پرتوهاي يون‌ساز و تأثير كاربرد آن بر ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي و زيستي پساب فاضلاب

Application of Ionizing Radiation Effects on Physical, Chemical and Biological Properties of Effluent Wastewater

منابع تأمين مواد آلي و آب براي خاك‌هاي زير كشت ايران محدود بوده و جوابگوي نياز روزافزون بخش كشاورزي به كودهايآلي و آب نيست. بنابراين، به‌دليل كمبود اين منابع، استفاده از لجن فاضلاب و پساب پيشنهاد شده است. پساب، فاضلاب و لجن فاضلاب بسته به منشأ آن‌ها داراي انواع آلودگي‌هاي ميكروبي، آلي و معدني بوده، لذا استفاده از روش‌هاي نوين گندزدايي و تصفيه آن‌ها پيش از مصرف ضروري است. يكي از اين شيوه‌ها استفاده از روش پرتوتابي براي گندزدايي پساب و لجن فاضلاب مي‌باشد. امكان استفاده از پرتوهاي غيريون‌ساز ماوراي بنفش(UV) و يون‌ساز گاما و بيم الكترون براي گندزدايي پساب وجود دارد. سازوكار متفاوت گندزدايي پرتو يون‌ساز (تشكيل راديكال‌هاي آزاد هيدروكسيل، هيدروژن، الكترونهيدراته و غيره) و غيريون‌ساز (آسيب مستقيم به DNA ريزجانداران و تشكيل تركيب‌هاي نوري مانند ديمر پيريميدين) باعث شده روش پرتوهاي غيريون‌ساز  UVبه عوامل محيطي مانند مقدار جامدات معلق،موادآلي و معدني قابل اكسايش، اكسيژن محلول، pH، دما و غيره وابسته باشد.از معايب ديگر UV در مقايسه با پرتوهاي يون‌ساز مي‌توان به محدوديت استفاده از آن صرفاً براي گندزدايي پساب ثانويه، امكان رشد مجدد ريزجانداران غيرفعال شده با آن و تغييرات فصلي بازده گندزدايي اشاره نمود. براي گندزدايي لجن فاضلاب فقط مي‌توان از پرتوهاي يون‌ساز استفاده كرد. در بين پرتوهاي يون‌ساز، پرتو گاما نسبت به بيم الكترون مزايايي مانند قدرت نفوذ عالي، امكانپرتودهيسطحمقطعضخيم‌ترازلجن، دُز كشنده پايين براي حذف عوامل بيماري‌زا و غيره داشته كه باعث استفاده گسترده‌تري از آن مي‌شود. با توجه به نتايج رضايت‌بخش استفاده از پرتوهاي يون‌ساز در تصفيه و گندزدايي پساب، فاضلاب و لجن فاضلاب در نقاط مختلف دنيا، نتايج بررسي حاضر مي‌تواند تأكيدي بر امكان استفاده از روش پرتوتابي يون‌ساز در گندزدايي پساب، فاضلاب و لجن فاضلاب در ايران باشد.

Organic matter and water resources are limited for agricultural soil cultivation in Iran. Thus, according to the shortage of these resources, application of sewage sludge and effluent has been suggested. Wastewater, sewage and sewage sludge depending on the source have a variety of microbial, organic and inorganic contaminations. So, using of modern methods for their disinfection and purification is necessary before their application. One of these methods is application of radiation to disinfect wastewater and sewage sludge. Possibility of using nonionization ultraviolet (UV) and ionization of electron beam and gamma radiation exists for effluent disinfection. Different disinfection mechanisms of ionizing radiation (formation of hydroxyl, hydrogen, hydrated electrons free radicals and etc.) and nonionization (directly attacks to the DNA of microorganisms and formation of photoproducts such as pyrimidine dimers) have caused that the nonionization UV method depend on environmental factors such as suspended solids, oxidizable organic and inorganic substances, dissolved oxygen, pH, temperature and etc. The another disadvantages of UV compared to ionizing radiation could be mentioned as limitation of its using only for disinfection of secondary effluent, possibility microorganism’s regrowth inactivation and seasonal changes of disinfection efficiency.  Sewage sludge can be disinfected only by using of ionizing radiation. Among ionizing radiations, gamma rays compare of electron beam have more benefits such as better penetration power, allowing thicker layers of sludge to be irradiated, and low lethal dose to remove pathogens which makes extensive use of it. Due to satisfactory results, use of ionizing radiation for the treatment and disinfection of wastewater, sewage effluent and sludge in worldwide, the results of this study emphasize on possibility of ionizing radiation application in the disinfection of wastewater, sewage effluent and sludge in Iran.