إزالة الأمونيا فى المفاعلات "المعلقة - المتصلة" عن طريق الكائنات الدقيقة

قامت د. داليا سعد الدين سيد، الباحثه بقسم الهندسة البيئية بكلية الهندسة بجامعة الزقازيق، بعمل دراسة عن "إزالة الأمونيا فى المفاعلات المعلقة المتصلة"، تعتمد عملية المعالجة البيولوجية بها على الكائنات الدقيقة فى اكسدة نسبة كبيرة من المواد العضوية الذائبة، وكذا المواد المعلقة الموجودة بمياه الصرف الصحي، كما تتم عملية اكسدة المواد النيتروجينية ضمن هذه المعالجة ايضاً.
وتعتبر عملية أكسدة المواد النيتروجينية عملية هوائية، تتكون من مرحلتين متتاليتين هما أكسدة الأمونيا وتحولها إلى نيتريت، ثم اكسدة النيتريت إلى نيترات، وتحدث هذه العملية فى المفاعلات ذات النمو المعلق أو المفاعلات ذات النمو الملتصق.
ويمثل معدل النمو البطئ للبكتريا المسئولة عن أكسدة المواد النيتروجينية، مشكلة أساسية فى عملية المعالجة البيولوجية، وخاصة فى محطات المعالجة بالطرق التقليدية، ولاسيما فى ظل القيود المفروضة على خصائص المياه التى يمكن صرفها على المصارف المائية.
لهذه الاسباب اتجهت الأنظار مؤخراً لاستحداث تقنيات جديدة للمعالجة للحصول على كفاءة عالية بتكلفة مناسبة، ومن هذه التقنيات الجمع بين المفاعلات ذات النمو الملتصق فى مفاعل واحد، وذلك للتغلب على القصور الموجود فى كل مفاعل على حده، والجمع بين مميزات كل من المفاعلين فى مفاعل واحد.
ويهدف هذا البحث إلى دراسة وتقييم المفاعلات المشتركة ذات "النمو المعلق – الملتصق" باعتبارها واحدة من الطرق غير التقليدية فى عملية أكسدة المواد النيتروجينية، وقد تم هذا التقييم من خلال دراسة بعض العوامل المؤثرة على عملية اكسدة النيتروجين.
وتنحصر العوامل التى تمت دراستها فى فترة مكوث المياه بالمفاعل ونسبة إعادة كل من الحمأه والماء الخارج من خزان الترسيب النهائى إلى المفاعل، وكذلك نسبة تركيز الأمونيا فى الماء الداخل إلى الخزان وأخيراً تأثير ضخ هواء فى الخزان، وقد تمت دراسة تأثير هذه العوامل على نسبة إزالة الأمونيا، ونسبة إنتاج النيتريت والنيترات.
بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تجربة لمعرفة المسار الهيدروليكي للمفاعل عن طريق استخدام صبغة وحقنها عند مدخل الخزان وتتبعها عند المخرج، وقد اشتمل الجزء العملى للبحث على إنشاء نموذج معملى وتم تغذيته بمياه صرف صحي مأخوذه بعد حوض الترسيب الابتدائى (معالجة ابتدائية) من محطة الصرف الصحى ب"العصلوجى" بمحافظة الشرقية.
ويتكون النموذج المعملى من خزان قاعه اسطوانى الشكل وبه أقراص دائرية تدور بسرعه بطيئة (10 لفه فى الدقيقة) مغمورة لمنتصفها تقريباً ومثبت فى هذه الأقراص أنابيب، وأثناء التشغيل تكون هذه الأقراص مغمورة إلى أسفل عامود الدوران المثبت فى مركز الاقراص، بحيث ينغمر حوالى 40 % من مساحة سطحها فى المياه اثناء الدوران، وتمثل هذه الاقراص المفاعل ذات النمو الملتصق، ويوجد فى قاع الخزان ماسورة لضخ هواء داخل الخزان، كما أنه يوجد خزان ترسيب زجاجى يلى هذا الخزان ومنه تعاد الحمأة والماء إلى المفاعل موضوع البحث.
وقد اشتمل الجزء العملى على مجموعتين من التجارب، المجموعه الاولى، وتم فيها تقييم آداء المفاعل من ناحية إزالة الامونيا وذلك فى وجود تهوية (عن طريق ضخ الهواء) داخل المفاعل، أما المجموعة الثانية، فتم فيها تقييم آداء المفاعل فى عدم وجود تهوية.
إضافة إلى ذلك، تمت دراسة المسار الهيدروليكى للمفاعل عن طريق إضافه صبغة عند مدخل النموذج ، وتسجيل تركيز تلك الصبغة عند المخرج، وقد تبين من خلال الدراسة نسبة الحجم الميت بالنموذج إلى الحجم الكلى وكذلك حالة الخلط داخل النمو.