الاثنين، 20 ديسمبر، 2010

تنقية مياه الشرب: الطحالب في أحواض أكسدة مياه الصرف الصحي

تلوث الماء والمعالجه الحيويه بواسطة الطحالب الدقيقه
تنقية مياه الشرب: الطحالب في أحواض أكسدة مياه الصرف الصحي

1- المقدمه
كتب هذا الفصل عن الطحالب في أحواض أكسدة مياه الصرف الصحي في كتاب ريتشموند 1986م دليل الطحالب الدقيقه في ذروة الحماس العام للأنظمة المدمجة لمعالجة مياه الصرف وإنتاج الكتلة الحيوية للطحالب. وكان القصد أن الكتلة الحيوية للطحالب، بعد التعقيم، تحل محل بروتين الأعلاف الحيوانيه المكلفة. ومنذ ذلك الحين، تم إهمال القضية برمتها، لعدة أسباب: الأول هو أن يكون هناك بعض التناقض بين المعالجة المثلى لمياه الصرف الصحي والحصاد الأقصى للكتلة الحيوية للطحالب، وهذا يتطلب تمديد الاحتفاظ بالوقت بحيث يتم استنفاد جميع المواد الغذائية العضوية المتوفرة، بغض النظر عن تراكم الكتلة الحيوية للطحالب. هذه النتائج في الطحالب، والتي إلى حد كبير تنمو بشكلheterotrophically) ) في أحواض الأكسدة, ويتم الاحتفاظ في حالة دائمة من التوريد المنخفض للمواد الغذائية. الغلة القصوى الطحالب يتطلب ان تركيز المغذيات العضوية ينبغي أن تكون عالية، مما يعني أن معالجة مياه الصرف الصحي في الأحواض مرتفعة معدل الأكسدة ذات الغرض المزدوج غير كاملة، مما يتطلب المزيد من خطوات التلميع، وهذا بدوره يؤثر على اقتصاديات هذه العملية. وثمة مشكلة أخرى هي أنه في النظام المفتوح، من المستحيل السيطرة على أنواع الطحالب التي سوف تهيمن على هذا الموئل الأحيائي، محبطة هدف الحفاظ على استقرار جودة المنتج: الطحالب المختلفة لها متطلبات غذائية مختلفة، تتطلب ظروف حصاد مختلفه، والطحالب في كثير من الأحيان (البكتيريا الخضراء المزرقه في المقام الأول) التي هي مقاومة للحصاد من جانب (alum flocculation– flotation) سوف تغلب حصاد طحالب مثل (Chlorella sp. or Scenedesmus sp.). الحصاد أيضاً مشكلة اقتصادية، كما ان الطرد المركزي لمياه الصرف الصحي مكلفة للغاية والترشيح غير عملي، وترك (flocculation– flotation) كأسلوب في الأختيار. وهذا يؤدي إلى تراكم تركيزات عالية من الألمونيوم في المنتج، وتسمم حيوانات الاختبار التي تراكم الألمونيوم. أيضاً، كما أنواع الطحالب تسيطر على تغيير الأحواض في كثير من الأحيان, ظروف الانفصال يجب أن تكون مثاليه باستمرار.
الأحواض مرتفعة معدل الأكسدة لم تفقد جاذبيتها فقط، ولكن أحواض الأكسدة التقليدية، في العديد من الأماكن، أيضاً ضحية لعملية الحمأة المنشطة في اختلافاتها الكثيرة. وقد اتخذ هذا بالطبع بسبب التكاليف الباهظة للأراضي، فضلا عن الأنظمة البيئية التقييدية وقيود مراقبة جودة النفايات السائلة، والتي هي في المقام الأول من قيمة مستحضرات التجميل، مثل متطلب الأكسجين الكيموحيوي (BOD) ومتطلب الأكسجين الكيميائي (COD) والمواد الصلبة العالقة الكلية (TSS)، الخ.
