فوائد العمليات الجوية والملاحية المختلطة في العلاج الثانوي

فوائد العمليات الجوية والملاحية المختلطة في العلاج الثانوي

وتمثل المعالجة الثانوية الجوهر البيولوجي للإدارة الحديثة للمياه المستعملة، حيث تحول الكائنات المجهرية المادة العضوية المبتلة والمعلقة إلى منتجات ثانوية غير مؤذية أو صلبة قابلة للتسوية، وتبحث المرافق على مدى عقود بين النظم الأيروبيولوجية أو الهوائية القائمة على تكاليف الطاقة، ومعالجة الأحقاد، وأهداف نوعية متفائلة، واليوم تظهر مجموعة متنامية من الممارسات الهندسية والبحوث أن المعالجة المميتة هي أهداف متداخلة تماماً.

مؤسسة الأيروبيك والميثانوي

العلاج البيولوجي الجوي

وتعتمد العمليات الجوية على الأكسجين كمقبل للكهرباء الطرفية، كما أن الأوكسجين الهالكي الوبائي يستهلك كمية كبيرة من الكربون العضوي (مقاسة بـ " BOD_{(5)، و}، وCOD " (DOD) في حالة التصريف الميكانيكي في أحواض الحيوانات، وينتج هذا الرد السريع:

المعالجة البيولوجية الجوية

70- ويُستعان في الهضم الجوي دون الأكسجين من خلال ممر من أربع مراحل: التحلل الهيدرولي، والحامض، والإسلوب المسبب للإيثان، والميثانجين، ويُقسم أول الأمر إلى سُكب مركب، وحامضات أمينو، وأحماض الدهون، ثم يُخصم إلى حمضات دهونية متفجرة، ويُحوَّل أخيراً إلى ميثان وثاني أكسيد الكربون من قبل أرخه(10).

أوجه التآزر في النظم المشتركة

"الثورة المحسنة عبر "برودر سبكتر

كما أن المراحل الأيروسوبية والهوائية المركبة تتيح لكل عملية معالجة أفضل ما يمكن أن تعالجه، كما أن التحلل الهيدروليكي الهوائي يكسر المركبات العضوية القابلة للتحلل الأحيائي (مثلاً، الدهون، البروتينات، النيتروز) في إطار مواضع فرعية بسيطة يمكن أن تتراكم بسرعة.

استعادة الطاقة والحد من آثار الكربون

أما المرحلة الهوائية فتحول جزءا من الحمولة العضوية المؤثرة إلى غاز بيولوجي غني بالميثان، مما يعوض الطلب على الطاقة من التخصيب، وفي محطة بلدية نموذجية، يُستحوذ على الغاز الحيوي من الحمأة الأولية، ويُمكن أن يلبي في إطارها معدل التدفق العضوي من النفايات المنشطة ([التحميل العضوي]) 50-80 في المائة من احتياجات المرفق من الطاقة.

خفض الأحماض وتحسين التعامل

ويستقر الهضم الجوي في الكتلة الحيوية ويقلل من الكتلة الصلبة بنسبة ٤٠-٦٠ في المائة بالمقارنة مع الاستقرار الهوائي فقط، وعندما تطبق المعالجة المسبقة للهواء في أعلى المجرى، ينتج الحجم الإجمالي للحطام من المياه والتحلل بدرجة كبيرة، ويخفض تكاليف الهضبة، ويزيد من رسوم رسم مدافن القمامة، ويزداد استقرار الحمأة الهضمية مع انخفاض مستوى الفول السوداني وانخفاض المسببة للمرضى.

استقرار العملية في إطار الحد الأدنى

وتواجه محطات معالجة مياه الصرف التقلبات اليومية والموسمية في التدفق والقوة، فالنظم الهوائية غير حساسة نسبياً بالنسبة للصدمات العضوية لأن الميثاجينات البطيئة النمو تعطل التغيرات السريعة: فهي يمكن أن تستوعب الذروة العابرة دون حدوث انهيار فوري في الغسل أو الأداء، وتعاني المراحل الأيروبيكية بدورها من القدرة على التحلل في المغذيات وتلتقط أي تراكمات الصلبة من المفاعل الهوائي.

استرداد المغذيات

(أ) أن تُطلق [الهضم الأيروسوبيكي] الفوسفور والنيتروجين من الرواسب البيولوجية إلى مرحلة السائل، وبإدماج مفاعلات تبلور السائل (مثلاً، على مُنَحِّل الهضم الجوي) أو تكنولوجيات الأنموكس الجانبي، يمكن للمرافق أن تستعيد الفوسفور باعتباره سماداً بطي الارتداد وتخفض كمية النيتروجين المستعادة إلى عملية الإزالة.

مؤتمرات التنفيذ

عملية السُمية - السمية - الجوية (A2O)

وتضع تشكيلة الألف-2 مناطق هوائية وسامية وهيروبية في سلسلة، مع إعادة تدوير داخلية من منطقة الأيروبيك إلى منطقة سمية للتنقيب، وتستخدم هذه التصميمات على نطاق واسع في إزالة المغذيات البيولوجية (BNR) ويمكن تكييفها مع العمليات المختلطة ببدء المنطقة الهوائية التي لديها وسائط إعلام ثابتة الرش لتقليل استهلاك الكم من الفلور (A) إلى مستوى أعلى من المصانع ذات السعة (Aflus-O)().

