بررسی ویژگیهای آب خاکستری و روشهای بازیابی آن

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و یکم، شماره دوازدهم، اسفند  ماه 98

بررسی ویژگی­های آب خاکستری و روش­های بازیابی آن

مسعود رضائی^1*

  masrezaee@ut.ac.ir

محمدحسین صراف­زاده²

چکیده

زمینه و هدف: آب خاکستری به فاضلاب تولیدی خانگی از روشویی، حمام، ماشین لباس­شویی و آشپزخانه­ها اطلاق می­گردد که در مبدأ از فاضلاب دست­شویی و توالت تفکیک شده­­ باشد. در یک طبقه­بندی می­توان فاضلاب ناشی از حمام و روشویی­ها را آب خاکستری روشن و فاضلاب ناشی از آشپزخانه و ماشین لباسشویی­ها را آب خاکستری تیره نام ­نهاد. طی سالیان اخیر مطالعات گسترده­­ای بر روی سیستم­های تصفیه آب خاکستری صورت پذیرفته است.

روش بررسی: در این مطالعه سعی گردیده با استفاده از مطالعات قبلی، کیفیت آب خاکستری مورد بررسی قرار گیرد، سپس نگاهی به استانداردهای بازگردانی آب جهت مصارف مختلف شده است و در پایان مروری بر فرآیندهای نوین تصفیه آب خاکستری و مزایا و محدودیت­هایشان گردیده است.

یافته­ها و نتایج: براساس این بررسی می­توان نتیجه­گیری نمود که کیفیت آب خاکستری تولیدی بسیار متغیر و کاملاً وابسته به منبع تولید می­باشد. تصفیه­های فیزیکی، راندمان حذف محدودی بر روی آب خاکستری دارند، لذا غالباً برای آب خاکستری روشن توصیه می­شوند. روش­های تصفیه شیمیایی، توانایی حذف مواد جامد معلق، پاتوژن­ها و سورفکتانت­ها را دارند، لکن در حذف کامل BOD ناتوان هستند. تصفیه­های زیستی راندمان مطلوبی برای تصفیه آب خاکستری دارند، اما عدم تعادل مواد مغذی به عنوان یک عامل محدودکننده در این سیستم­ها وجود خواهد داشت.

نتیجه‌گیری: در مجموع ترکیب فرایندهای زیستی هوازی و پیش­تصفیه فیزیکی و ضدعفونی به عنوان اقتصادی­ترین راه جهت تصفیه آب خاکستری با بار آلودگی بالا توصیه می­گردد.

واژه­های کلیدی: آب خاکستری، استاندارد، بازیافت آب، ویژگی­های فیزیکوشیمیایی، ویژگی­های میکروبیولوژی

A Review of Greywater Characteristics and Treatment Methods

Masood Rezaee¹*

masrezaee@ut.ac.ir

Mohammad Hossein Sarrafzadeh²

Abstract

Introduction: Greywater (GW) is defined as wastewater from kitchen, bath and laundry excluding streams from toilets. GW can be classified as either low-load GW (excluding kitchen and laundry) or high-load GW (including kitchen and/or laundry). In recent years many studies have been carried out on GW treatment.

Method: This review provides information on the GW characteristics, existing guidelines for wastewater reuse and the present state of art in GW treatment as well as their advantages and limitations.

Result: This article revealed that GW quality is highly variable and dependent on the source of production. Physical processes have been shown to achieve only a limited treatment of the GW, therefore the use of these methods alone is recommended in the low strength GW. The chemical treatments were reported to provide good removal of the suspended solids, pathogens and surfactants in the low strength grey water but could not efficiently remove the BOD. Biological processes achieved good general treatment of GW, but the nutrient imbalance of GW limits the performance of these systems.

Conclusion: However, the combination of aerobic biological process with physical pretreatment and disinfection is recommended in the high strength GW as the most economical solution.

Keywords: Grey water, Microbiological Characteristics, Physicochemical Characteristics, Standard, Water Reuse

 مقدمه

آب خاکستری معمولاً به فاضلاب تولیدی از روشویی، حمام، ماشین لباس­شویی و آشپزخانه­ها اطلاق می­گردد که در مبدأ از فاضلاب دست­شویی و توالت تفکیک شده­باشد، هرچند در بعضی از مطالعات پساب تولیدی آشپزخانه­ها به­واسطه بار آلی بالا در دسته­بندی آب خاکستری قرار نگرفته است. آب خاکستری براساس نوع استفاده در کشورهای گوناگون 30% تا 80% فاضلاب تولیدی را شامل می­شود. امروزه به واسطه بارمیکروبی پایین آب خاکستری، تصفیه و بازیافت آن در جهان مخصوصاً در کشورهایی که با بحران آبی روبه­رو می­باشند، مورد توجه جدی قرار گرفته است. بازیافت آب خاکستری علاوه بر ایجاد یک منبع جایگزین برای مصارفی نظیر فلاش­تانک­ها و آبیاری موجب کاهش بار ورودی به تصفیه­خانه­های فاضلاب و کاهش هزینه­های انتقال می­گردد. تا سال 2005 بیش از 3000 پروژه بازیافت آب در جهان در حال بررسی بود که اکثر این پروژه­ها در ژاپن (1800 پروژه)، آمریکا (450 پروژه) و استرالیا (300) صورت پذیرفت. طی یک بررسی نشان داده شد، در صورت اجرای طرح­های بازگردانی آب بین 1 تا 17% در مصرف آب تازه در کشورهای عضو اتحادیه اروپا صرفه­جویی رخ خواهد داد]1[. جدول (1) کاربردهای مختلف آب بازگردانی­شده را براساس دسته­بندی­های مختلف نشان داده­است.