مع ظهور مفهوم انه يجب أن يتم تخزين مياه الصرف الصحي المعالجة ويعاد استخدامها لأغراض الري الزراعي، أصبحت خزانات مياه الصرف الصحي العميقة شعبية. السبب الرئيسي لانتشارها أنه يتم توليد مياه الصرف الصحي بمعدل ثابت على مدار السنة، والري يقتصر على مواسم محددة وهكذا يجب أن يتم تخزين النفايات السائلة لعدة أشهر لاستخدامها في وقت لاحق، خلال موسم الري. كما علم الأحياء المعقدة لهذه المسطحات المائية عمل بها، أصبح تدريجيا بوضوح أن هذه الخزانات ليست مسطحات مائية خاملة، والتي يمكن دمجها لتصبح جزءا من محطات المعالجة التقليدية أو في الواقع، في بعض الحالات، لتحل محل محطات المعالجه تماما. وصف ومناقشه شامله لتشغيل وديناميكية خزانات مياه الصرف الصحي نشرت مؤخرا.

2- مبادئ تشغيل أحواض التثبيت
تعتبر مياه الصرف الصحي المعالجة خلال أحواض التثبيت عملية طبيعية، خلافا لجميع العمليات الأخرى التي تعتمد اعتمادا كبيرا على المنشآت الكهروميكانيكية (electromechanical). أساسا، ومع ذلك، فإن أحواض التثبيت طبيعيه ليس أكثر وليس أقل من جميع عمليات المعالجة الأخرى، وجميع مرافق معالجة مياه الصرف الصحي المحلية تعتمد على الكثافه والأنشطة الميكروبية الطبيعية، مثل النمو، وعلى مختلف وسائل التنفس ناقصة الأكسدة والتخمر اللاهوائي. المعالجه هنا تعني أن أنشطة تحويل المواد العضوية الى الكتلة الحيوية الميكروبية والمنتجات الأيضيه النهائية، كالميثان والأمونيا وثاني أكسيد الكربون، وغيرها التي يتم التخلص منها في نهاية المطاف بطريقة أو بأخرى. تفرد أو طبيعية أحواض التثبيت يكمن في وضعها الأوكسجيني، الذي يعتمد على البناء الضوئي للطحالب بدلا من التركيز على الإمداد الكهروميكانيكي (electromechanical) للهواء. هذا الاعتماد على البناء الضوئي للطحالب من اجل الأوكسجين يستلزم معايير مصممه ومحددة وفهم عادل لفسيولوجيا الطحالب وتبعا لذلك، أنظمة معاملة خاصة تهدف لتمكين تجمعات الطحالب لتنفيذ البناء الضوئي والأكسجين الأمثل.
هناك عوامل كثيرة تؤثر على التمثيل الضوئي الطحالب في أحواض التثبيت: أولاً، أنها تعتمد على الطاقة الشمسية، مما يعني الاعتماد على مصدر منتشر أحادي الاتجاه ومتقطع من الطاقة. كمية الأوكسجين القصوى تستدعي تحقيق توازن دقيق بين العديد من العوامل مثل الحمل العضوي، ونسبة منطقة المياه العميقه إلى منطقة المياه السطحيه، والتقلبات الموسمية في الإشعاع ودرجة الحرارة، تعكر المياه, انتواع الطحالب، السلسلة الغذائية ووفرة الحيوانات المفترسة, الأمونيا والرقم الهيدروجيني، لذكر فقط عدد قليل من العوامل الواضحه المعنية.



