مقدمة
مع التطور السريع للتصنيع ،معالجة مياه الصرف الصحيالتقنيات تتطور باستمرار. من بينها ، الهوائية ، الأكسدة ، واللاهوائية هي ثلاث عمليات معالجة بيولوجية شائعة. يمكنهم إزالة الملوثات بشكل فعال مثل المواد العضوية والنيتروجين والفوسفور في مياه الصرف الصحي ، ولكل منها خصائص مختلفة. اليوم ، في هذه المقالة ، سوف نستكشف الأدوار والعمليات وكيفية اختيار ما المناسب لتطبيق معالجة المياه الخاصة بك لهذه العمليات الثلاث معك.
ما هي العمليات الهوائية ، غير الأكساء ، اللاهوائية ، وأدوارها؟
الهوائية ، غير الأكساء ، واللاهوائية هي ثلاث عمليات معالجة بيولوجية مختلفة. تكمن الاختلافات الرئيسية بينهم في وجود أو عدم وجود الأكسجين وتركيز الأكسجين في خزان المعالجة. فيما يلي تعريفاتها ومقارناتها:
|
نوع العملية |
تركيز الأكسجين |
الكائنات الحية الدقيقة الرئيسية |
ردود الفعل النموذجية |
|
الهوائية |
تركيز عالية من الأكسجين |
البكتيريا الهوائية |
أكسدة المادة العضوية في CO₂ و H₂O |
|
الأكسجين |
تركيز منخفض من الأكسجين |
البكتيريا اللاهوائية الاختيارية |
الحد من النترات في غاز النيتروجين |
|
اللاهوائية |
لا الأكسجين |
البكتيريا اللاهوائية |
تحلل المواد العضوية إلى الميثان و CO₂ |
العملية الهوائية
تشير العملية الهوائية إلى أكسدة وتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي في ثاني أكسيد الكربون والماء بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية في ظل حالة الأكسجين الكافي. تشمل عمليات المعالجة الهوائية الشائعة عملية الحمأة المنشطة ، والمرشحات البيولوجية ، وخنادق الأكسدة.
(1) المزايا:
• كفاءة علاج عالية ، مناسبة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق واسع تعمل بشكل مستمر.
• أداء الحمأة جيدة الأداء ، تسهيل فصل السائل الصلب اللاحق.
• ينطبق على مياه الصرف الصحي المحلية ، ومياه الصرف الصناعية ، ومياه الصرف العضوية المنخفضة التركيز.
(2) العيوب:
• مطلوب إمدادات الأكسجين المستمر من خلال معدات التهوية ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف.
• تأثير العلاج المحدود على المياه العادمة العضوية عالية التركيز.
• يتم إنشاء كمية كبيرة من الحمأة الزائدة ، والتي تتطلب مرافق علاج الحمأة إضافية.
عملية الأكسجين
إنه يشير إلى عملية التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تنفذها الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية في بيئة ذات تركيز منخفض الأكسجين. يستخدم العلاج الأكسجين بشكل رئيسي لعملية إزالة النتروجين ، أي تقليل النترات إلى غاز النيتروجين لإزالة ملوثات النيتروجين في مياه الصرف. خزانات الأكسجين ومرشحات النتروجين هي أمثلة شائعة.
(1) المزايا:
• إزالة النيتروجين عالية الكفاءة للتحكم في التخثث من المسطحات المائية.
• لا يلزم إمدادات الأكسجين ، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة.
• مناسبة للمياه العادمة التي تحتوي على تركيز عال من النترات.
(2) العيوب:
• متطلبات عالية للتحكم في الأكسجين الذائب (DO).
• يتأثر نشاط الكائنات الحية الدقيقة في العملية الأكسجين إلى حد كبير بدرجة الحرارة.
• في عملية إزالة النترج ، يجب دمجها مع العملية الهوائية السابقة لتوليد نترات ولا يمكن استخدامها بمفردها.
عملية اللاهوائية
في معالجة المياه ، بشكل عام ، تحت حالة عدم وجود الأكسجين ، يتم استخدام الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية لتحلل المادة العضوية إلى الميثان وثاني أكسيد الكربون. هذه العملية هي الأنسب لعلاج مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز ، مثل معالجة الأغذية الصرف الصحي وهضم الحمأة. ويشمل ممثلوها الهضم اللاهوائي ، وبطانية الحمأة اللاهوائية (UASB) ، ومرشحات اللاهوائية.
(1) المزايا:
• يمكن إعادة تدوير الغاز الحيوي المنتجة كمصدر للطاقة.
• لا يلزم إمدادات الأكسجين ، ومناسبة لعلاج مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز.
• يتم إنتاج حمأة أقل ، والتي يمكن أن توفر تكاليف العلاج.
(2) العيوب:
• نمو مجتمعها الميكروبي بطيء ، وعادة ما يستغرق عدة أسابيع أو حتى أشهر.
• الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية حساسة للمعادن الثقيلة والكبريتيدات في مياه الصرف الصحي ويمكن تثبيتها بسهولة.
• جودة النفايات السائلة رديئة ، والعمليات الهوائية اللاحقة مطلوبة لمزيد من التنقية.