جدول 1- کاربردهای مختلف آب بازیافتی در جهان ]1[

Table 1- Different applications of recycled water in the world

ویژگی­های کیفی آب خاکستری

ویزگی­های کیفی آب خاکستری کاملاً وابسته به پارامترهای متعددی نظیر تعداد ساکنین، توزیع سنی ساکنین، سبک زندگی، رفتارهای فرهنگی-اجتماعی، الگوی مصرف آب، نوع و مقدار مصرف مواد شیمیایی (نظیر شامپو، خمیردندان و . . .) می­باشد. قیتیداک و یاداف (2013) با بررسی آب خاکستری در کشورهای مختلف نتیجه­گیری نمودند که کشورهای کم­درآمد درمقایسه با کشورهای با درآمد بالا دارای آب خاکستری با بار آلودگی بالاتری هستند]2[، به­گونه­ای که متوسط COD در زاغه­های شهرها بیش از g/l 2 خواهد بود که می­توان آن را به تولید حجم کم­تر آب خاکستری دراین مناطق مرتبط دانست]3[. پساب حمام حاوی شامپو، صابون و چربی­های پوست و مو می­باشد، پساب ماشین لباس­شویی دارای قلیاییت، کدورت و دمای بالا و حاوی غلظت بالای مواد شیمیایی (مانند سدیم، فسفر، نیتروژن و سورفکتانت­ها)، فیبرهای غیرتجزیه­پذیر پوشاک، حلال­ها، سفیدکننده­ها و مواد روغنی است. هم­چنین پساب سینک آشپزخانه و ماشین­های ظرف­شویی غالباً دارای بارآلی بالا و حاوی ذرات مواد غذایی، مواد روغنی، چربی و دترجنت­هاست]2[. از طرفی مطالعات نشان ­می­دهد حتی در یک منبع مشخص (مانند حمام) نیز ویژگی­های کیفی نظیر BOD در نمونه­های متعدد، تغییرات وسیعی را مشخص می­کند. این تغییرات تا حدی است که دربرخی نمونه­ها BOD آب خاکستری خروجی کاملاً مشابه یک فاضلاب شهری بسیار آلوده و در برخی نمونه­های دیگر شبیه خروجی تصفیه­خانه فاضلاب می­باشد]4[. در یک طبقه­بندی فاضلاب ناشی از حمام و روشویی­ها آب خاکستری روشن و فاضلاب ناشی از آشپزخانه و ماشین لباسشویی­ها آب خاکستری تیره نام گرفته است]5[. معمولاً آب خاکستری تیره به واسطه وجود دترجنت­ها دارای قلیاییت بالاتری در مقایسه با آب خاکستری روشن می­باشد. آب خاکستری تولیدی در سینک آشپزخانه معمولاً دارای مواد آلی تجزیه­پذیر بالایی است، لذا BOD را بالا خواهد برد. این درحالیست که معمولاً COD بالا به وجود دترجنت­ها در آب خاکستری ماشین­لباسشویی­ها نسبت داده می­شود. مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) در آب خاکستری روشن در مقایسه با فاضلاب توالت­ها بسیار کم­تر است، لکن در آب خاکستری ماشین لباس­شوییها به علت وجود دترجنت­ها مواد مغذی (فسفر) بیش­تری وجود دارد]6[. جدول (2) خواص فیزیکوشیمیایی آب خاکستری براساس منبع تولید را نشان می­دهد. آلودگی میکروبی آب
خاکستری امری متداول است، لذا احتمال انتقال پاتوژن­ها به آب خاکستری وجود دارد، تغییرات ویژگی­های میکروبی در آب خاکستری بسیار وسیع است، این مقدار بین صفر تا 8 log10 CFU/100 ml در نمونه­های مختلف متغیر می­باشد (جدول 3).

 استاندارد بازیافت آب خاکستری

یکی از محدودیت­های اصلی بازیافت آب خاکستری، نبود استاندارد مشخص بین المللی در این زمینه است. در واقع میزان تماس انسان و ارتباط آن با آب بازیافتی تعیین کننده استانداردهای لازم خواهد بود. این تماس می­تواند به طور تماس مستقیم یا از طریق مصرف میوه­ها و سبزیجات آبیاری شده با آب خاکستری باشد. جدول (4) استاندارد بازیافت آب خاکستری را در کشورهای مختلف نشان می­دهد، همان­طور که در جدول نشان داده شده­است، آب بازیافتی می­تواند در مصارف گوناگون (فلاش تانک، آبیاری و . . .) به کار رود و لذا نیازمند استانداردهای مجزا در هرنوع مصرف می­باشد. استانداردها و راهنماهای محدودی جهت آب بازیافتی در کشورهای مختلف ارایه شده است، که بعضاً دارای تفاوت­های زیادی هستند؛ هم­چنین قوانین کمی در این زمینه وجود دارد. سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 2006 راهنمای بازگردانی آب خاکستری جهت استفاده در آبیاری کشاورزی در دو نوع بدون دسترسی انسانی و با دسترسی انسانی را ارایه نمود. این راهنما صرفاً به پارامترهای میکروبی توجه نموده ­بود و الزام خاص فیزیکوشیمیایی را در نظر نگرفته بود. این راهنما برای آبیاری بدون دسترسی انسانی تخم کرم روده­ای را در هر لیتر کمتر از یک عدد و برای اشرشیاکلی[1] تعداد 10⁵ در هر 100 میلی­لیتر را الزام نموده بود. هم­چنین جهت آبیاری با دسترسی انسانی برای اشرشیاکلی تعداد 10³ در هر 100 میلی­لیتر را الزام نموده بود ]7[.