2-1- التوازن البيولوجي
مثال محدد لدور المياه في الكيمياء في تحديد معدل البناء الضوئي هو الحاله لتأثيرات التفاعل بين تركيزات الأمونيا والرقم الهيدروجيني، مشددا على حاجة كيمياء المياه لتكون ايجابية تجاه البناء الضوئي للطحالب. يتأثر الرقم الهيدروجيني لأحواض المياه بالتنفس، الذي يقوم به جميع الكائنات الحية الدقيقة على طول عمود الماء كله ما دام الأكسجين موجود، وهذا يميل إلى خفض الرقم الهيدروجيني للمياه كما يطلق CO2 الى المياه في المنطقة ناقصة الأكسدة، في حين يتم تفريغ الأحماض العضوية و CO2 في منطقة الأكسجين. من ناحية أخرى، فإن عملية البناء الضوئي تميل إلى رفع درجة الرقم الهيدروجيني للمياه، نظرا لاستخراج CO2. هذا التفاعل بين التنفس والبناء الضوئي هو المسئول عن تقلبات نهاريه كبيرة جداً في الرقم الهيدروجيني للمياه، ويتراوح بين 6،0 و 9،5، وهذا يعتمد على ضوء الشمس، عمق الحوض، تدفق الحمل العضوي ووقت الاحتفاظ بالهيدروليكية. الأكثر أهمية في هذا السياق هي مسألة تركيزات الأمونيا في مياه الصرف الصحي المنزلي، الذي هو في المتوسط 70-80 ملغرام/لتر من الأمونيا, بعد استكمال تحلل اليوريا الكامل والتحلل البروتيني. الأمونيا المؤينه غير مؤذية للطحالب، وذلك لأنه يتم التحكم في انتقالها الى الخلايا من خلال آليات محددة لا تسمح بتراكم تركيزات الأمونيا المتأينة داخل الخلايا. الأمونيا الغير متأينة، في المقابل، كالعديد من الجزيئات الصغيرة الغير متأينة، لا تخترق بحرية من خلال الأغشية البيولوجية، وحيث ان (pK) للأمونيا هو 9،25، جزء كبير جداً من مجموع الأمونيا قد تكون موجودة في مياه الحوض في شكل غير معزول. تجريبيا ، (2.0 mM) من الأمونيا الغير متأينة في مياه الصرف الصحي يمنع 50 ٪ من معدل إطلاق الأكسجين بواسطة طحالب حوض الأكسدة الشائعه (Chlorella sp., Scenedesmus sp., Micractinium sp., Chlamydomonas sp.) بالاضافه لأنواع مختلفه من البكتيريا الخضراء المزرقه. مزيج من 30 ملغرام/لتر من الأمونيا مع رقم هيدروجيني 8،2، على سبيل المثال، سوف يتسبب في منع مثل هذه. وبما أن هذا التركيز هو ضمن مجموعة من الأرجح أن توجد في أحواض تثبيت النفايات، وليس من السهل الكشف عن تأثير مثبط للأمونيا على البناء الضوئي كما أنه يكشف عن نفسه عندما الرقم الهيدروجيني للطبقة السطحية للبركة فوق 7،9-8،2 عند الظهيرة في يوم مشمس. بالتالي، التفاعل المعقد بين تركيز الأمونيا، والتنفس، والبناء الضوئي والرقم الهيدروجيني في أحواض التثبيت، وهذا التفاعل هو عامل رئيسي في تحديد أداء الحوض كما أنه يحدد نسبة الأوكسجين في المياه.

