تعتمد أجهزة الهضم اللاهوائية (مصطلح عام للمفاعلات اللاهوائية مثل UASB، وIC، وEGSB) على الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية (مولدات الميثان والمحمضات) لتحليل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي في بيئة خالية من الأكسجين-. تعد هذه عملية أساسية لمعالجة مياه الصرف الصحي ذات التركيز العالي-.
I. الوظائف الأساسية
1. تقليل COD-التركيز العالي، وتقليل الملوثات بشكل كبير:-مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز من المسالخ، ومصانع تجهيز الأغذية، ومصانع الجعة، ومزارع الماشية، ومؤسسات تقديم الطعام غالبًا ما يكون لها COD مؤثر يصل إلى عشرات الآلاف من ملجم/لتر. تخضع الجزيئات العضوية الكبيرة لتفاعل لاهوائي من ثلاث-خطوات:
1) التحلل المائي والتحمض: تتحلل الجزيئات العضوية الكبيرة إلى أحماض عضوية أصغر؛
2) إنتاج الهيدروجين وحمض الخليك.
3) توليد الميثان: يتم تحويل حمض الأسيتيك إلى غاز الميثان (الغاز الحيوي). في الصباغة والطباعة والصناعات الكيميائية، يمكن للمرحلة اللاهوائية إزالة 60%-85% من COD من مياه الصرف الصحي ذات التركيز العالي-، مما يقلل بشكل كبير من الحمل الكيميائي الحيوي الهوائي التالي ويوفر طاقة التهوية.
2. إزالة الكبريتات وبعض نيتروجين الأمونيا (كمية صغيرة)
يتم اختزال الكبريتات الموجودة في مياه الصرف الصحي إلى كبريتيد الهيدروجين عن طريق اختزال الكبريتات-البكتيريا؛ يخضع النيتروجين العضوي للأمونيا، ويحوله إلى نيتروجين الأمونيا. لا يمكن للعمليات اللاهوائية إزالة النيتروجين، لذلك يظل إجمالي النيتروجين دون تغيير بشكل أساسي، ولكن مستويات نيتروجين الأمونيا ستزداد، مما يستلزم عمليات النترجة ونزع النتروجين اللاحقة.
3. الحد من الحمأة واستعادة موارد الغاز الحيوي
تنتج العملية اللاهوائية حمأة أقل بكثير من العملية الهوائية؛ فهو يولد الغاز الحيوي (50%-70% من محتوى الميثان)، والذي يمكن حرقه لتوليد الطاقة والتدفئة، وتحقيق استعادة الطاقة.
4. تحسين قابلية التحلل الحيوي لمياه الصرف الصحي
تخضع بعض المواد العضوية الجزيئية المتمردة للتحلل المائي والتحمض، مما يؤدي إلى انقسام السلسلة وتحسين نسبة B/C، مما يؤدي إلى نتائج معالجة أفضل في الخزانات الهوائية اللاحقة.
ثانيا. تقسيم العملية النموذجية للوظائف في الهاضم اللاهوائي
تدفق المياه العادمة: خزان المعادلة ← الهاضم اللاهوائي ← خزان الأكسجين ← الخزان الهوائي ← خزان الترسيب الثانوي
1. يقوم الهاضم اللاهوائي بإزالة معظم الملوثات العضوية في الواجهة الأمامية، مما يقلل الحمل.
2. يقوم الخزان الهوائي بإزالة COD المتبقي بعمق وفي نفس الوقت يزيل نيتروجين الأمونيا من خلال النترجة.
3. لا يمكن للمرحلة اللاهوائية إكمال عملية إزالة النيتروجين بالكامل؛ تعتمد إزالة النيتروجين الكلي على نزع النتروجين اللاحق.
ثالثا. النقاط الأساسية لعملية -الموقع
1. رقابة صارمة على الأكسجين المذاب (DO)؛ يجب أن يكون الخزان خاليًا من الأكسجين، لأن ذلك سيمنع البكتيريا المولدة للميثان.
2. التحكم في درجة الحموضة المؤثرة إلى 6.5-7.8؛ التحمض المفرط سوف يسبب زيادة في النفايات السائلة VFA وانهيار النظام؛
3. درجة الحرارة المناسبة: حوالي 35 درجة (ميزوتروبيك)؛ درجات الحرارة المنخفضة سوف تقلل بشكل كبير من كفاءة العلاج.
4. يجب ألا يحتوي السائل على كميات كبيرة من الكبريتيدات أو المعادن الثقيلة أو المثبطات السامة لأنها تضر البكتيريا.
تعتبر أجهزة الهضم اللاهوائية في الأساس "وحدات معالجة أولية" لمياه الصرف الصحي، وهي مصممة خصيصًا لمعالجة التركيزات العالية من الملوثات العضوية، وإنتاج الغاز الحيوي، وتقليل الضغط على الخزانات الهوائية في اتجاه مجرى النهر؛ ومع ذلك، فهي لا تتمتع بالقدرة على إزالة إجمالي النيتروجين أو الفوسفور ولا يمكن استخدامها كنهاية مستقلة -لمعالجة- الأنابيب.
