المعالجة البيولوجية لمياه الصرف
عمليات المعالجة البيولوجية
تعتمد المعالجة البيولوجية على النشاط البيولوجي للكائنات الحية الدقيقة فى التخلص من الملوثات. وتستخدم هذه الطرق أساساً من أجل التخلص من المواد العضوية (الرغوية أو الذائبة) القابلة للتحلل بيولوجيا. وتتم هذه العملية من خلال تحويل هذه المواد إلى غازات تتسرب إلى الهواء الخارجي أو إلى نسيج الخلايا البيولوجية (الحمأة) التى يمكن التخلص منها عن طريق الترسيب.
وتستخدم المعالجة البيولوجية أيضا في التخلص من المغذيات (النتروجين والفسفور) وذلك من خلال عمليات التأزت Nitrification, وعكس التأزت Denitrification بالنسبة للنتروجين ,وتحويل الفسفور الي مركبات ثابتة يسهل الاستفادة منها في اغراض متعددة كالزراعة مثلا .
وفى أغلب الأحيان يمكن معالجة مياه الصرف بيولوجيا مع التحكم البيئى الملائم.
وتتميز المعالجة البيولوجية عامة بانخفاض تكاليف الأنشاء والتشغيل نظرا لأعتمادها علي الكائنات الدقيقة وخاصة البكتريا بأنواعها المختلفة ( الهوائية واللاهوائية والاختيارية) في القيام بتكسير وتحلل المواد العضوية والملوثات , وايضا لندرة أستخدام الكيماويات في المعالجة والتي تزيد من تكاليف التشغيل .
ومن أشهر نظم المعالجة البيولوجية النظم الأتية :-
● عمليات المعالجة بالحمأة المنشطة وتطبيقاتها المختلفة.
● المرشحات البيولوجية.
● والاقراص البيولوجية الدوارة.
● التأزت (النيترة) وعكس التأزت.
● ازالة الفسفور بيولوجيا
● بحيرات الاكسدة.
.أهداف المعالجة البيولوجية
الهدف الرئيسي من عمليات المعالجة البيولوجية هو تجميع وﺇزالة المواد الصلبة التي لاتترسب أو الغير قابلة للترسيب وتثبيت المواد العضوية ( غالبا عن طريق الأكسدة البيولوجية ) .
وبالنسبة لمياه الصرف الصحي المنزلية فان الهدف الآساسي هو تخفيض الحمل والمحتوي العضوي للمياه ( ازالة المواد العضوية الكربونية ) وذلك من خلال العمليات البيولوجية الحيوية وفي بعض حالات المعالجة يتم ازالة النيتروجين والفسفور , وايضا في بعض الاماكن يتم التخلص من المواد العضوية السامة كهدف اضافي من أهداف المعالجة البيولوجية .
وتعتمد المعالجة البيولوجية علي التحلل البيولوجيى للمواد العضوية وتهدف المعالجة البيولوجية للفضلات و المخلفات السائلة إلي :
1. تخثر وإزالة المواد الغروية الصلبة الغير قابلة لترسيب .
2. تثبيت المواد العضوية.
3. تقليل نسب المواد العضوية الموجودة فى الحمأة .
4. تخفيض مواد الاثراء الغذائي (مثل النيتروجين والفسفور ) في الحمأة .
يتم التفتيت الحيوى للمواد العضوية بخليط غير متجانس من البكتريا والكائنات الحية الدقيقة . وتقوم الكائنات الدقيقة بتحليل المواد العضوية أمافي بيئة هوائية أو لاهوائية أو أختيارية .
وتتم الأكسدة الهوائية في وجود الأكسجين وتعمل المواد العضوية كمصدر لطاقة وللكربون وتخليق الخلية الحية وتتم التفاعلات المبينة أدناة عند وجود المادة العضوية :
بكتريا
مادة عضوية + أكسجين ـــ تخليق خلايا جديدة +طاقة حركية +نواتج ثانوية ( تاني أكسيد الكربون ‘الماء ‘الكبريتات ‘ الفوسفات ‘النترات ‘النتريت )
ويتم التحليل الحيوى للمواد العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في غياب الأكسجين الحر ‘ غير أنه يستفاد من الأكسجين المتحد مع مركبات مثل النتريت والنترات والكبريتات طبقاً لتفاعل المذكورة في المعادلة ألتالية:
مواد عضوية (مكونة من كربون ‘هيدروجين‘أكسجين‘نيتروجين‘كبريت ـــ (بكتريا الأحماض) تخليق خلايا جديدة + طاقة + أحماض عضوية + كحول.
