عندما نتحدث عن معالجة مياه الصرف الصحي، الحمأة النشطة هي بطل لا مفر منه. إنها مثل مصنع صغير فائق القوة، يسكنه مختلف الكائنات الحية الدقيقة.هؤلاء الرجال الصغار يعملون معاً لتفكيك القذارة في مياه الصرف الصحي وجعلها نظيفةاليوم، دعونا نتحدث عن مبدأ استخدام الوحل المنشط لإزالة COD ونيتروجين الأمونيا، فضلا عن العلاقات المعقدة بينهما.
دعونا نتحدث أولاً عن COD، والتي تعني الطلب الكيميائي على الأكسجين. ببساطة، يشير إلى كمية المواد المقللة في الماء التي يمكن أن تتأكسدة بواسطة المواد المأكسة الكيميائية.هذه المواد هي في الغالب مركبات عضوية، مثل بقايا الأغذية المختلفة والإفرازات في مياه الصرف الصحي المنزلية، ومختلف المركبات العضوية في مياه الصرف الصحي الصناعية.
يعتمد إزالة COD بواسطة الوحل النشط بشكل رئيسي على عملية الأيض من الكائنات الحية الدقيقة. هناك العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة في الوحل النشط ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والحيوانات الأولية ، إلخ.من بينهم، البكتيريا هي القوة الرئيسية في علاج المرض المزمن. هذه البكتيريا هي مثل الأطعمة الخارقة، امتصاص المواد العضوية من البيئة المحيطة في أجسامهم من خلال أغشية الخلايا. على سبيل المثال،انها مثل مص الشاي الحليب في أفواهنا مع القشالمادة العضوية التي تدخل الخلية تخضع لسلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة تحت تأثير الإنزيمات المختلفةالمواد العضوية تتحلل إلى ثاني أكسيد الكربونالمياه، والمواد الجزيئية الصغيرة الأخرى. ثاني أكسيد الكربون يذهب إلى الهواء، وترك الماء في الماء المعالجة.تستخدم البكتيريا بعض المواد الجزيئية الصغيرة لصنع موادها الخلوية الخاصة للنمو والتكاثر، بينما يستمر آخرون في المشاركة في تفاعلات الأيض الأخرى. يمكن تفريغ الطين البيولوجي الزائد من النظام من خلال معدات تفريغ الطين. خلال هذه العملية،يتم استهلاك كمية كبيرة من COD في مياه الصرف الصحيويتم تنقية نوعية المياه.
دعونا نتحدث عن النيتروجين الأمونيا مرة أخرى. النيتروجين الأمونيا يشير إلى النيتروجين الموجود في الماء في شكل الأمونيا الحرة (NH3) وأيونات الأمونيا (NH4 +).تحتوي مياه الصرف الصحي المنزلية والكثير من مياه الصرف الصحي الصناعية على كمية كبيرة من النيتروجين الأمونياإذا تم تفريغها مباشرة، فإنها يمكن أن تسبب ضررًا خطيرًا لمجتمعات المياه مثل التجفيف. لذلك، فإن إزالة النيتروجين الأمونيا هي أيضًا مهمة مهمة في معالجة مياه الصرف الصحي.إزالة النيتروجين الأمونيا من خلال الوحل النشط يعتمد بشكل رئيسي على عمليتينالنترة والجفاف، والتي تكتمل عن طريق أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة التي تعمل معا.عملية التنيتر هي تحويل النيتروجين الأمونيا إلى النيتروجين النترات (NO3-)يمكن تقسيم البكتيريا النتراتية إلى نوعين. نوع واحد هو البكتيريا النتراتية،الذي يقوم أولاً بتأكسيد النيتروجين الأمونيا إلى نيتريت النيتروجين (NO2-)هذه العملية تشبه إضافة طبقة إضافية إلى منزل صغير؛ نوع آخر هو البكتيريا النتراتية، التي تؤكسد المزيد من النيتريت النيتروجين إلى النيتريت النيتروجين، مما يعادل تغطية منزل.البكتيريا النترية تحتاج إلى الأكسجين لعملها، لذلك يتم تنفيذ هذه العملية في ظل الظروف الهوائية.