جدول2- خواص فیزیکوشیمیایی آب خاکستری در منابع تولید مختلف ]2[

Table 2- Physicochemical characteristics of grey water at different sources

جدول 3- خواص میکروبیولوژیکی آب خاکستری

Table 3- Microbiological characteristics of grey water

 سیستم­های تصفیه

سیستم­های تصفیه براساس روش حذف آلودگی به شیوه­های فیزیکی، شیمیایی و زیستی تقسیم می­گردد. معمولاً این روش­ها با یک فرآیند پیش­تصفیه برای جداسازی جامدات از محلول و یک فرآیند نهایی ضدعفونی همراه خواهند بود. برای کاهش انسداد در تصفیه (مخصوصاً تصفیه همراه با فیلتراسیون) پیش­تصفیه­هایی مانند سپتیک تانک­ها، کیسه­های فیلتر یا سرندها به­کار می­روند. انسداد در فرآیندهای فیلتراسیون معمولاً ناشی از مواد جامد معلق، مواد نفتی و روغنی و رشد بیوفیلم­هاست.

بازیافت بدون تصفیه

بازیافت آب خاکستری بدون تصفیه یک روش معمول می­باشد، آب حمام قرن­ها برای آبیاری به کار می­رفته است. تنوع و مقدار مواد مغذی موجود در آب خاکستری بسته به نوع گیاه می­تواند مناسب یا نامناسب باشد. استفاده از آب خاکستری اثری منفی بر گوجه وچمن شهری ندارد و حتی به علت مواد مغذی بالا می­تواند موجب سرعت رشد هویج و چغندر گردد. لکن مطالعات طولانی­مدت و اثرات برسلامت انسان بررسی نگردیده­است]14[. به هرصورت تصفیه آب خاکستری معمولاً پیش از استفاده توصیه می­گردد. درواقع وجود پاتوژن­ها در آب خاکستری تبخیر و رهاسازی آن­ها به محیط حین آبیاری یا در فلاش تانک­ها را به همراه خواهد داشت. از طرفی آبیاری طولانی مدت با آب خاکستری تصفیه نشده موجب افزایش شوری خاک و آلودگی خاک و آب زیرزمینی به مواد روغنی، بور و سورفکتانت­ها می­گردد]6[. پژوهش­های قبلی روش­های متعددی را جهت تصفیه و بازیافت آب خاکستری ارایه نموده اند که از حیث کارایی و پیچیدگی دارای تفاوت­هایی می­باشد.

 ذخیره سازی

نگه­داری آب خاکستری از لحاظ بهداشتی و زیبایی نامطلوب است. درواقع باذخیره آب خاکستری، مواد آلی درون آب وارد فاز تخریب بی­هوازی می­گردند و مواد ته­نشین شده نیز COD محلول خود را رها می­کنند که موجب تولید بوی نامطبوع می­گردد. هم­چنین این تانک­ها محیط مناسبی برای رشد مگس­ها می­گردند. نگه­داری آب به مدت 48 ساعت موجب افزایش شدید کلی­فرم­های مدفوعی و کاهش چشم­گیر اکسیژن محلول می­گردد، این در حالیست که نگه­داری آب خاکستری برای 24 ساعت به خاطر ته­نشینی مواد آلی موجب بهبود کیفیت آب می­گردد، لکن تأثیر به خصوصی بر تعداد کلی­فرم­ها نخواهد داشت]15[.

کنترل در مبدأ

روش کنترل آلودگی در مبدأ یکی از بهترین روش­ها جهت کاهش بار آلودگی آب خاکستری از منظر محیط زیستی و اقتصادی است. این روش نیازمند همکاری فعالانه مصرف­کنندگان (خانوارها) می­باشد. در این­راستا اقدامات زیر باید صورت بگیرد:

-        مصرف بهینه آب

-        مصرف بهینه مواد شوینده

-        جلوگیری از تخلیه مواد مشکل ساز مانند حلال­ها، چربی­ها و روغن­ها

بیش­تر صابون­ها و پودرهای ماشین­لباس­شویی حاوی مقدار بالایی سدیم هستند که می­توانند باعث شوری خاک گردند و در نتیجه اثر منفی بر گیاهان خواهند داشت. لذا در مواقعی که از آب خاکستری برای آبیاری استفاده می­گردد، باید از صابون­ها و مواد شوینده با مبنای پتاسیم استفاده نمود، چرا که پتاسیم می­تواند به عنوان کود عمل نماید و جذب آب گیاه را تسهیل نماید.

فرآیندهای فیزیکی و فیلتراسیون

روش­های تصفیه فیزیکی شامل فیلتراسیون ماسه­ای و فیلتراسیون غشایی است که معمولاً با فرآیند ضدعفونی همراه می­شود. سیستم­های دومرحلهای ساده­ای در انگلیس جهت بازیافت آب خاکستری کاربرد دارد که شامل یک فرآیند فیلتراسیون درشت­دانه و ضدعفونی است. معمولاً سیستم­های تصفیه فوق توانایی حذف کامل مواد آلی، مواد مغذی و سورفکتانت­ها را از آب خاکستری ندارند که موجب می­گردد فرآیند ضدعفونی به طور کامل صورت نپذیرد و محصولات جانبی مضری هم تولید گردند]16[. لذا مخصوصاً زمانی که ذخیره­سازی طولانی­مدت
مدنظر باشد، این روش­ها توصیه نمی­گردند.

