العملية الأنوكسية/اللاهوائية هي طريقة معالجة مياه الصرف الصحي التي تربط القسم الأنوكسي الأمامي مع القسم الهوائي الخلفي في سلسلة .
كيف يعمل A/O؟
تعمل عملية A/O على التحلل المائي للمواد العضوية مثل النشا والألياف والكربوهيدرات في مياه الصرف الصحي من خلال البكتيريا غيرية التغذية في قسم الأكسدة لتحسين قابليتها للتحلل الحيوي. وفي الوقت نفسه، يتم تنشيط الملوثات مثل البروتين والدهون لإطلاق الأمونيا. وفي القسم الهوائي، تعمل عملية النترجة للبكتيريا ذاتية التغذية على أكسدة الأمونيا إلى نترات. ومن خلال التحكم في الارتجاع، تعود هذه النترات إلى القسم اللاهوائي وتختزل إلى نيتروجين جزيئي بفعل البكتيريا المزيلة للنترات، لتكتمل بذلك دورة الكربون والنيتروجين والأكسجين في النظام البيئي وتحقق معالجة غير ضارة لمياه الصرف الصحي.
عملية محددة
قسم نقص الأكسجين (القسم أ): في القسم غير الأكسجيني تقوم البكتيريا غيرية التغذية بتحليل المواد العضوية الجزيئية الكبيرة (مثل النشا والألياف والكربوهيدرات وغيرها) في مياه الصرف الصحي إلى مواد عضوية جزيئية صغيرة، مما يحسن من قابلية التحلل البيولوجي لمياه الصرف الصحي. وفي الوقت نفسه، تقوم البكتيريا غيرية التغذية بتحويل الملوثات مثل البروتين والدهون إلى أمونيا (NH3، NH4+).
القسم الهوائي (القسم O): في القسم الهوائي، تعمل البكتيريا ذاتية التغذية على أكسدة الأمونيا إلى نترات (NO3-) من خلال النترجة. وتُعاد هذه النترات إلى القسم الهوائي من خلال التحكم في الارتجاع.
نزع النتروجين: في ظل الظروف اللاهوائية، تستخدم البكتيريا المزيلة للنتروجين المواد العضوية في مياه الصرف الصحي كمانحات للإلكترون لتقليل النترات المرتجعة إلى غاز النيتروجين (N2)، مما يكمل دورة النيتروجين ويحقق نزع النتروجين.
ما هي مزايا A/O؟
1) يمكن الاستفادة الكاملة من البكتيريا المزيلة للنتروجين في البركة اللاأكسجينية مما يقلل من الحمل العضوي في البركة الهوائية;
2) التحلل الفعال: تتميز عملية A/O بكفاءة إزالة عالية للمواد العضوية ونيتروجين الأمونيا. ويزيد إجمالي وقت المكوث عن 54 ساعة، ويمكن تقليل قيمة COD إلى أقل من 100 ملجم/لتر، ومعدل إزالة النيتروجين الكلي أعلى من 70%.
3) عملية بسيطة: تستخدم هذه العملية المادة العضوية في مياه الصرف الصحي كمصدر للكربون لنزع النتروجين. ليست هناك حاجة لإضافة مصادر كربون باهظة الثمن مثل الميثانول، مما يوفر الاستثمار وتكاليف التشغيل المنخفضة.
4) مقاومة قوية لتأثير الحمل: عملية A/O قابلة للتكيف مع الظروف البيئية المختلفة ولديها مقاومة قوية لتأثير الحمل.
ما نوع التأثير الذي يمكن أن تحققه عملية A/O؟
إزالة عالية الكفاءة للملوثات العضوية: تقوم عملية A/O بتحليل المواد العضوية عالية التركيز إلى مواد عضوية صغيرة الجزيئات إلى مواد عضوية صغيرة الجزيئات من خلال عمل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية في القسم اللاهوائي، ثم تقوم بأكسدتها إلى ثاني أكسيد الكربون والماء من خلال الكائنات الحية الدقيقة الهوائية في القسم الهوائي. يمكن أن يصل معدل إزالة الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) بشكل عام إلى أكثر من 85%.
نزع النتروجين الفعال: تُطلق عملية A/O نيتروجين الأمونيا من خلال المرحلة اللاهوائية، وتقوم بعملية النترجة في المرحلة الهوائية، ثم تقلل النترات إلى غاز النيتروجين من خلال نزع النتروجين. يمكن أن يصل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا عادةً إلى 70%-90%، ويمكن أن تفي النفايات السائلة المعالجة بمعايير الانبعاثات العامة أو متطلبات مياه الري الزراعية.
الإزالة الجزئية للفوسفور: تزيل عملية A/O الفوسفور عن طريق إطلاق الفوسفور في المرحلة اللاهوائية وامتصاص الفوسفور في المرحلة الهوائية، ولكن كفاءة إزالة الفوسفور ليست جيدة مثل كفاءة عملية إزالة الفوسفور المخصصة، وعادة ما تكون كفاءة إزالة الفوسفور بين 20%-30%.
ما هي العوامل التي قد تؤثر على تأثير عملية A/O؟
(1) تركيز الحمأة MLSS، يجب أن تكون قيمته أكبر من 3000 ملجم/لتر لضمان تأثير نزع النتروجين;
( 2 ) قيمة DO: يجب التحكم في منطقة انعدام الأكسدة تحت 2 مجم/لتر، بينما يجب أن تكون المنطقة الهوائية في حدود 2-4 مجم/لتر;
(3) معدل تحميل TKN/(gMLSS-d). في تفاعل النترجة، يجب ألا تتجاوز قيمته 0.5gTKN/(gMLSS-d) لضمان التشغيل المستقر للعملية.
(4) معدل تحميل BOD/MLSS: يجب التحكم في هذا المؤشر في حدود 18 كجم BOD/(gMLSS-d) لضمان التشغيل المستقر للعملية.
(5) نسبة إرجاع خليط الطين والماء: حجم نسبة العائد R له تأثير مباشر على تأثير نزع النتروجين. فكلما كانت قيمة R أكبر، كلما كان تأثير نزع النتروجين أفضل، ولكن في الوقت نفسه، سيزداد أيضًا استهلاك طاقة التشغيل وفقًا لذلك.
(6) قيمة BOD/N لخزان أنوكسيك: لضمان وجود تأثير جيد لنزع النتروجين، يجب أن تكون قيمة BOD/N أكبر من 4، وإلا سينخفض معدل نزع النتروجين بسرعة.
(7) قيمة الأس الهيدروجيني: إن نطاق قيمة الأس الهيدروجيني الأمثل لتفاعل النترجة هو 0-4، في حين أن نطاق قيمة الأس الهيدروجيني الأمثل لتفاعل نزع النتروجين هو 5-5.
(8) درجة الحرارة: من الأفضل إجراء تفاعل النترجة عند درجة حرارة تتراوح بين 20 و30 درجة مئوية. يتوقف التفاعل تقريباً عند درجة حرارة أقل من 5 درجات مئوية. من الأفضل إجراء تفاعل نزع النتروجين عند درجة حرارة تتراوح بين 20-40 درجة مئوية. وينخفض معدل التفاعل بسرعة عند درجة حرارة أقل من 15 درجة مئوية.