2-2 اعتبارات الصحة
لا يمكن أن يكون هناك شك في أن أهم جانب من جوانب معالجة مياه الصرف الصحي المحلي مخاوف الجانب الصحي، مياه الصرف الصحي الخام تحتوي على فضلات تحمل كل أنواع البكتيريا المعدية والفيروسات والبروتوزوا (protozoa) والسبوروزوا (sporozoa) والديدان والفطريات. اللوائح الرسمية تتطلب ان نوعية النفايات السائلة ينبغي أن تتفق مع معايير صارمة فيما يتعلق بالعديد من المعايير.هذه مشكلة خطيرة وليس هناك طريقة عملية يمكن من خلالها فحص جميعمسببات الأمراض. بدلا من ذلك، نوعية النفايات السائلة يجب ان تتوافق مع معايير محددة فيما يتعلق بتركيز الكائنات الدقيقة المعلومة، مثل القولونيات البرازية (fecal coliforms)، بيض الديدان (helminthes eggs)، والكريبتوسبوريديوم (Cryptosporidium) والجيارديا (Giardia) في النفايات السائلة المفرغه الى البيئة أو المستخدمه لأغراض الري. بعض المعايير التي وضعتها الحكومات والسلطات الدولية المختلفة (منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية)، على سبيل المثال (BOD) و (COD)، ومجموع المواد الصلبة العالقة والعكاره، وليس لديها جانب صحي حقيقي أو مباشر وأيضاً منع استخدام المياه من أحواض تثبيت النفايات التي تحتوي على طحالب لا غنى عنها لنظام تنقية النفايات، وتساهم في جزء كبير من (BOD) و (COD) و (TSS) والتعكر، وإلا النفايات السائلة آمنة تماما. هذه المعايير، بالتالي هي ذات قيمة محدودة للغاية في رصد المخاطر الصحية التي أحواض تثبيت النفايات قد تشكلها. وفي الوقت الحاضر، المعيار الوحيد ذات الصلة المباشرة فيما يتعلق بالمخاطر الصحية هو عدد القولونيات البرازية والطفيليات المحددة والفيروسات المعلومة. وفي هذا السياق، من المهم أيضا أن نلاحظ أن تطهير النفايات السائلة، كما يمارس، لا ضرر يذكر لمعظم الكائنات الميكروبيه إلا عن طريق خفض أعداد البكتيريا بعدة أوامر للحجم، الذي لا يمنع إعادة النمو السريع في وقت لاحق للبكتيريا.
أدى تزايد الوعي بالمخاطر الصحية المرتبطة باستخدام النفايات السائلة لمياه الصرف الصحي المحلية لأغراض الري أو المخاطر المرتبطة بالتصريف الحر الى البيئة، الى عمل مكثف يجري الاضطلاع به في أماكن كثيرة حول العالم لتحديد معايير عملية للتشغيل الآمن واستخدام آمن للمياه من أحواض تثبيت النفايات: (Brissaud et al. (2000)) درسا نموذج لتحلل القولونيات البرازية في الحوض، و(Davies-Colley et al. (2000)) درسا العوامل المؤثره على بقاء القولونيات البرازية في الحوض. واستنتجوا أن أشعة الشمس هي العامل الوحيد الأكثر أهمية في تطهير أحواض تثبيت النفايات (WSP)، إلا أن كفاءة التطهير تعتمد بقوة على الرقم الهيدروجيني، وقيم الرقم الهيدروجيني العالية تؤثر بطيف أوسع للضوء لتكون جراثيم.
(Bouhoum et al. (2000)) درسا حدوث وإزالة خراجات البروتوزوا وديدان البيض في أحواض تثبيت المخلفات في مراكش: إنه يمكن القول بأمان، بصفة عامة، أن الاحتفاظ 3-4 أشهر بقيمة النفايات السائلة في خزان مياه الصرف الصحي يلغي جميع مسببات الأمراض البشرية من المياه من خلال ظروف قاسية، على سبيل المثال ضوء الشمس والرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والمواد الغذائية والامتصاص بواسطة الجزيئات التي تنزل الى قاع الخزان.