روشهای فیلتراسیون کاملاً وابستگی به بار آلودگی ورودی و اندازه تخلخل فیلتر دارد. به طور طبیعی تخلخل ریزتر راندمان بالاتری را به همراه خواهد داشت. همان­طور که در جدول (5) نیز نشان داده شده، روش الترافیلراسیون در مقایسه با میکروفیلتراسیون راندمان بهتری را نشان داده است. روش­های میکروفیلتراسیون و الترافیلتراسیون هرچند بازده بالایی جهت حذف مواد جامد معلق، کدورت و پاتوژن­ها دارند، لکن توانایی لازم را جهت حذف بار آلی (BOD) آب خاکستری ندارند]17[. این موادآلی از طرفی می­توانند موجب رشد دوباره بیولوژیکی گردند و از طرفی فرآیند ضدعفونی را مختل نمایند. رامون و همکاران (2004) با مقایسه روش الترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون به این نتیجه رسیدند که روش نانوفیلتر راندمان حذف بالاتری دارد]18[. هم­چنین روش اسمز معکوس راندمان بسیار بالایی جهت حذف میکروارگانیزم­ها و مواد آلی داراست.

از طرفی معمولاً روش­های فیلتراسیون با یک ماکروفیلتر به عنوان پیش­تصفیه همراه می­باشد. یکی از معضلات ماکروفیلترهایی نظیر فیلترهای ماسه­ای، تولید حجمی از لجن است که نیازمند پاک­سازی می­باشد. لذا معمولاً ماکروفیلتر با تخلخل پایین­تر و زمان ماند کم­تر لجن، کیفیت بهتر خروجی را به همراه خواهد داشت. هرچند تخلخل ریزتر انسداد بیش­تری را موجب می­گردد. استفاده از سیستم­های تانک­های ته­نشینی گرفتگی در فیلترهای ماسه­ای را کاهش خواهد داد. این سیستم­ها در صورت بهینه­سازی زمان ماند هیدرولیکی و استفاده از مواد منعقد کننده، راندمان بهتر خروجی را هم به همراه خواهد داشت]19[.

جدول 4- استانداردها و معیارهای ارایه­شده جهت بازیافت آب

Table 4- Water reuse standards and criteria

جدول 5- عمل­کرد تکنولوژی­های مختلف جهت تصفیه آب خاکستری

Table 5-Performance data of different technologies for grey water treatment

جدول 6- مزایا و محدودیت­های تکنولوژی­های مختلف تصفیه آب خاکستری

Table 6- Advantages and disadvantages of different technologies for grey water treatment

تصفیه شیمیایی

در مطالعات قبلی فرایندهای شیمیایی محدودی جهت تصفیه آب خاکستری به کار گرفته شده است. تکنولوژی­های به­کاررفته در این زمینه شامل انعقاد، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته نظیر ازن­دهی و فوتوکاتالیستی، رزین تبادل یونی، انعقاد الکتریکی و جذب با استفاده از کربن فعال گراوله (GAC) یا زئولیت طبیعی می­باشد. پیدو و همکاران (2008) فرایند انعقاد و لخته­سازی را برای آب خاکستری دوش حمام با استفاده از دو ماده آلوم و سولفات فریک صورت دادند. این روش توانایی حذف کافی مواد آلی و میکروبی را دارا بود، لیکن در حذف نیتروژن ناکارآمد ظاهر شد. از طرفی زمان ماند هیدرولیکی 8 ساعت برای فرآیند لخته­سازی در مورد آب خاکستری عملاً قابل اجرا نیست و باید با استفاده از مواد منعقدکننده و بهینه­سازی سیستم این زمان را به دو تا سه ساعت کاهش داد]20[. تصفیه شیمیایی برای آب خاکستری روشن کارایی خوبی خواهد داشت، لیکن برای آب خاکستری تیره معمولاً با یک فرایند تصفیه زیستی همراه می­گردد و نیازمند پس­تصفیه جهت ضدعفونی خواهد بود. به جز در روش فوتوکاتالیستی که به علت استفاده از اشعه نیازمند ضدعفونی نخواهد بود. هر دوروش ازن دهی و جذب با استفاده از کربن فعال گراوله (GAC) فرآیند مناسب برای حذف آلاینده­های مقاوم پس از فرآیندهای بیولوژیک هستند]21[. هم­چنین روش فوتوکاتالیستی با تیتانیوم دیوکسید به عنوان فرآیند پس­تصفیه برای تصفیه زیستی به کار می­رود که کیفیت خروجی را بسیار بالا خواهد برد]22[. روش فوتوکاتالیستی شامل یک کاتالیست، اشعه فرابنفش و یک ماده اکسیدکننده جهت حذف آلاینده­های آلی درون آب است. 

