید سولفوریک برای تنظیم pH بالا و سولفات پتاسیم برای غنی سازی محتوای پتاسیم پایین، یک مرحله پس تصفیه برای بهینه سازی کیفیت کود و ایجاد یک پروفایل مغذی متعادل اجرا شد.نتایج: فرایند هیدرولیز قلیایی موثر عمل کرد و کود مایع با غلظت های بالایی از فسفر و کربن آلی تولید نمود. این اجزاء برای افزایش حاصلخیزی خاک، بهبود ساختار خاک و تحریک فعالیت میکروبی حیاتی هستند. اگرچه غلظت اولیه پتاسیم کمتر از سطح بهینه برای رشد گیاه بود، اما مرحله پس فرآوری آن را به محدوده موردنظر غنی سازی کرد و امکان پذیری تولید یک کود کامل و متعادل را به اثبات رساند. یافته مهم دیگر این پژوهش، غلظت پایین بار میکروبی و فلزات سنگین بود. به طوری که، محصول نهایی ایمنی میکروبی لازم بر مبنای استانداردهای سخت گیرانه کلاس A آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده (U.S. EPA) برای پاتوژن ها را برآورده کرد و بدین ترتیب ایمنی آن برای استفاده نامحدود در کاربردهای کشاورزی تضمین شد.نتیجه گیری: این مطالعه با موفقیت یک راه حل پایدار و موثر برای تبدیل لجن فاضلاب شهری به کود مایع با ارزش افزوده را نشان می دهد. روش توسعه یافته نه تنها یک مسیر ساده برای بازیابی مواد مغذی ارزشمند فراهم می کند، بلکه تولید یک محصول ایمن از نظر محیط زیستی و مفید از نظر کشاورزی را نیز تضمین می نماید. این رویکرد به طور قابل توجهی به توسعه کشاورزی پایدار از طریق بستن چرخه مواد مغذی کمک کرده و یک مدل قابل تکرار برای سیستم های مدیریت پسماند شهری ارائه می دهد که به دنبال انتقال به شیوه های چرخشی تر و کارآمدتر از نظر منابع هستند.

کلیدواژه ها:

توسعه پایدار ، کود مایع ، لجن بیولوژیک ، مدیریت پسماند ، مواد مغذی