أدوارهم الرئيسية في معالجة المياه
العملية الهوائية
(1) إزالة المادة العضوية:الكائنات الحية الدقيقة الهوائية تحول المادة العضوية القابلة للتحلل (BOD) في مياه الصرف إلى ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والماء (H₂O) من خلال الأكسدة والتحلل.
(2) إزالة نيتروجين الأمونيا (النتروجين):تحول البكتيريا النيتروية في العملية الهوائية نيتروجين الأمونيا (NH₄⁺) في مياه الصرف الصحي إلى نترات (NO₃⁻). ينقسم هذا إلى خطوتين:
• البكتيريا الأكسدة الأمونيا تحول النيتروجين الأمونيا إلى نتريت (NO₂⁻).
• البكتيريا المؤكسدة على نتريت تحويل نتريت إلى نترات (لا).
(3) إزالة جزء من الفسفور:في ظل الظروف الهوائية ، يمكن لبعض البكتيريا التي تراكم الفوسفور أن تمتص الفوسفات في مياه الصرف الصحي وتخزينها في الخلايا ، مما يقلل من محتوى الفوسفور في مياه الصرف. ومع ذلك ، يجب دمج هذا مع العملية اللاهوائية لتحقيقها.
عملية الأكسجين
(1) إزالة النترات (نترات):جوهر العملية الأكسدة هو إزالة النتروجين ، أي تقليل النترات (NO₃⁻) إلى غاز النيتروجين (N₂).
(2) استخدام مصدر الكربون التكميلي:في عملية إزالة النترج ، يمكنها استخدام المادة العضوية في مياه الصرف الصحي كمصدر للكربون ، مما يقلل من تكلفة التشغيل.
(3) إزالة النيتروجين التآزرية:عند دمجها مع العملية الهوائية ، يمكن أن تشكل هذه العملية عملية A/O (الأكسجين/الهوائي) أو A²/O (اللاهوائية/غير الأكسجين/الهوائية).
عملية اللاهوائية
(1) تدهور المادة العضوية عالية التركيز:تحلل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية المادة العضوية المعقدة في مياه الصرف الصحي إلى مادة عضوية بسيطة وأخيراً تحويلها إلى الميثان (CH₄) وثاني أكسيد الكربون (CO₂).
(2) إنتاج الغاز الحيوي:تنتج العملية اللاهوائية الغاز الحيوي أثناء تدهور المواد العضوية. مكوناته الرئيسية هي الميثان وثاني أكسيد الكربون.
(3) إزالة جزء من المواد الصلبة المعلقة:إنه يزيل جزءًا من المواد الصلبة المعلقة (SS) في مياه الصرف الصحي من خلال امتصاص وهطول الكائنات الحية الدقيقة ، وبالتالي تحسين جودة النفايات السائلة.
كيفية تحديد هذه العمليات لتطبيقك
يحتاج اختيار عملية معالجة مياه الصرف الصحي المناسبة إلى النظر في جوانب مختلفة ، بما في ذلك أهداف معالجة مياه الصرف الصحي وتكاليف التشغيل وظروف الموقع. فيما يلي بعض الاقتراحات لاختيار العملية:
1. أهداف معالجة مياه الصرف الصحي:كل عملية علاج لها دور مختلف. إذا كان هدف معالجة المياه هو إزالة المادة العضوية ، فيمكنك اختيار عملية المعالجة الهوائية. إذا كان ذلك لإزالة النيتروجين ، يمكنك اختيار عملية العلاج الأكسجين. ويستخدم العلاج اللاهوائي بشكل عام لمياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز.
2. تكاليف التشغيل:تكلفة تشغيل عملية المعالجة الهوائية مرتفعة نسبيًا ، وذلك أساسًا لأن الأكسجين الكافي يجب توفيره. في حين أن تكلفة تشغيل عملية المعالجة اللاهوائية منخفضة نسبيًا. نظرًا لأنه لا يتطلب أي معدات لتزويد الأكسجين ويمكن أن تنتج الغاز الحيوي كمصدر للطاقة.
3. شروط الموقع:تتطلب عملية المعالجة الهوائية المزيد من تكاليف المساحة والمعدات. لأنه سيولد الكثير من الحمأة أثناء عملية معالجة المياه ، وهناك حاجة إلى معدات إضافية للتنظيف والنقل. وينطبق الشيء نفسه على العملية اللاهوائية ، والتي ستنتج الغاز الحيوي.
4. العمليات المشتركة:في بعض الأحيان ، يمكنك أيضًا الجمع بين هذه العمليات الثلاث للاستخدام. وفقًا لاختباراتنا ، يمكنهم تحسين جودة المياه بشكل فعال وتقليل إنتاج الحمأة المنشطة التقليدية.
خاتمة
من المحتوى أعلاه ، تعلمنا عن أدوار وخصائص العلاجات الهوائية والأكسجين واللاهوائية في معالجة المياه ، وكذلك كيفية اختيار واحد مناسب للتطبيق. كمورد مهني لمعالجة المياه ، Aquasust لديهتجربة غنية في تعاون المشروع. إذا كنت ترغب في تخصيص مشروع معالجة المياه أو تصميمه أو تثبيته أو تجديدهاتصل بنالترقية كفاءة العلاج الخاصة بك.