تصفیه زیستی

یکی از نکات مهم در خواص آب خاکستری عدم تعادل مواد مغذی است، به­گونه ای که متوسط نسبت COD:N:P در حمام و روشویی­ها به ترتیب 06/0 : 25/2 : 100 و 06/0 : 77/1 : 100 می­باشد. این نسبت در مقایسه با متون علمی که 1 : 20 : 100 را برای رشد بیولوژیکی پیشنهاد می­دهند، به معنای کمبود مواد مغذی در آب خاکستری است. درواقع منبع اصلی نیتروژن در فاضلاب ناشی از فاضلاب توالت­هاست و تنها منبع فسفر نیز دترجنت­های موجود در پساب ماشین­لباسشویی­هاست]4[ ]59[. در مطالعات جزیی­تر این عدم تعادل و کمبود در مورد فلزاتی نظیر آهن، منگنز، روی و آلومینیوم نیز مشاهده می­گردد(جدول 1). این مسأله از آن جهت اهمیت می­یابد که عدم تعادل می­تواند میزان بارگذاری فرآیندهای زیستی را تا نصف کاهش دهد. از آن جهت که پساب آشپزخانه حاوی مواد مغذی و مواد آلی تجزیه­پذیر است، به­منظور افزایش مواد مغذی و بهبود نسبت COD:N:P می­تواند به آب خاکستری اضافه گردد]60[. به هرصورت معمولاً به خاطر نسبت بالای BOD/COD در غالب نمونه­های آب خاکستری، روش­های زیستی گزینه مناسبی برای تصفیه خواهند بود. جهت تصفیه زیستی می­توان به تکنولوژی­های گوناگونی نظیر تماس دهنده گردان بیولوژیکی RBC، راکتور ناپیوسته متوالی SBR، بیوراکتور غشایی MBR، وتلند مصنوعی و تصفیه بی­هوازی UASB اشاره داشت.

معمولاً به جز روش بیوراکتور غشایی بقیه روش­های تصفیه زیستی با فرآیندهای پیش­تصفیه­ی ته نشینی نظیر سپتیک تانک­ها و فرآیندهای پس­تصفیه­ی فیلتراسیون جهت حذف لجن­ها و ضدعفونی جهت حذف میکروارگانیزم­ها همراه است. درواقع روش بیوراکتور غشایی تنها روشی است که بدون نیاز به فرآیندهای پیش­تصفیه و پس­تصفیه قابلیت حذف سورفکتانت­ها، مواد آلی و میکرواورگانیزم­ها را تا حصول استانداردهای مورد نظر داراست. درواقع این روش به­نوعی جداسازی فیزیکی مواد کلوییدی و پاتوژن­ها را با فرآیند تصفیه هوازی زیستی ترکیب نموده­است. به هرصورت این روش هم­چنان با محدودیت­هایی نظیر پدیده انسداد غشایی روبه­رو هست، هرچند تاکنون برای رفع این محدودیت اقداماتی نظیر تمیزنمودن غشا با آب برگشتی یا اصلاح نمودن لجن فعال با افزودن مواد شیمیایی منعقد کننده (مانند آلوم) یا افزودن مواد جاذب (مانند زئولیت) صورت گرفته­­است]61[. روش­های تصفیه زیستی بی­هوازی مانند UASB معمولاً توان حذف کامل مواد آلی را ندارند و در مقابل حضور سورفکتانت­ها نیز حساس می­باشند. هرچند این روش با زمان ماند هیدرولیکی حداکثر 20 ساعت در مقایسه با سپتیک تانک­ها با زمان ماند 2 تا 3 روز، توانایی حذف به مراتب بالاتری را برای مواد آلی (30% تا 65%) خواهد داشت ]52[، لذا معمولاً تصفیه زیستی بی­هوازی با تصفیه هوازی تکمیلی مانند راکتور ناپیوسته متوالی ترکیب می­گردد]30[. جدول (5) عمل­کرد فرآیندهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و  زیستی را جهت تصفیه آب خاکستری بیان نموده است. هم­چنین با توجه به مطالعات قبلی در جدول 6 مزایا و محدودیت­های تکنولوژی­های مختلف تصفیه اشاره گردیده است.

نتیجه گیری

در این مطالعه سعی گردید با استفاده از مطالعات قبلی به ویژگی­های آب خاکستری و روش­های بازیابی آن پرداخته شود که در مجموع دربرگیرنده نتایج زیر می­باشد:

