عندما يتعلق الأمر بالتكنولوجيات الغامضة على ما يبدو في معالجة مياه الصرف الصحي ، فإن التأليف اللاهوائي هو بالتأكيد أحدها. فكر في الأمر ، بشكل عام ، نعتقد أنه للتعامل مع نيتروجين الأمونيا ، إما أننا نحتاج إلى إهانةها بقوة لتحويلها إلى نترات (النترات الهوائية) ، أو نحتاج إلى إيجاد مصدر للكربون لتحويله إلى النيتروجين (النتروجين). ومع ذلك ، فإن عموم اللاهوائي ليس مثاليًا. في بيئة خالية من الأكسجين ، يمكن أن يمزج مباشرة النيتروجين الأمونيا مع مادة أخرى تسمى النيتريت ، وفي النهاية حولها إلى النيتروجين والهروب. هذه العملية لا توفر الكهرباء فقط من أجل التهوية ، ولكن أيضًا توفر المال على إضافة مصادر الكربون. إنه ببساطة "خبير في توفير المال" في صناعة معالجة مياه الصرف الصحي ، لذلك حصل على اهتمام خاص في السنوات الأخيرة.
كيف تعمل بالفعل؟ نحتاج أولاً إلى التعرف على "البطل" وراءه - البكتيريا الأكسدة للأمونيا اللاهوائية. هذا الشيء ليس مجرد أي بكتيريا عادية. إنه ذو مزاج غريب للغاية ، ويخاف من البرد والحرارة ، وهو "أوتاكو" بشكل خاص. يحب البقاء في الطين اللاهوائي أو الأغشية الحيوية ، وينمو ببطء شديد ، أبطأ بكثير من البكتيريا في الحمأة المشتركة المشتركة. في بعض الأحيان يستغرق الأمر أسبوعًا للتكاثر. لأنه ينمو ببطء ، من الصعب استرداد بمجرد تدمير البكتيريا في نظام المعالجة.
عملية التفاعل المحددة ، بعبارة ذلك ببساطة ، تشبه "حزب التفاعل الكيميائي". تستخدم البكتيريا الأكسدة للأمونيا اللاهوائية نيتروجين الأمونيا (NH4+) كـ "وقود" والنتريت (NO2-) كـ "مؤكسد" ، ويتفاعل الاثنان داخل البكتيريا. من بينها ، يفقد النيتروجين الأمونيا الإلكترونات ويتأكسد ، ويحصل نتريت على الإلكترونات ويتم تقليله. أخيرًا ، ضربها "الشخصان" على الفور ، حيث يتحول معظمهما إلى النيتروجين (N2) ويواجهان الهواء ، في حين أن الجزء الصغير المتبقي قد يتحول إلى نترات (NO3-) أو الماء. يتم تنفيذ العملية برمتها في بيئة لاهوائية ، دون استهلاك الأكسجين أو إضافة مصادر كربون إضافية مثل الجلوكوز. أليس هذا فعالا بشكل خاص؟
ومع ذلك ، ما إذا كان يمكن أن يتأثر هذا "الحزب" بسلاسة بالعديد من العوامل. دعنا نتحدث عنهم واحدا تلو الآخر.
أولا ، درجة الحرارة. من المحتمل أن تكون درجة الحرارة الأكثر راحة للبكتيريا الأكسدة للأمونيا اللاهوائية بين 30 ℃ و 35 ℃ ، عندما تعمل بجد. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، مثل الانخفاض إلى أقل من 15 ℃ ، سيتم تقليل نشاط البكتيريا بشكل كبير وستتباطأ سرعة التفاعل بشكل كبير ؛ ولكن إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا ، حيث تتجاوز 40 ℃ ، فقد تكون البكتيريا "محفوفة" أو حتى تموت مباشرة. لذلك في التشغيل الفعلي ، وخاصة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في الشمال ، من الضروري إيجاد طرق لعزل خزان التفاعل في فصل الشتاء ، وإلا فإن تأثير العلاج سينخفض بالتأكيد.
ثم هناك قيمة درجة الحموضة. هذه البكتيريا حساسة بشكل خاص للحموضة والقلوية ، مع نطاق الأس الهيدروجيني الأمثل من حوالي 7.5 إلى 8.0 ، قلوية قليلاً. إذا كان الرقم الهيدروجيني منخفضًا جدًا ، مثل الانخفاض إلى أقل من 6.5 ، أو مرتفعًا جدًا ، يتجاوز 8.5 ، فإن نشاط البكتيريا سينخفض. وذلك لأن تغييرات الرقم الهيدروجيني يمكن أن تؤثر على نشاط الإنزيمات داخل الخلايا البكتيرية. تشبه الإنزيمات "أدوات" البكتيريا ، وإذا لم تعمل الأدوات بشكل صحيح ، فلن يكون العمل بشكل طبيعي.