3- نفايات الاستزراع السمكي المكثفه
في السنوات الأخيرة، الاستزراع المائي المكثف من الروبيان والأسماك والرخويات المختلفة في المياه الباردة والدافئة تم تطويره في جميع أنحاء العالم، حاملا معه مجموعة جديدة كاملة من المشكلات البيئية، تركزت أساسا حول مسألة التخلص من النفايات. تحتوي النفايات، بالإضافة إلى البراز، أيضاً تغذية النفايات، كالقياس الكمي للتغذية المطلوبه ما زال متأخرا. هذا الجانب هو موضوع بحث مكثف، مع تركيز على تطوير المواد الغذائية العالية، والنظم الغذائية منخفضة التلوث. أيضا التنبؤ بنفايات تربية الأحياء المائية باستخدام منهج بيولوجي أيضاً تجري دراسته. نماذج التشتت الفيزيائية لنفايات تربية الأحياء المائية للأسماك وضعت أيضا من قبل (Dudley et al. (2000)). هناك حاجة ملحة إلى تحسين التغذية والحد من نفايات تربية الأحياء المائية بهذه الصناعة التي تنمو، ولا سيما عن طريق التقدم في تكنولوجيا إعادة تدوير الأنظمة البرية التي أدت إلى خفض إنتاج النفايات. ظهور تكنولوجيات الحمض النووي المركب الحديثة تسمح الآن لمنتجات اقتصاديهلمجموعة متنوعة من مكملات الأعلاف، ومعظم (phytases) الجرثومية بشكل ملحوظ. الأخرى تشمل التعديلات الفسيولوجية مثل الممارسة المستمرة والنمو التعويضي. أكثر أساليب التكنولوجيا الحيوية إثارة للجدل والتي قد تكون مفيدة في مجال إدارة الحد من النفايات تشمل التلاعب بالغدد الصماء والهندسة الوراثية.
تراكم النيتروجين في المياه ومياه الصرف الصحي، وذلك بسبب أنظمة الأعلاف المركزة، يكتسب أهمية خاصة نظرا لتراكم محتمل للأمونيا والنتريت إلى مستويات سامة، التي تستدعي معالجه تهدف إلى إزالة النيتروجين إما لأغراض إعادة التدوير أو لتصريف النفايات السائلة الغير سامة. وثمة نظره واعدة للمعالجه الكليه للمياه لأغراض إعادة التدوير هو استخدام نظام التجميع باستخدام مختلف الكائنات الحية، مع رعاية لكل ملوث معين. في دراسة قام بها (Neori et al. (2000)), النفايات السائلة من أذن البحر اليابانيه (Haliotis discus hannai) خزانات الزراعه صرفت الى خزان زراعه الأسماك التي تتغذى على pellet (Sparus aurata)، وأسماك النفايات السائلة صرفت إلى زراعة الطحالب الكبيره وخزانات الترشيح الحيوي (Ulva lactuca or Gracilaria conferta). أخيرا، الطحلب المنتج غذي لأذن البحر. هذا النمط من الجمع بين العديد من البيئات الحيوية في سلسلة له وعود كبيرة ومشابهة للتجارب التي قام بها (Ryther (1969, 1971)), باستخدام الأنظمة المدمجة لمعالجة مياه الصرف الصحي المنزلي من خلال التعرض المتسلسل للطحالب، المجدافيات والأسماك.

