ما هي معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية ومبدأ عملها؟

 

ستقدم هذه المقالة مقدمة سهلة للعلاج اللاهوائي وتقسمها إلى ثلاثة أجزاء لمساعدتك في توضيح كيفية عملها وسبب استخدامها.

 

1. ما هي معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية؟

 

2. كيف تعمل معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية؟

 

3. تشمل الأنواع الشائعة من أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية

 

4. ما الذي يمكن أن يساعدك Aquasust في معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية؟

 

 

معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية هي عملية بيولوجية تقوم فيها الكائنات الحية الدقيقة بتحليل الملوثات العضوية في غياب الأكسجين. في دورة المعالجة اللاهوائية الأساسية، تدخل مياه الصرف الصحي إلى وعاء المفاعل الحيوي. يحتوي المفاعل الحيوي على مادة سميكة شبه صلبة تسمى الحمأة، والتي تتكون من البكتيريا اللاهوائية والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. هذه الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية أو "البكتيريا اللاهوائية" تهضم المواد القابلة للتحلل الموجودة في مياه الصرف الصحي، وبالتالي تنتج انخفاض الطلب على الأكسجين البيولوجي (BOD)، والطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) و/أو إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS). منتج الغاز الحيوي.

 

يتم استخدام معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية لمعالجة مياه الصرف الصناعي المختلفة من الزراعة والأغذية والمشروبات ومنتجات الألبان واللب والورق وصناعات النسيج، وكذلك حمأة الصرف الصحي البلدية ومياه الصرف الصحي. تُستخدم التكنولوجيا اللاهوائية عادةً للتيارات ذات التركيزات العالية من المواد العضوية (التي يتم قياسها على أنها نسبة عالية من BOD أو COD أو TSS)، عادةً قبل المعالجة الهوائية. تُستخدم المعالجة اللاهوائية أيضًا في تطبيقات خاصة، مثل معالجة مجاري النفايات بالمواد العضوية غير العضوية أو المكلورة، وهي مناسبة جدًا لمعالجة مياه الصرف الصناعي الدافئة.

 

 

معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية هي معالجة بيولوجية تستخدم فيها الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية لتحلل وإزالة الملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي. على الرغم من أن أنظمة المعالجة اللاهوائية يمكن أن تتخذ أشكالًا عديدة، إلا أنها تشتمل عادةً على شكل من أشكال المفاعل الحيوي أو التخزين الذي يمكنه الحفاظ على البيئة الخالية من الأكسجين اللازمة لدعم عملية الهضم اللاهوائي.

 

تشتمل عملية معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية على مرحلتين: مرحلة التحمض ومرحلة إنتاج الميثان، وكلاهما في حالة توازن ديناميكي. في مرحلة تكوين الحمض الأولية، تقوم البكتيريا اللاهوائية بتحليل المركبات العضوية المعقدة إلى أحماض عضوية متطايرة أبسط وقصيرة السلسلة. المرحلة الثانية، والتي تسمى مرحلة إنتاج الميثان، تتكون من خطوتين: إنتاج حمض الأسيتيك، حيث تقوم البكتيريا اللاهوائية بتصنيع الأحماض العضوية لتكوين الأسيتات والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون؛ وإنتاج الميثان، ثم تعمل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية على هذه الجزيئات المتكونة حديثًا، لتكوين غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون. ويمكن إعادة تدوير هذه المنتجات الثانوية لاستخدامها كوقود، ويمكن استخدام مياه الصرف الصحي لمزيد من المعالجة و/أو التصريف.

 

وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة ومتطلبات المنشأة، يمكن تصميم أنظمة الهضم اللاهوائي كأجهزة أحادية المرحلة أو متعددة المراحل، مما يعني أنه يمكن تجهيزها بخزانات تحمض منفصلة وأجهزة مفاعل حيوي.