عملية تجريد النيتريتين هي عكس عملية التجديد النيتريتيني، والتي تحول النيتريتين النيتريتين مرة أخرى إلى النيتروجين وتطلقها إلى الهواء.الذين يقومون بهذه المهمة هم البكتيريا المنزوعة من النيترون، التي تستخدم المواد العضوية في مياه الصرف الصحي كمانحين إلكترونات في البيئات اللاهوائية للحد تدريجيا من النيتريت النيتريت إلى النيتريت النيتريت، أكسيد النيتريك، أكسيد النيتروجين،وفي النهاية غاز النيتروجينهذه العملية تشبه هدم منزل تم بناؤه سابقاً قليلاً و في النهاية تحويله إلى هواء يختفيولكنها تستخدم أيضا المواد العضوية في مياه الصرف الصحي للحد من COD، والتي يمكن وصفها بأنها تقتل عصفورين بحجر واحد.
بعد ذلك، دعونا نتحدث عن العلاقة بين COD وإزالة النيتروجين الأمونيا. التأثير المتبادل والتآزر بينهما مثير للاهتمام. من منظور التأثير المتبادل،أولاًكما ذكر سابقا، تتطلب عملية تجريد النيترونات المواد العضوية كمانح إلكترون.إذا كان محتوى COD في مياه الصرف الصحي منخفضًا جدًا وليس هناك ما يكفي من المواد العضوية لتوفير الطاقة والإلكتروناتلا يمكن للبكتيريا المنزوعة من النترات أن تعمل بشكل صحيح، وسيتأثر معدل إزالة النيتروجين الأمونيا بشكل طبيعي. على سبيل المثال، إذا كان هناك كمية قليلة جدا من COD في مياه الصرف الصحي،البكتيريا المنزوعة من النترات تشبه العمال الذين لم يأكلوا بما فيه الكفاية وليس لديهم الطاقة للعمللا يمكن تحويل النيتروجين النتراتي إلى غاز النيتروجين بسلاسة، ولا يمكن إزالة النيتروجين الأمونيا.
وعلى العكس من ذلك، تؤثر عملية إزالة النيتروجين الأمونيا أيضًا على إزالة COD. أثناء عملية التنيتر، على الرغم من أن البكتيريا التنيتر تكسيد النيتروجين الأمونيا بشكل رئيسي،هذه العملية تستهلك أيضا كمية معينة من المواد العضويةلأن نمو وتمثيل الكائنات الغذائية للبكتيريا المستنفدة تحتاج أيضاً إلى طاقة جزء منها يأتي من تحلل المواد العضويةمستوى محتوى النيتروجين في الأمونيا وكثافة تفاعل التنيتر بشكل غير مباشر يؤثر على إزالة المواد العضوية (COD).
دعونا نتحدث عن تأثيرهم التآزري. في نظام الوحل النشط، الكائنات الحية الدقيقة التي تزيل COD ونيتروجين الأمونيا ليست مستقلة،في المنطقة الهوائية، توفر البكتيريا المتعددة الأشكال بيئة معيشية مناسبة للبكتيريا الليتراتية مع إزالة COD.الحد من BOD (طلب الأكسجين الكيميائي الحيوي)، وهو أيضا مؤشر لمحتوى المواد العضوية وترتبط ارتباطا وثيقا مع COD) في المياه،بحيث لا تكون البكتيريا النترية في وضع غير مناسب بسبب المنافسة على الأكسجين المذاب مع البكتيريا المتعددة الأشكالفي المنطقة غير السامة denitrifying bacteria utilize the intermediate products or residual organic matter generated during the COD removal process as a carbon source to complete the denitrification process and remove ammonia nitrogenإنها مثل العمليات المختلفة في خط الإنتاج، حيث يعمل الجميع معًا لإكمال المهمة الكبيرة لمعالجة مياه الصرف الصحي.
عملية إزالة الـ COD ونيتروجين الأمونيا من الوحل النشط تشبه الرقص المبرمج بعناية، حيث تظهر الكائنات الدقيقة قدراتها الخاصة.عمليات إزالة COD ونيتروجين الأمونيا مترابطةفقط من خلال فهم عميق لهذه المبادئ والعلاقات يمكننا التحكم بشكل أفضل في نظام معالجة مياه الصرف الصحي، وضمان عملها الفعال والمستقر،تحويل المياه القذرة إلى موارد مياه نظيفة، وحماية بيئتنا.