4- مياه الصرف الصحي الصناعية
على النقيض من مياه الصرف الصحي المنزلي، والتي هي متشابهة جدا في جميع أنحاء العالم ويمكن معالجتها عن طريق منهجيات مماثلة (القيد الوحيد هو المناخ)، ليس هناك معيار لمياه الصرف الصناعي. كل صناعة تتطلب عملية معالجة مصممة خصيصا لمعالجة مجاري نفايات فريدة تحت ظروف مناخية محددة. وبالإضافة إلى ذلك، العديد من المجاري الصناعية سامة بالنسبة للكائنات الدقيقة. لهذه الأسباب، تعتبر معالجة مياه الصرف الصناعي من خلال أحواض التثبيت إشكالية من قبل كثيرين بما انه لا توجد بروتوكولات معالجه عالمية، وليس هناك حجم واحد يناسب جميع المحاليل. كان السبب الرئيسي لهذه الحالة هو الاتجاه لتطوير عمليات معالجه مكثفه، تتطلب أقصر وقت للاحتفاظ بالهيدروليكية وتتطلب أصغر التسهيلات الممكنة. مياه الصرف الصناعي مع هذا النهج، في أكثر الأحيان، لا يمكنها العمل، لأسباب عدة. الأول هو أن في كثير من الحالات، في المقام الأول في مجال الصناعة الكيميائية والصيدلانية (وأحيانا في صناعة المواد الغذائية حيث مبيدات الجراثيم الفعاله المستخدمه لتنظيف خطوط الإنتاج غالبا ما تجد طريقها إلى مياه الصرف الصحي، مياه الصرف الصحي المتركزه سامة، وإذا لم تضعف إلى مستويات غير سامة، فالتجمعات الميكروبية لن تستمر. في صناعة المواد الغذائية هناك حالات تستخدم المطهرات القوية، وفي الصناعة الصيدلانية مبيدات جراثيم مختلفه او مركبات المضادات الحيوية تجد طريقها الى مجاري النفايات. ولذلك، يجب تطبيق العمليات الفيزيائية-الكيميائية لمعالجة النفايات السامة. أيضاً، التحلل الحيوي للنفايات الصناعية المعقدة كثيرا ما يتطلب عدة دورات متعاقبة من الظروف البيئية، مثل التحويل بين الظروف المنخفضه اللاهوائية الى الظروف المؤكسدة الهوائية، وذلك لتسهيل التحلل الحيوي الكامل لمجموعة من الملوثات.
لجميع هذه الحالات المعقدة، استخدام حوض الأكسدة، خزان مياه الصرف الصحي، المثالي، كما في مناطق مختلفة لخزان واحد عميق يجد كل الظروف الممكنة للتدهور الأمثل لمختلف الملوثات. وخير مثال على التطبيق الناجح لهذا النهج هي محطات معالجة وضعت في مختبر لمعالجة مياه الصرف المفرغه من قبل اثنين من اكبر شركات صناعة الألبان والأجبان في إسرائيل. وقد تم بناء مجموعة من الخزانات العميقة لمعالجة نفايات مركزة جدا (BOD تصل إلى 20 غرام/لتر, 1-2 غرام/لتر مستحلب الدهون، والأمونيا في تركيزات 200-300 ملغ/لتر). واحدة من أكبر شركات الألبان في إسرائيل، تقع في منطقة ريفية، تصرف ما يقارب 700 ألف متر مكعب سنويا من مياه الصرف الصحي عالية التركيز. بحلول الوقت الذي بدأت فيه الدراسة (1990)، منتجات الألبان قد تم بالفعل تشغيلها لمدة 60 سنوات دون أي مرفق لمعالجة مياه الصرف الصحي. بسبب ان مياه الصرف الصحي للألبان لا تحتوي على مسببات الأمراض البشرية، والمعادن الثقيلة والمواد السامة، فبالتالي لا تشكل خطرا على الصحة، كان الدافع الرئيسي وراء شرط محطة المعالجة هو الحاجة إلى وقف الألبان من كونها ملوث رئيسي لمجرى النهر الجاف المحلي ومولد لمصدر إزعاج معطر شامل للسكان المحيطين بها. صممت الدراسة لتزويد عملية معالجه مناسبه لانجاز تعليمات بيئية، مع الأخذ في الاعتبار القيود التشغيلية المحلية الفريده: (1) لا يوجد مصدر لمياه الصرف الصحي المحلية في المنطقة المجاورة لتخفيف مياه الصرف الصحي للألبان، وبالتالي أي عملية للمعالجة ستعالج نفايات غير مخففه. (2) هناك تقلبات كبيرة يومية وأسبوعية وسنوية في الكمية والحمل العضوي لمياه الصرف المفرغه، وعملية المعالجة ينبغي أن تكون مرنة بما فيه الكفاية لتحمل أحمال الصدمة اللحظية الكبيرة في كل من كمية وجودة مياه الصرف الصحي. (3) ملوحة مياه الصرف تمنع إعادة استخدامها للري. (4) مياه الصرف الصحي للألبان تحتوي على كميات كبيرة من الدهون، وكذلك المنظفات ومبيدات الجراثيم المستخدمه عدة مرات في اليوم لتنظيف جميع المرافق التي تكون على تماس مع الحليب.