• ویژگی­های کیفی و کمی آب خاکستری کاملاً وابسته به پارامترهای متعددی نظیر سبک زندگی، رفتارهای فرهنگی-اجتماعی، الگوی مصرف آب و منبع تولید آن (روشویی، حمام، آشپزخانه یا . . .) می­باشد. در هرصورت معمولاً آب خاکستری دارای بار آلودگی کم­تری در مقایسه با فاضلاب توالت­ها (آب سیاه) است، لذا تفکیک آن جهت بازیافت امری منطقی خواهد بود.
• آب خاکستری پس از تصفیه می­تواند جهت کاربردهای مختلفی نظیر فلاش­تانک دستشویی­ها، آبیاری گیاهان، برج­های خنک­کننده و . . . به کار رود، لذا تدوین استانداردهای مختلف بازیافت با توجه به نحوه مصرف ضروری است.
• روش­های تصفیه فیزیکی (به جز در نمونه­های آب خاکستری با بار آلودگی بسیار کم) معمولاً به تنهایی قابلیت تأمین استانداردهای بازگردانی را جهت حذف بار آلی، مواد مغذی و سورفکتانت­ها ندارند.
• روش­های شیمیایی نظیر انعقاد و لخته­سازی توانایی حذف BOD را ندارند، لیکن قابلیت حذف پاتوژن­ها را دارند. هم­چنین این سیستم­ها به همراه فیلتراسیون غشایی در آب خاکستری با بار آلودگی پایین توانایی تأمین نمودن استانداردهای بازگردانی را دارا هستند.
• نسبت بالای BOD/COD در بیش­تر نمونه­های آب خاکستری بیانگر مناسب بودن به­کارگیری روش­های زیستی جهت تصفیه است. هرچند باید توجه نمود که بار آلی در پساب ماشین لباسشویی­ها معمولاً دارای تجزیه­پذیری پایینی است.
• درصورت به­کارگیری روش­های تصفیه زیستی به علت کمبود مواد مغذی در آب خاکستری تولیدی از روشویی­ها و حمام، توصیه می­گردد پساب تولیدی در سینک آشپزخانه­ها و ماشین­لباسشویی اضافه شود، هرچند آب خاکستری تولیدی ماشین­لباسشویی­ها در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاوم­تر هستند.
• به غیر از تکنولوژی MBR، بقیه تکنولوژی،های تصفیه آب خاکستری نیازمند فرآیندهای پیش تصفیه خواهند بود. لذا فرایندهای پیش­تصفیه­ای نظیر تانک­های ته­نشینی و سپتیک تانک­ها یا ماکروفیلترها برای افزایش راندمان و بهبود راهبری سیستم توصیه می­گردد. این تانک­ها موجب متعادل نمودن کیفیت آب خاکستری و حذف ذرات بزرگ و مواد روغنی می­گردد، لکن نباید زمان ماند آن از 24 ساعت تجاوز نماید.
• تکنولوژی MBR تنها روشی است که قابلیت تأمین استانداردهای بازگردانی بدون نیاز به فرآیندهای پیش تصفیه و پس تصفیه را داراست. این روش معمولاً گران بوده، لکن از جنبه اقتصادی مناسب مجتمع­های مسکونی بزرگ (بیش از 500 نفر ساکن) خواهد بود.
• روش­های تصفیه زیستی نظیر RBC و SBR در صورت همراهی روش­های فیزیکی جهت پیش­تصفیه و ضدعفونی برای آب خاکستری با بار آلی متوسط به بالا اقتصادی خواهند بود.
• ·        روش­های تصفیه بی­هوازی توانایی کافی جهت حذف مواد مغذی، موادآلی و سورفکتانت­ها را دارا نیستند، لذا تنها درصورتی می­توانند به­کار روند که با روش­های هوازی نظیر (SBR) و ضدعفونی همراه گردند. مزیت این سیستم­های ترکیبی کاهش انرژی مصرفی و تولید بیوگاز خواهد بود.

منابع

        1.        Raso, J. (2013). Updated Report on Wastewater Reuse in the European Union. European Commission: Brussels, Belgium.

        2.        Ghaitidak, D. M., & Yadav, K. D. (2013). Characteristics and treatment of greywater—A review. Environmental Science and Pollution Research, 20(5), 2795-2809.

        3.        Kulabako, N. R., Ssonko, N. K. M., & Kinobe, J. (2011). Greywater Characteristics and Reuse in Tower Gardens in Peri-Urban Areas- Experiences of Kawaala, Kampala, Uganda. Open Environmental Engineering Journal, 4, 147-154.

        4.        Jefferson, B., Palmer, A., Jeffrey, P., Stuetz, R., & Judd, S. (2004). Grey water characterisation and its impact on the selection and operation of technologies for urban reuse. Water Science & Technology, 50(2), 157-164.

        5.        Li, F., Behrendt, J., Wichmann, K., & Otterpohl, R. (2008). Resources and nutrients oriented greywater treatment for non-potable reuses. Water Science and Technology, 57(12), 1901-1908.

        6.        Li, F., Wichmann, K., & Otterpohl, R. (2009). Review of the technological approaches for grey water treatment and reuses. Science of the Total Environment, 407(11), 3439-3449.

        7.        Boyjoo, Y., Pareek, V. K., & Ang, M. (2013). A review of greywater characteristics and treatment processes. Water Science & Technology, 67(7), 1403-1424.

        8.        World Health Organization. (2006). Guidelines for the Safe Use of Wastewater, Excreta and Greywater: Policy and regulatory aspects (Vol. 1). World Health Organization.

        9.        Christova-Boal, D., Eden, R. E., & McFarlane, S. (1996). An investigation into greywater reuse for urban residential properties. Desalination, 106(1), 391-397.

       10.      Naturvårdsverket. (1995). Vad innehåller avlopp från hushåll? Näring och metaller i urin och fekalier samt i disk-, tvätt-, bad- & duschvatten. (What does household wastewater contain? Nutrients and metals in urine, faeces and dish-, laundry and showerwater). Naturvårdsverket (Swedish EPA). Rapport 4425.

       11.      Casanova, L. M., Gerba, C. P. & Karpiscak, M. (2001). Chemical and microbial characterization of graywater. J Environ Sci Health, A36(4), 395-401. Christova-Boal, D., Eden, R. E. & McFarlane, S. (1996). An investigation into greywater reuse for urban residential properties. Desal, 106(1-3), 391-7.

       12.      Birks, R., Colbourne, J., Hills, S., & Hobson, R. (2004). Microbiological water quality in a large in-building, water recycling facility. Water Science & Technology, 50(2), 165-172.

       13.      12-Eriksson, E., Auffarth, K., Eilersen, A. M., Henze, M., & Ledin, A. (2003). Household chemicals and personal care products as sources for xenobiotic organic compounds in grey wastewater. Water sa, 29(2), 135-146.

       14.      Winward, G. P., Avery, L. M., Frazer-Williams, R., Pidou, M., Jeffrey, P., Stephenson, T., & Jefferson, B. (2008). A study of the microbial quality of grey water and an evaluation of treatment technologies for reuse. Ecological engineering, 32(2), 187-197.