وفي مدي معين من الرقم الهيدروجيني تتحول الكحولات والأحماض العضوية الي الميثان بفعل بكتريا الميثان التي تقوم بتكوين خلايا جديدة كما مبين في المعادلة التالية :
الكحول ـــ (بكترياالميثان) تخليق خلايا جديدة + نواتج ثانوية (ميثان ,كبريتيد الهيدروجين , ثانىأكسيد الكربون‘ماء )
تقوم بعض أنواع البكتريا بتحويل المواد الغيرعضوية وأكسدة الأمونيا أذ تقوم البكتريا بتحويل الأمونيا الى نيتريت ومن تم تقوم أنواع اخري من البكتريا بأكسدة النيتريت المتكون إلى نترات.
تميز المعالجة البيولوجية عامة بانخفاض تكاليف الانشاء والتشغيل نظرا لاعتمادها علي الكائنات الدقيقة وخاصة البكتريا بأنواعها المختلفة ( الهوائية واللاهوائية والأختيارية) في القيام بتكسير وتحلل المواد العضوية والملوثات , وايضا لندرة استخدام الكيمأويات في المعالجة والتي تزيد من تكاليف التشغيل .
دور الكائنات الدقيقة في عمليات المعالجة
- البكتريا ( سواء كانت هوائية أو لاهوائية أو متحولة ) لها دور هام واساسي في جميع عمليات المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي والصناعي , فعليها يقع العبء الأكبر في تكسير وأكسدة المواد العضوية . .
- للطحالب دور هام في المعالجة البيولوجية وذلك لسببين وهما أولا في بحيرات الأكسدة بانتاجها الأكسجين من خلال عملية البناء الضوئي فتستهلك ثاني أكسيد الكربون وتنتج الأكسجين في وجود ضوء الشمس وذلك خلال النهار.
- للفطريات القدرة علي الحياه في رقم اس هيدروجيني منخفض وفي تركيز منخفض للنيتروجين, وهذه القدرة مصاحبة لقدرتها علي تحليل وتفكيك السليولوز مما يجعلها ذات أهمية في معالجة مياه الصرف وخاصة مياه الصرف الصناعي وعمليات تكوين الكومبوست من المواد العضوية .
- البروتوزوا والروتيفيرا تزيل وتخلص المياه الخارجة من البكتريا الحرة السابحة والبكتريا التي لا تترسب بسهولة وجزيئات المواد العضوية الدقيقة . مما يؤكد دورها في عملية التنقية وتخفيض عدد البكتريا الممرضة.
لمزيد من المعلومات عن معالجة المياه
كتاب المعالجة البيولوجية لمياه الصرف
للمؤلف أحمد السروي
وقد تم اعداد الكتاب في ثمانية ابواب:-
الباب الاول خصائص المخلفات السائلة
الباب الثاني المعالجة التمهيدية لمياه الصرف
الباب الثالث المعالجة الابتدائية لمياه الصرف
الباب الرابع المعالجة البيولوجية لمياه الصرف
الباب الخامس عمليات التشغيل لوحدات معالجة مياه الصرف البيولوجية
الباب السادس تطهير مياه الصرف المعالجة
الباب السابع مــعــالجـة الحمأءة (الرواسب) والتـخلص منها .
الباب الثامن الاستفادة والتخلص من مياه الصرف الصحي.
الباب الاول وهو يتحدث عن المخلفات السائلة وخصائصها وطرق معالجتها المختلفة , حيث يتناول في الفصل الاول مصادر المخلفات السائلة ومكوناتها وخصائصها , كما يشرح بتبسيط انظمة الصرف المختلفة . اما الفصل الثاني فيتحدث عن طرق المعالجة وعمليات المعالجة البيولوجية والكيمائية والفيزيائية وكذلك الملوثات الموجودة في مياه الصرف الصحيواثرها علي البيئة وطرق ازالتها والتخلص منها .
الباب الثاني وهو يتحدث عن المعالجة التمهيدية لمياه الصرف , ويتناول في الفصل الاول تعريف المعالجة التمهيدية لمياه الصرف الصحي والغرض الاساسي منها , وكذلك شرح لوحدات المعالجة التمهيدية مثل المصافي الميكانيكية و أحواض حجزالحصي و الرمال ووحدات فصل الشحوم والزيوت ووحدات التهوية المبدئية و أحواض حجز الرمال المهواةمع ذكر وظيفة كل وحدة ومكوناتها ودورها في المعالجة وانواعها المختلفة .