في الأصل، النهج الواضح الذي يتوافق مع هذه القيود هو بناء محطه كهروميكانيكية كبيره لمعالجة النفايات، والخزان العميق لتخزين النفايات السائلة لتفريغها على فترات لتجنب الأضرار التي لحقت بمربي الأسماك المحليين الذين يستخدمون قاع النهر الجاف للمياه المؤثره بين الأحواض. بدلا من ذلك، قرر دراسة إمكانية استخدام الخزان نفسه كمنشأة ذات غرض مزدوج، سواء بالنسبة لمعالجة وتخزين النفايات السائلة. بالمقارنة الى أي وسائل معالجه مكثفه، سواء كان ذلك أي اختلاف للحمأة النشطة أو الهضم اللاهوائي، هذه الخزانات ذات الغرض المزدوج لها مزايا تشغيليه عدة، بالإضافة إلى وفره واضحه في القوى العاملة والطاقة وتكاليف المنشآت: أولاً، أنها، في غضون هوامش واسعة، غير حساسه جدا للتقلبات في كل من كمية ونوعية المياه الخام المتدفقه. ثانياً، ليست هناك حاجة لأي معالجة مسبقة لإزالة الكميات الكبيرة من مستحلب الزبدة الموجودة في المياه الخام. كالأحماض الدهنية لا يمكن تخفيضها لاهوائياً، فمن الضروري إزالتها قبل أي معالجة لاهوائية مكثفة. في الخزان، كما تفصل الزبدة من مستحلباتها، فإنه يطفو على سطح الماء حيث تتعرض للأوكسجين الجوي، وتتعرض للتدهور بسرعة من جانب الميكروبات الموجوده في واجهة الهواء والماء. أخيرا، المعالجه في هذه الخزانات العميقة تولد كميات ضئيلة من الحمأة.
عمق هذه الخزانات (ثلاثة في سلسلة) يصل الى 13 متر، وهي تولد النفايات السائلة لأعلى مستويات الجودة (في ملغرام/لتر BOD < 10, الأمونيا 0-1.0، المواد الصلبة العالقة العضوية المتطايرة [الجميع كالكتلة الحيوية للطحالب] 60-80،NO2 0-1.0, وصفر القولونيات البرازيه. يتم تصريف النفايات السائلة حاليا بحرية في مجرى النهر الجاف المحلي دون أن يشكل أي خطر على أي نشاط زراعي أو ترفيهي في المنطقة.
طريقة عملية بسيطة: في المنطقة اللاهوائية، السكريات تتأكسد الى أحماض عضوية التي تخضع لتخمير ميثاني، بينما الدهون والبروتينات تتدهور في الطبقة الهوائية العليا. كل هذا يحدث في نظام واحد أوتوماتيكي بالكامل، لا يحتاج الى مدخلات الطاقة أو القوى العاملة. الخزان الثاني والثالث هي للتلميع، خفض ملحوظ في مستوى الملوثات في كل مرحلة.