المعالجة المسبقة الجوية التي يتبعها البولنديون الهوائيون

(أ) المفاعلات الهوائية العالية الجودة (UASB، EGSB، المفاعلات الأيروبينية ذات الصبغة الإيروبية) تعالج التدفق الرئيسي للمياه المستعملة أولاً، وتزيل 60-80 في المائة من الديوكسينات أثناء إنتاج الغازات الأحيائية، ثم تنتقل السائلة عبر مرحلة حرارة (الحمأة المنشطة، أو الرشاقة، أو المفاعل الحيوي)

Integrated Fixed-Film Activated Sludge (IFAS) and Moving Bed Biofilm Reactor (MBR)

ويعلق نظامي الاتحاد الدولي لنظم المعلومات المالية والثنائية البيرفلورية ناقلات البلاستيك في المفاعل الهوائي لدعم الرشيات البيولوجية ذات النمو المنخفض، وزيادة تركيز الكتلة الأحيائية، والتزود بالكميات السائلة دون زيادة حجم الصهاريج، وعندما يقترن ذلك بمنطقة منفصلة منعزلة في أعلى المجرى (أو جهاز هضميائي مائي لمعالجة جانبية)، فإن هذه النظم تحقق عمليات إزالة عالية الجودة من المواد الكيميائية وتضليلها في إطار تركيبة مدمجة.

مفاعلات باتش المجهزة بالمرحلة الجوية

ويمكن أن تشمل عمليات الاختزال التي تعمل في دورة مطاطية مجهزة بالأجهزة المكلورة مرحلة خليط هوائي قبل حدوث التآكل، وهذا التصميم على الدورة يشجع على إطلاق الفوسفور واستيعابه، وإذا ما طالت المرحلة الهوائية (2-4 ساعات)، فإنه يسمح لبعض الميثانات أن تحدث داخل المفاعل.

دراسات الحالة العالمية الحقيقية

Ejby Mølle Wastewater Treatment Plant, Denmark

ويستخدم هذا المرفق البالغ ٠٠٠ ١٠٠ بيزو مفاعلا من مفاعلات الحاسب الآلي للعلاج الأولي، تليه عملية مضغوطة للتنجيم - التكرير وتوضيحها النهائي، وتولد الغازات الأحيائية من مركب الحامض الموحد ومن جهاز مستقل لحفر الحمأة الكهرباء والحرارة، ويغطي 90 في المائة من الطلب على الطاقة في المصنع، ويفي إجمالي جودة التصريف الدانمركي (8 ملغم من اللغ/لتر، ومتوسط الأدنى من وزن الجسم/لتر)

Seneca Wastewater Treatment Plant, USA

وفي ولاية نيويورك، أعيدت تعبئة الشبكة العالمية للدبابات في عام 2015 لتحويل حمض مشبع بالهباء إلى نظام لمعالجة هوائي - هوائي، ويعالج جهاز للحفر الهوائي الحمأة الأولية والحمأة السكّينة المنشطة للنفايات، بينما تنتقل التدفق الرئيسي من خلال تشكيلة من المواد السامة - الهوائية مع ناقلات الطاقة IFASh، تبلغ نسبة الخفض فيها 40 في المائة.

محطة خامناغار للثغر الصناعي، الهند

ويعالج هذا المرفق، الذي يعمل في مجمع كبير من البتروكيميائيات والتنقية، المياه الصناعية العالية الارتداد (COD ⁇ 5000 mg/L) باستخدام نظام غير مركب ذي مرحلتين، يليه مفاعل للمسدسات الحيوية المتحركة (الهيروبيك) ويزيل الـ 75 في المائة من الـ ديوكسجين وينتج الغازات الأحيائية المستخدمة في توليد البخاري (MBR)

التحديات والنظر في العمليات

وتحتاج النظم المتكاملة إلى تصميم دقيق لتجنب حدوث كسور مشتركة، إذ أن المفاعلات الهوائية حساسة بالنسبة لدرجات الحرارة المنخفضة؛ وتباطؤ مستويات الميثان في مستويات منخفضة، مما يقلل من غلة الغاز الحيوي وكفاءته في المعالجة، وقد تكون هناك حاجة إلى إجراء تحليل دقيق للأرصدة من الغازات الأحيائية أو حقن كثيف في المناخ البارد.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

ويواصل البحث دفع حدود المعالجة المشتركة، إذ إن أجهزة التبريد الهوائي التي تعمل بالأشعة السينية (AnMBR) تزيل الحاجة إلى توضيح منفصل، وتنتج مركبات متينة خالية من الفلور يمكن معالجتها مباشرة في إطار آلية للتنقيب عن الطاقة ذات الجودة العالية، وتنتج عن ذلك أجهزة لتوليد الطاقة ذات الصبغة المتوسطة (DBR) وتُنتج عنها مواد كيميائية متزامنة ذات تأثير ٠,٢ كيلو متر مربع.

خاتمة

(أ) أن يُحقق [تدمج العمليات البيولوجية الهوائية والهوائية في إطار المعالجة الثانوية للمياه المستعملة منافع قابلة للقياس: إزالة الملوثات بدرجة أعلى، واسترداد كميات كبيرة من الطاقة، وازدياد استقرار العمليات، وإتاحة فرص جديدة لاستعادة الموارد، مع وجود تحديات مثل درجة الحرارة وزيادة تعقيدات التحكم، يمكن إدارتها مع الممارسة الهندسية الحالية، وتظهر دراسات الحالة من الدانمرك والولايات المتحدة والهند أن النظم المشتركة تتسم بالنضج التقني وجذب النفايات الاقتصادية.