. ويستكمل في الفصل الثاني المعالجة الابتدائية لمياه الصرف الصحي وخاصة الترسيب الابتدائي وتعريف الترسيب ونظرية الترسيب وانواعه المختلفة وشرح احواض الترسيب واسس تصميمها والعوامل التي تؤثر علي كفأءة تشغيلها
الباب الثالث وهو خاص بالمعالجة االبيولوجية لمياه الصرف
وتتناول في الفصل الاول الكائنات الحية الدقيقة ودورها في المعالجة البيولوجية وعوامل نموها والظروف البيئية المحيطة بها . اما الفصل الثاني فيتحدث عن احد اهم عمليات المعالجة البيولجية الهوائية وهي الحمأءة المنشطة والتحكم في عملياتها البيولوجية وتطبيقاتها المختلفة ومميزاتها وعيوبها .
والفصل الثالث يتناول ازالة ومعالجة المغذيات النتروجين والفسفور , كما يشرح انظمة المعالجة بالنمو المتلاصق (المرتبط ) مثل المرشحات البيولوجية والاقراص البيولوجية الدوارة
وفي الفصل الرابع شرح وافي لبحيرات الاكسدة والبحيرات المهواة كاحد انظمة المعالجة التقليدية الهامة في الدول النامية
الباب الرابع وهو خاص بعــمــلــيــات التــشــغــيــل لوحدات مـــعــالجة مــيــاه الــصــرف البيولوجية , ويشرح الفصل الاول كيفية تشغيل وحدات المعالجة داخل المحطات عن طريق الملاحظة البصرية والفحوصات التحليلية.
كما يذكر الفصل الثاني امثلة عملية تطبيقية لبعض مشاكل المعالجة وطرق معالجتها والتغلب عليها .
والفصل الثالث والاخير في هذا الباب يوضح خواص الحمأءة الترسيبية كاحد دلائل سلامة التشغيل والمعالجة وعلاقتها بسيادة الكائنات الدقيقة الحية داخل نظام المعالجة .
الباب الخامس وهو خاص بتطهير مياه الصرف, ويتناول الفصل الاول تعريف التطهير ووسائلة الكيمائية والبيولوجية والفيزيائية , وكذلك ميكانيكية التطهير والعوامل التي تؤثر في كفاءته وفعاليته لتطهير مياه الصرف الصرف الصحي , اما الفصل الثاني فهو يتناول طريقة التطهير بالكلور وكيفيته ومميزاته وعيوبة والعوامل المؤثرة في فاعليته .
الباب السادس وهو خاص بطرق المعالجة البيولوجية للرواسب الصلبة ( الحمأءة ) الناتجة من عمليات تشغيل ومعالجة مياه الصرف الصحي
, ويتناول الفصل الاول معالجة الحمأءة والتخلص منها قبل وبعد التجفيف , اما الفصل الثاني فيتعلق بطرق معالجة الحمأءة وتثبيتها بالهضم الهوائي واللاهوائي وشرح بيولوجية الهضم اللاهوائي .
الباب السابع وهو خاص بطرق التخلص من مياه الصرف الصحي المختلفة وتشمل التخلص من مياه الصرف الصحي في المسطحات المائية و التخلص من مياه الصرف الصحي بالتخفيفو التخلص من مياه الصرف الصحي المعالجة علي الأرض واثر ذلك التخلص علي البيئة.
الباب الثامن وهو خاص بعرض القوانين لمصرية المنظمة لصرف المخلفات السائلة واخيرا قاموس للمصطلحات العلمية التي وردت في هذا الكتاب والمراجع العربية والاجنبية
و ارجوالله سبحانه وتعالي ان يكون كتابنا هذا اسهاما متواضعا في نشر الاهتمام بالعلم في بلادنا , حيث ان المكتبة العربية بحاجة ماسة الي كتاب عربي علمي يجذب القارئ للاستزادة والتوسع في العلوم الاساسية والهندسية , وان يكون حافزا لمزيد من اصدار ونشر كثير من الكتب العلمية والتراجم باللغة العربية اسهاما منا في نشر الثقافة العلمية في بلادنا التي هي في امس الحاجة للتقدم العلمي والتقني .
وتفضلوا بقبول فائق الاحترام ,,,,,,,,,,,,,,,
مقدمه لسيادتكم
احمد نيمو
الكتب متوفرة لدي
الدار العلمية للنشر
19 شارع 26 يوليو –وسط البلد – القاهرة مصر
ت/ف 25750819
مواضيع مشابهة:
اقتباس