هناك أيضًا الأكسجين المذاب ، وهو "العدو الطبيعي" للبكتيريا الأكسدة للأمونيا اللاهوائية. تشير كلمة "اللاهوائية" باسمها إلى أنها لا تستطيع رؤية الأكسجين. حتى كمية صغيرة من الأكسجين المذاب في الماء (مثل تجاوز 0.1mg/l) يمكن أن تمنع النشاط البكتيري ، وفي الحالات الشديدة ، حتى الوفاة البكتيرية. لذلك يجب التحكم في الأكسجين بصرامة في خزان التفاعل ، مما يضمن عمومًا أن تركيز الأكسجين الذائب يقل عن 0.1mg/l. وهذا يتطلب تصميم طريقة معقولة مدخل الماء لتجنب دخول الهواء ، وأحيانًا يكون نفخ النيتروجين ضروريًا أيضًا لإزالة الأكسجين.
التالي هو تركيز الركيزة ، وهو تركيز النيتروجين والنتريت الأمونيا. هاتان المادتان هما "طعام" البكتيريا ، ولكن ليس أكثر من اللازم ، لأن الكثير "سوف يدعمهما". لقد وجدت الأبحاث أنه عندما يتجاوز تركيز النتريت حدًا معينًا (مثل 200 ملغ/لتر أو أكثر) ، فإنه سيمنع نشاط البكتيريا ؛ التركيز العالي من النيتروجين الأمونيا غير فعال أيضًا ، لأنه يمكن أن يكون له تأثيرات مثبطة. علاوة على ذلك ، فإن نسبة الاثنين هي أيضا حاسمة. بشكل عام ، تكون نسبة تركيز نيتروجين الأمونيا إلى النيتريت أكثر ملاءمة بين 1: 1 و 1: 1.3 ، تمامًا مثل النسبة المناسبة للملح وصلصة الصويا عند الطهي ، مما يجعل الأطباق لذيذة.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن عصر الحمأة مهم أيضًا. كما ذكرنا سابقًا ، تنمو البكتيريا المؤكسدة في الأمونيا اللاهوائية ببطء ، لذلك يجب أن "الحمأة في النظام" قد تم الاحتفاظ بها لفترة أطول "، أي أن عمر الحمأة يجب أن يكون طويلًا بما فيه الكفاية ، وعادة ما يتم الاحتفاظ به 30 يومًا على الأقل ، وإلا فلن يتم تفريغه بمجرد أن ينمو قليلاً ، ولن يكون العدد البكتيري في المسبح كافيًا ، مما قد لا يحسن تأثير العلاج. وهذا هو السبب أيضًا في استخدام عمليات التسلسل اللاهوائي في الغالب معدات مثل مفاعلات الدُفعات التسلسلية (SBR) أو الأسرة المفيدة التي يمكن أن تحتفظ بالحمأة.
يمكن أن تسبب بعض المثبطات أيضًا مشكلة ، مثل المعادن الثقيلة (مثل النحاس والزنك والكروم) وبعض المضادات الحيوية وحتى المركبات العضوية السامة التي تم إحضارها من مياه الصرف الصحي ، والتي يمكن أن تضر بكتيريا الأكسدة اللاهوائية. لذلك قبل دخول الماء ، من الضروري القيام بعمل جيد من المعالجة المسبقة ومحاولة إزالة هذه المواد الضارة قدر الإمكان ، وإلا فإن البكتيريا التي تم زراعتها بشق الأنفس قد تكون "تسمم".
أخيرًا ، لا يمكن تجاهل وقت الاستبقاء الهيدروليكي. ببساطة ، يشير إلى الوقت الذي تبقى فيه مياه الصرف في خزان التفاعل. نظرًا لأن تفاعل أكسدة الأمونيا اللاهوائي لا يكون سريعًا بشكل خاص وتنمو البكتيريا ببطء ، يجب أن تبقى مياه الصرف الصحي في المسبح لفترة أطول للسماح للبكتيريا بوقت كاف "لتناول" النيتروجين والنتريت. إذا كان وقت الإقامة قصيرًا جدًا ولم يتم علاج مياه الصرف الصحي تمامًا قبل التدفق بعيدًا ، فإن جودة النفايات السائلة لن تفي بالمعايير بالتأكيد.
في الوقت الحاضر ، تم تطبيق تكنولوجيا العموميات اللاهوائية في العديد من الأماكن ، مثل علاج مياه الصرف الصحي العالية من النيتروجين مثل مياه الصرف الصحي القمامة والماشية ، مع نتائج جيدة بشكل خاص. لكنه ليس كليًا أيضًا. على سبيل المثال ، عندما لا تكون النترات في مياه الصرف الصحي كافية ، يجب دمجها مع عملية النترجة قصيرة المدى السابقة. أولاً ، يتم تحويل جزء من نيتروجين الأمونيا إلى نتريت ، ثم يتم استخدام بكتيريا الأمونيا اللاهوائية للعلاج.
بشكل عام ، تشبه تكنولوجيا التكنولوجيا اللاهوائية خبيرًا في معالجة مياه الصرف الصحي "فعالة من حيث التكلفة وفعالة" ، ولكن لجعلها تعمل بشكل جيد ، من الضروري ضبط درجة حرارة درجة الحرارة المذابة بشكل جيد ، وإلا فإنه لن يكون على استعداد للمساهمة. مع زيادة النضج للتكنولوجيا ، نعتقد أن المزيد من محطات معالجة مياه الصرف الصحي ستستخدمها في المستقبل ، مما يجعل بيئة المياه لدينا أفضل.