       15.      Misra, R. K., Patel, J. H. & Baxi, V. R 2010 Reuse potential of laundry greywater for irrigation based on growth, water and nutrient use of tomato. Journal of Hydrology 386 (1^), 95-102.

       16.      Dixon, A, Butler, D., Fewkes, A. & Robinson, M. 2000 Measurement and modelling of quality changes in stored untreated grey water. Urban Water 1 (4), 293-306.

       17.      Al-Jayyousi OR. Greywater reuse: towards sustainable water management. Desalination

       18.      2003;156(1-3):181–92.

       19.      Bhattacharya, P., Sarkar, S., Ghosh, S., Majumdar, S., Mukhopadhyay, A., & Bandyopadhyay, S. (2013). Potential of ceramic microfiltration and ultrafiltration membranes for the treatment of gray water for an effective reuse. Desalination and water treatment, 51(22-24), 4323-4332.

       20.      Ramona, G., Green, M., Semiat, R., & Dosoretz, C. (2004). Low strength graywater characterization and treatmentby direct membrane filtration.Desalination, 170(3), 241-250.

       21.      Ghunmi, L. A., Zeeman, G., Fayyad, M., & van Lier, J. B. (2011). Grey water treatment systems: A review. Critical reviews in environmental science and technology, 41(7), 657-698.

       22.      Pidou, M., Avery, L., Stephenson, T., Jeffrey, P., Parsons, S. A., Liu, S., ... & Jefferson, B. (2008). Chemical solutions for greywater recycling. Chemosphere,71(1), 147-155.

       23.      Hernández-Leal, L., Temmink, H., Zeeman, G., & Buisman, C. J. N. (2011). Removal of micropollutants from aerobically treated grey water via ozone and activated carbon. Water Research, 45(9), 2887-2896.

       24.      Gulyas, H., Choromanski, P., Furmanska, M., Muelling, N., & Otterpohl, R. (2007, November). Photocatalytic oxidation of biologically treated greywater in the presence of powdered activated carbon. In International Conference on Sustainable Sanitation, Food and Water Security for Latin America, Fortaleza, Brazil.

       25.      Nolde, E. (2000). Greywater reuse systems for toilet flushing in multi-storey buildings–over ten years experience in Berlin. Urban water, 1(4), 275-284.

       26.      Ernst, M., Sperlich, A., Zheng, X., Gan, Y., Hu, J., Zhao, X., ... & Jekel, M. (2007). An integrated wastewater treatment and reuse concept for the Olympic Park 2008, Beijing. Desalination, 202(1), 293-301.

       27.      Maeda M, Nakada K, Kawamoto K, Ikeda M. Area-wide use of reclaimed water in Tokyo,

       28.      Japan. Water Sci Technol 1996;33(10-11):51–7.

       29.      Moslemi Zadeh, S. (2013). Sustainability evaluation of shared greywater recycling in urban mixed-use regeneration areas (Doctoral dissertation, University of Birmingham).

       30.      U.S. Environmental Protection Agency. (2004). Guidelines for water reuse. U.S. Environmental Protection Agency Report No. EPA/625/R-04/108/September- 2004.

       31.      Baban, A., Hocaoglu, S. M., Atasoy, E. A., Gunes, K., Ayaz, S., & Regelsberger, M. (2010). Grey water treatment and reuse by using RBC: A kinetic approach. Desalination and water treatment, 23(1-3), 89-94.

       32.      Hernandez, L., Zeeman, G., Temmink, H., Marques, A., & Buisman, C. (2008). Comparison of three systems for biological grey water treatment. In Proc. IWA conference on Sanitation challenges, Wageningen, Netherlands, May (pp. 19-22).

       33.      Hernández Leal, L., Temmink, H., Zeeman, G., & Buisman, C. J. (2010). Comparison of three systems for biological greywater treatment. Water, 2(2), 155-169.

       34.      Smith, E., & Bani-Melhem, K. (2012). Grey water characterization and treatment for reuse in an arid environment. Water Science and Technology,66(1), 72.

       35.      Bani-Melhem, K., Al-Qodah, Z., Al-Shannag, M., Qasaimeh, A., Qtaishat, M. R., & Alkasrawi, M. (2015). On the performance of real grey water treatment using a submerged membrane bioreactor system. Journal of Membrane Science,476, 40-49.

       36.      Bani-Melhem, K., & Smith, E. (2012). Grey water treatment by a continuous process of an electrocoagulation unit and a submerged membrane bioreactor system. Chemical Engineering Journal, 198, 201-210.

       37.      Merz C, Scheumann R, Hamouri BE, Kraume M. Membrane bioreactor technology for the treatment of greywater from a sports and leisure club. Desalination 2007;215 (1-3):37–43.

       38.      Santasmasas, C., Rovira, M., Clarens, F., & Valderrama, C. (2013). Grey water reclamation by decentralized MBR prototype. Resources, Conservation and Recycling, 72, 102-107.

       39.      Katukiza, A. Y., Ronteltap, M., Niwagaba, C. B., Kansiime, F., & Lens, P. N. L. (2014). Grey water treatment in urban slums by a filtration system: Optimisation of the filtration medium. Journal of environmental management, 146, 131-141.

       40.      Friedler, E., Kovalio, R., & Ben-Zvi, A. (2006). Comparative study of the microbial quality of greywater treated by three on-site treatment systems.Environmental technology, 27(6), 653-663.

       41.      Sostar-Turk S, Petrinic I, Simonic M. Laundry wastewater treatment using coagulation

       42.      and membrane filatration. Resour Conserv Recycl 2005;44(2):185–96.