مثال آخر يرى في برك تبخير رامات هوفاف (Ramat Hovav). رامات هوفاف هي منطقة صناعية كيميائية كبيرة، جنوب بئر السبع في إسرائيل، تصنيع المبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات ومبيدات الأعشاب والمواد الصيدلانية والبروميدات العضويه، الخ. موقع التصريف (6000 m3/d) لمياه الصرف الصحي، حالياً لا يوجد معالجه للمياه وغير مسموح للمنطقة الصناعية بالتصريف لخارج حدود المنطقة. الحل الحالي هو تخزين المياه في أحواض تبخير كبيرة. الرقم الهيدروجيني لحوض المياه يتراوح بين 2.5 و 10.0 والملوحة بين 6 و 25٪ (w/v)، والماء يحتوي المئات من المركبات العضوية. على الرغم من هذه الظروف القاسية هناك أعداد كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة في الأحواض، قادرة على تخفيض عملياً أي مركب مختبر. أحواض التبخير تتصرف، جوهرياً، كأحواض التثبيت، الإزالة من خلال التحليل الحيوي لمجموعة كاملة من المواد الكيميائية من هذا الموقع المحتمل أن يكون خطر. تعدد الأعشاش في موئل أحيائي واحد هو عامل رئيسي لتمكين عمليات الهدم لتأخذ مكان. تدهور المركبات الملحيه والعطرية، على سبيل المثال، غالبا ما يتطلب ظروف نقص الأكسجين للكائنات الدقيقة القادرة على التنفس الملحي، لتنفيذ تخفيض الكلور أو البروم العضوي إلى أشكال غير عضوية. وبمجرد أن يتم إنجاز هذا، يجري تدهور هوائي للمخلفات العضوية. مثال آخر هو معالجة نفايات الخنازير (نفايات مركزة جدا) في أحواض تثبيت النفايات، والتي تجعل النفايات السائلة في مستوى جودة مقبولة لأغراض الري.

5- الخلاصه
أكثر من 50 عاماً منذ فكرة الجمع بين معالجة مياه الصرف الصحي مع إنتاج الكتلة الحيوية للطحالب لتغذية الأسماك والدواجن والماشية، وذلك باستخدام تشكيلات مختلفة من الأحواض مرتفعة معدل الأكسدة، أشعلت خيال الكثيرين. أثبت بحث علمي في الفيزياء البيئية والاقتصاد أنها فكرة غير مجدية، لعدة أسباب. الأول هو الحاجة إلى زيادة 2-3 مرات في حجم محطة المعالجة على الانتقال من الصيف إلى موسم الشتاء البارد. الثاني حساب تجفيف الكتلة الحيوية، الأمر الذي يتطلب تركيز وتبخر كل مياه الصرف الصحي المعالجة دون استخدام (flocculants) غير آمنة. الثالث هو الشرط الصارم والمطلق للتطهير الإجمالي للمنتج مما يجعلها خالية تماما من جميع مسببات الأمراض المحتملة. أيضاً، الأحواض مرتفعة معدل الأكسدة هي نظام بيئي غير مستقر جدا، وتعمل في حدوده بقدر الاحتفاظ بالوقت، تركيز الأمونيا، شعور بالقلق بالنسبه البناء الضوئي، خاصة أثناء المرحلة الانتقالية من فصل الصيف للشتاء، في نفس الوقت تغيرت بنية المجتمع، التكيف مع درجة حرارة جديدة وأنظمة خفيفة. ومع ذلك، فإن حوض الأكسدة التقليدي له مكانه في المجتمعات الصغيرة، حيث الأرض متوفرة والتكلفة منخفضه.
ولا سيما في المناطق ذات المناخ شبه القاحل، حيث الأمطار موسمية في حين يتم تصريف مياه الصرف الصحي باستمرار طوال العام، وخزانات مياه الصرف الصحي هي الأكثر مناسبة لإعادة الاستخدام الأمثل للمياه. في الواقع، عندما أديرت بشكل صحيح، يمكن أن تستخدم أيضا لتنفيذ عملية المعالجة نفسها، مع ميزة خاصة لمعالجة مياه الصرف الصناعي، حيث حجم تخفيف كبير للخزان، الاحتفاظ بالوقت الطويل وتباين مجموعة كاملة من الظروف البيئية يجتمعان لتسهيل تدهور العديد من المركبات تعتبر غير قابلة للتحلل الحيوي في محطات المعالجة التقليدية. أيضاً، خزان مياه الصرف الصحي اثبت انه فعال جداً في إزالة كل مسببات الأمراض من المياه.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق