أنواع أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية ومزاياها

TL؛ DR: Nearly 80% of the world’s wastewater is still discharged untreated. Aerobic wastewater treatment uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus during the secondary treatment stage, with blowers or compressors supplying air. The three main systems are conventional activated sludge, membrane bioreactors (MBR) and moving bed bioreactors (MBBR). Compared with anaerobic treatment, aerobic systems give less odour, convert ammonia to nitrate and cut methane emissions.

في عام 2024، وصل الطلب على معالجة مياه الصرف الصحي الفعالة والمستدامة إلى أعلى مستوياته على الإطلاق، مدفوعًا بتزايد التصريف الصناعي، وتحديات مياه الصرف الصحي الحضرية، واللوائح البيئية الأكثر صرامة.

بحسب تقرير الأمم المتحدة عن المياه ، يتم تصريف ما يقرب من 80% من مياه الصرف الصحي في العالم دون معالجة ، مما يؤدي إلى تلوث مائي حاد.

مع تركيز الحكومات والصناعات على حلول معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية، اكتسبت طرق المعالجة البيولوجية - وخاصة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية - أهمية كبيرة لكفاءتها في تكسير الملوثات مع تقليل إنتاج الحمأة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

عادة، تخضع محطة معالجة مياه الصرف الصحي لثلاث عمليات مهمة: الأولية والثانوية والثالثية، والتي تندرج منها مرحلة المعالجة البيولوجية ضمن المرحلة الثانوية.

تتكون مرحلة المعالجة البيولوجية بشكل أساسي من نوعين: المعالجة الهوائية والمعالجة اللاهوائية.

تعتمد معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية على استخدام الأكسجين لتحلل الملوثات العضوية والملوثات الأخرى مثل النيتروجين والفوسفور.

يقوم جهاز التهوية الميكانيكي، مثل منفاخ الهواء أو ضاغط الهواء، بإنشاء فقاعات هوائية لخدمة غرضين رئيسيين: التهوية والتحريك.

تعمل التهوية على توفير الأكسجين للمياه العادمة، والذي تستغله الميكروبات الهوائية التي تعمل على تسريع تحلل المياه العادمة.

كمية الأكسجين المذاب التي تحتاجها الكائنات الحية الهوائية لتحليل المواد العضوية إلى جزيئات أصغر تسمى الطلب البيولوجي للأكسجين أو BOD.

يتم استخدامه بشكل متكرر لقياس كمية تحلل الميكروبات للملوثات العضوية.

يمكن أن يؤدي إدخال الملوثات مثل المخلفات الصناعية أو النفايات البرازية المنزلية أو جريان الأسمدة إلى ارتفاع مستويات الطلب البيوكيميائي للأكسجين، مما يشير إلى تركيز مرتفع من المواد القابلة للتحلل البيولوجي في مياه الصرف الصحي.

وبما أن هذه الكائنات الحية تحتاج إلى الأكسجين، فإن الأنظمة الهوائية تحتاج إلى طريقة لتوفيره للكتلة الحيوية.

ويمكن القيام بذلك من خلال تضمين برك معالجة مياه الصرف الصحي - والتي توفر مساحة سطح كبيرة لإدخال الهواء إلى مياه الصرف الصحي، أو من خلال دمج أجهزة التهوية الميكانيكية.

بعد أن فهمنا غرض محطة معالجة مياه الصرف الصحي، دعونا نقوم بتحليل كيفية عمل نظام المعالجة.

كيف تعمل أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية؟

قد يتكون نظام معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية من إجراءات متعددة ومجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة، اعتمادًا على التركيب الكيميائي لمياه الصرف الصحي واحتياجات النفايات السائلة.

بالإضافة إلى ذلك، سوف يحتاجون إلى أنظمة تشغيل محددة تتغير بناءً على البيئة المطلوبة للحفاظ على معدلات نمو الكتلة الحيوية المثالية لمجموعات ميكروبية معينة.

على سبيل المثال، غالبًا ما يكون من الضروري مراقبة التهوية وتعديلها للحفاظ على مستوى ثابت من الأكسجين المذاب والحفاظ على تكاثر البكتيريا في النظام بالسرعة المناسبة لتلبية معايير التفريغ.

بالإضافة إلى الأكسجين المذاب، يجب في كثير من الأحيان موازنة الأنظمة البيولوجية من حيث التدفق والحمل والرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والعناصر الغذائية.

الآن بعد أن فهمنا كيفية عملها، دعونا نتعلم عن أنواع أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية.

أنواع أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية

الحمأة المنشطة التقليدية

Wastewaters from the primary treatment phase enter an aeration tank, where activated sludge processes تحدث.

بعد التهوية، يتم تحلل المواد العضوية وابتلاعها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية المعلقة (العائمة بحرية)، مما يؤدي إلى ظهور مواد صلبة بيولوجية تتكتل في كتل أو تكتلات أكبر.

يتم فصل مياه الصرف الصحي عن الكتل العالقة عن طريق الترسيب بعد دخولها إلى خزان الترسيب أو جهاز التوضيح.

يتم التحكم في الكتلة الحيوية المولدة عن طريق إعادة تدوير الحمأة المنشطة في خزان التهوية، في حين يتم التخلص من المواد الصلبة الزائدة على شكل حمأة.

غالبًا ما تتطلب أنظمة معالجة الحمأة المنشطة مساحة أكبر وتنتج كميات هائلة من الحمأة، الأمر الذي يرتبط بتكاليف التخلص منها.

ومع ذلك، فإن تكاليف رأس المال والصيانة متواضعة نسبيا مقارنة بالحلول البديلة.

المفاعل الحيوي الغشائي (MBR)

تعد مفاعلات الأغشية الحيوية (MBRs) من أحدث تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية والتي تجمع بين الحمأة المنشطة بالنمو المعلق التقليدي مع الترشيح الغشائي، بدلاً من الترسيب، لفصل المواد الصلبة المعلقة وإعادة تدويرها.

قد يتكون المفاعل الحيوي الرئيسي النموذجي من خزانات معالجة هوائية (أو لاهوائية في نظام لاهوائي)، ونظام تهوية، وخلاطات، وخزان غشاء، ونظام تنظيف في المكان، وغشاء ترشيح فائق من الألياف المجوفة أو من صفائح مسطحة.

وبفضل أجزائها المتعددة وعمليات التنظيف التي تقوم بها، فهي معروفة بتكاليف رأس المال والتشغيل والصيانة المرتفعة.

المفاعلات الحيوية ذات السرير المتحرك (MBBRs)

تتكون مفاعلات الأغشية الحيوية المتحركة (MBBRs) عادةً من خزانات تهوية مملوءة بحوامل أغشية حيوية صغيرة متحركة من البولي إيثيلين يتم الاحتفاظ بها في الوعاء بواسطة مناخل احتجاز الوسائط.

بفضل حاملات الأغشية الحيوية المتحركة المعلقة، تسمح مفاعلات MBBR بمعالجة مياه الصرف الصحي ذات الطلب البيوكيميائي المرتفع في منطقة أصغر دون انسداد.

تُستخدم المصفيات الثانوية عادةً بعد مفاعلات البروم ثنائي التكافؤ، ولكن لا يتم إعادة تدوير الحمأة مرة أخرى في العملية.

تترسب الحمأة الزائدة، والتي يتم جمعها في خليط من المواد الصلبة ونقلها بعيدًا كنفايات صلبة، أو تتم إزالة الخليط بواسطة شاحنة تفريغ الهواء.

بعد فهم العمليات الثلاث المشاركة في أنظمة مياه الصرف الصحي الهوائية، هل تعرف مزايا تركيب هذا النظام في محطة معالجة مياه الصرف الصحي الخاصة بك؟

مزايا أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الهوائية

يتطلب العلاج الهوائي توفير الأكسجين للحفاظ على الكائنات الحية الدقيقة الهوائية.

وبالمقارنة بالمعالجة اللاهوائية، فإن التهوية لها مزايا تقليل الرائحة، ونترتة الأمونيا إلى نترات (مما قد يقلل من انبعاثات الأمونيا)، والحصول على شكل نيتروجين متاح بسهولة للمحاصيل ولكنها أيضًا أكثر عرضة للتسرب، وتقليل الغازات المسببة للانحباس الحراري، وخاصة الميثان.

إنها عملية موثوقة ومباشرة وفعالة تساعد في تحسين جودة مياه الصرف الصحي، مما يجعلها صالحة للاستخدام.

إن الحمأة الناتجة عديمة الرائحة ويمكن إعادة استخدامها كسماد عضوي في الصناعة الزراعية.

ومع ذلك، في بعض الأحيان، قد تتعطل هذه الأنظمة إذا كانت الميكروبات غير قادرة على معالجة مياه الصرف الصحي.

وللتغلب على مثل هذه المشكلات، أجرينا سنوات من البحث وصياغة حلول يمكنها تحسين الأداء العام لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي دون إجراء تغييرات كبيرة على النظام الحالي.

استخدم سلالة ميكروبية helps reduce high COD/BOD levels, reduce sludge volumes, reduce high TSS levels and improve the plant’s efficiency.

لقد عالجت هذه التقنية ما يزيد عن 10 مليارات لتر من مياه الصرف الصحي في جميع أنحاء العالم.

We continue to help industries like chemical,  dairy, pharma, dye, textile, and others treat their effluent with the right technology.

هل ترغب في معرفة المزيد عن التكنولوجيا الهوائية واللاهوائية وأهميتها في صناعة مياه الصرف الصحي؟

تواصل مع خبرائنا على الرقم +91 86920 61199 اليوم.

الأسئلة الشائعة (FAQs)

What is aerobic treatment?

Aerobic treatment is a biological wastewater treatment process that uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus. Air blowers or compressors supply oxygen and keep the effluent mixed. It forms part of the secondary treatment stage, produces less odour than anaerobic treatment and leaves sludge that can be reused as fertiliser.