       43.      Assayed, A., Chenoweth, J., & Pedley, S. (2015). Assessing the efficiency of an innovative method for onsite greywater treatment: Drawer compacted sand filter–A case study in Jordan. Ecological Engineering, 81, 525-533.

       44.      Gross A, Shmueli O, Ronen Z, Raveh E. Recycled vertical flow constructed wetland (RVFCW) — a novel method of recycling greywater for irrigation in small communities. Chemosphere 2007;66(5):916–23.

       45.      Frazer-Williams, R., Avery, L., Winward, G., Jeffrey, P., Shirley-Smith, C., Liu, S., ... & Jefferson, B. (2008). Constructed wetlands for urban grey water recycling. International Journal of Environment and Pollution, 33(1), 93-109.

       46.      Grčić, I., Vrsaljko, D., Katančić, Z., & Papić, S. (2015). Purification of household greywater loaded with hair colorants by solar photocatalysis using TiO 2-coated textile fibers coupled flocculation with chitosan. Journal of Water Process Engineering, 5, 15-27.

       47.      Parsons, S. A., Bedel, C., & Jefferson, B. (2000). Chemical vs. biological treatment of domestic greywater. In Proceedings of the 9th International Gothenburg Symposium on Chemical Treatment, Istanbul.

       48.      Lin C-J, Lo S-L, Kuo C-Y, Wu C-H. Pilot-scale electrocoagulation with bipolar aluminium electrodes for on-site domestic greywater reuse. J Environ Eng 2005:491–5 March.

       49.      45-Pidou, M., Avery, L., Stephenson, T., Jeffrey, P., Parsons, S. A., Liu, S., ... & Jefferson, B. (2008). Chemical solutions for greywater recycling. Chemosphere,71(1), 147-155.

       50.      Dalahmeh, S. S., Assayed, M., & Suleiman, W. T. (2009). Themes of stakeholder participation in greywater management in rural communities in Jordan. Desalination, 243(1), 159-169.

       51.      Gabarró, J., Batchellí, L., Balaguer, M. D., Puig, S., & Colprim, J. (2013). Grey water treatment at a sports centre for reuse in irrigation: A case study.Environmental technology, 34(11), 1385-1392.

       52.      Elmitwalli, T. A., & Otterpohl, R. (2007). Anaerobic biodegradability and treatment of grey water in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor.Water Research, 41(6), 1379-1387.

       53.      Zeeman, G., Kujawa, K., Mes, T. D., Hernandez, L., Graaff, M. D., Abu-Ghunmi, L., ... & Lettinga, G. (2008). Anaerobic treatment as a core technology for energy, nutrients and water recovery from source-separated domestic waste (water). Water Science and Technology, 57(8), 1207-1212.

       54.      Lazarova V, Hills S, Birks R. Using recycled water for non-potable, urban uses: a review with particular reference to toilet flushing.Water Sci TechnolWater supply 2003;3 (4):69–77.

       55.      Dalahmeh, S. S., Pell, M., Vinnerås, B., Hylander, L. D., Öborn, I., & Jönsson, H. (2012). Efficiency of bark, activated charcoal, foam and sand filters in reducing pollutants from greywater. Water, Air, & Soil Pollution, 223(7), 3657-3671.

       56.      Elmitwalli, T. A., Shalabi, M., Wendland, C., & Otterpohl, R. (2007). Grey water treatment in UASB reactor at ambient temperature. Water science and technology, 55(7), 173-180.

       57.      Lamine, M., Bousselmi, L., & Ghrabi, A. (2007). Biological treatment of grey water using sequencing batch reactor. Desalination, 215(1), 127-132.

       58.      Jamrah, A., Al‐Futaisi, A., Ahmed, M., Prathapar, S., Al‐Harrasi, A., & Al‐Abri, A. (2008). Biological treatment of greywater using sequencing batch reactor technology. International Journal of Environmental Studies, 65(1), 71-85.

       59.      Katukiza, A. Y., Ronteltap, M., Niwagaba, C. B., Kansiime, F., & Lens, P. N. L. (2014). A two-step crushed lava rock filter unit for grey water treatment at household level in an urban slum. Journal of environmental management,133, 258-267.

       60.      Assayed, A., Chenoweth, J., & Pedley, S. (2014). Drawer compacted sand filter: a new and innovative method for on-site grey water treatment.Environmental technology, 35(19), 2435-2446.

       61.      Laaffat, J., Ouazzani, N., & Mandi, L. (2015). The evaluation of potential purification of a horizontal subsurface flow constructed wetland treating greywater in semi-arid environment. Process Safety and Environmental Protection, 95, 86-92.

       62.      Avery, L. M., Frazer-Williams, R. A., Winward, G., Shirley-Smith, C., Liu, S., Memon, F. A., & Jefferson, B. (2007). Constructed wetlands for grey water treatment. Ecohydrology & Hydrobiology, 7(3), 191-200.

       63.      Li, F., Behrendt, J., Wichmann, K., & Otterpohl, R. (2008). Resources and nutrients oriented greywater treatment for non-potable reuses. Water Science and Technology, 57(12), 1901-1908.

       64.      Li, F., Wichmann, K., & Otterpohl, R. (2009). Review of the technological approaches for grey water treatment and reuses. Science of the Total Environment, 407(11), 3439-3449.

       65.      J.C. Lee,J. S.Kim,I .J.Kang,M.H.Cho, P.K.Park,C.H.Lee,Potentialand limitations of alum or zeolite addition to improve the performance of a submerged membrane bioreactor ,Water Sci. Technol. 43 (2001) 59–66.