 

 

البحيرة اللاهوائية

 

البحيرات اللاهوائية هي برك كبيرة من صنع الإنسان، يتراوح حجمها عادة بين 1-2 فدان ويصل عمقها إلى 20 قدمًا. وهي تستخدم على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الزراعي الناتجة عن إنتاج اللحوم، فضلا عن معالجة تيارات مياه الصرف الصناعي الأخرى، وكخطوة معالجة أولية لمعالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية. وعادة ما يتم نقل مياه الصرف الصحي عبر الأنابيب إلى قاع البحيرة، حيث تستقر لتشكل طبقة سائلة عليا وطبقة حمأة شبه صلبة. تمنع الطبقة السائلة وصول الأكسجين إلى طبقة الحمأة، مما يسمح لعملية الهضم اللاهوائي بتحلل المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي. في المتوسط، قد تستغرق هذه العملية أقل من بضعة أسابيع أو ستة أشهر للوصول بمستوى BOD/COD إلى النطاق المستهدف. تعتبر البكتيريا اللاهوائية مفيدة لظروف بيئية معينة، مثل درجة حرارة الماء الدافئ (85-95 درجة فهرنهايت) ودرجة الحموضة شبه المحايدة. ولذلك، فإن الحفاظ على الظروف المثلى سيزيد من نشاط الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية، وبالتالي تقليل وقت الاحتفاظ بالمياه العادمة. قد يكون معدل التنفس اللاهوائي محدودًا أيضًا بعدة عوامل، بما في ذلك التقلبات في تركيز BOD/COD ووجود مواد مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم.

 

مفاعل طبقة الحمأة اللاهوائية

 

مفاعل طبقة الحمأة عبارة عن معالجة لاهوائية تمر فيها مياه الصرف الصحي عبر "بطانية" عائمة من جزيئات الحمأة العالقة. عندما تقوم البكتيريا اللاهوائية الموجودة في الحمأة بهضم المكونات العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي، فإنها تتكاثر وتتجمع في جزيئات أكبر، تستقر في قاع خزان المفاعل ويمكن إعادة تدويرها لإعادة التدوير في المستقبل. تتدفق مياه الصرف الصحي المعالجة إلى أعلى خارج الجهاز. يتم جمع الغاز الحيوي الناتج أثناء عملية التحلل بواسطة غطاء التجميع خلال دورة المعالجة بأكملها.

 

 

طبقة الحمأة اللاهوائية ذات التدفق العلوي (UASB): في معالجة UASB، يتم ضخ مياه الصرف الصحي إلى قاع المفاعل الحيوي UASB ويتم تطبيق التدفق لأعلى. عندما تتدفق مياه الصرف الصحي، يؤدي ذلك إلى طفو طبقة الحمأة.

 

طبقات الحمأة الحبيبية الموسعة (EGSBs): تشبه EGSBs إلى حد كبير تقنية UASB. عامل التمييز الرئيسي هو أنه يتم إعادة تدوير مياه الصرف الصحي من خلال النظام لتعزيز المزيد من الاتصال مع الحمأة. كما أنها أعلى بشكل عام من UASB، ويستمر التدفق المؤثر بسرعة أعلى. لذلك، بالمقارنة مع نظام UASB، يستطيع EGSB التعامل مع التدفقات ذات المحتوى العضوي العالي.

 

المفاعل اللاهوائي الحاجز (ABR): يتكون ABR من حجرات شبه مغلقة مفصولة بحواجز متناوبة. يقطع الحاجز التدفق السلس لمياه الصرف الصحي ويعزز المزيد من الاتصال بطبقة الحمأة عندما تتدفق الحمأة من مدخل المفاعل إلى المخرج.

 

 

يتكون مفاعل الترشيح اللاهوائي من خزان مفاعل مجهز بوسط ترشيح ثابت معين. يُسمح للكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية بتثبيت نفسها على وسائط الترشيح، وتشكيل ما يسمى بالأغشية الحيوية. تختلف وسائط التصفية من نظام إلى آخر. تشمل المواد الشائعة الأفلام والجسيمات البلاستيكية، بالإضافة إلى الحصى والخفاف والطوب وغيرها من المواد. يجب تلقيح وسط الترشيح الجديد بالبكتيريا اللاهوائية، وقد يستغرق الأمر عدة أشهر حتى يتراكم الغشاء الحيوي إلى النقطة التي يمكن عندها معالجتها بكامل طاقتها.

 

خلال دورة المعالجة، يمر تيار مياه الصرف الصحي عبر وسط مرشح، والذي يستخدم لالتقاط الجزيئات الموجودة في التيار مع توفير مساحة سطحية كافية لتعريض البكتيريا اللاهوائية الموجودة في الأغشية الحيوية للمواد العضوية الموجودة في التيار. مع مرور الوقت، يجب مراقبة أداء مفاعل الترشيح بعناية، لأن وسائط الترشيح سوف تصبح مسدودة في النهاية بسبب الأغشية الحيوية المفرطة وتراكم الجسيمات، وتكون خطوات الصيانة مثل الغسيل العكسي والتنظيف مطلوبة للحفاظ على الأداء الأمثل.