طرق معالجة مياه الصرف الصحي بالبكتيريا
يمكن معالجة مياه الصرف الصحي بالبكتيريا من خلال طريقتين رئيسيتين اعتمادًا على نسبة الأكسجين في البيئة، وفيما يأتي طرق معالجة مياه الصرف الصحي بالبكتيريا:
المعالجة اللاهوائية لمياه الصرف الصحي
يمكن للبكتيريا التي تقوم بالتحليل اللاهوائي للمواد العضوية إنتاج كتلة حيوية أقل من تلك الناتجة من المعالجة الهوائية، ويكون الهدف من هذا النوع من المعالجة تثبيت المادة العضوية الصلبة غير الذائبة وتحويلها إلى نواتج سائلة أو غازية كالميثان وإنتاج أقل قدر ممكن من الكتلة الحيوية .
عادةً ما تكون معالجات مياه الصرف الصحي لاهوائية، وتقوم البكتيريا اللاهوائية في هذه المعالجات بتحويل المواد العضوية إلى كحول وأحماض ذات وزن جزيئي منخفض، كما أنها قادرة على اختزال النترات لإنتاج غاز النيتروجين.
المعالجة الهوائية لمياه الصرف الصحي
في هذه الطريقة تعالج مياه الصرف الصحي من خلال توفير بيئة تناسب البكتيريا الهوائية، وتتميز هذه الطريقة بالسرعة مقارنةً بالمعالجة اللاهوائية، كما أنها تقوم بهضم المواد العضوية هذه بشكل كامل.
تتطلب هذه المعالجة توفر كميات كبيرة من الأكسجين لتقوم البكتيريا بتكسير المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي، وعادةً ما تصمم وحدات المعالجة الهوائية لتستطيع تزويد النظام بالأكسجين الإضافي اللازم، ويمكن باستخدام المعالجة اللاهوائية تفكيك نواتج المعالجة اللاهوائية أكثر لينتج في النهاية ثاني أكسيد الكربون.
فوائد استخدام البكتيريا في معالجة مياه الصرف الصحي
تضاف البكتيريا لمياه الصرف الصحي بهدف زيادة التحلل البيولوجي للمواد الموجودة فيها، إذ تستخدم هذه البكتيريا إنزيماتها في تحطيم مكونات مياه الصرف الصحي، والتي تشمل؛ البروتينات، والدهون، والزيوت، والشحوم، و الهيدروكربونات ، والأمونيا، والورق، والأنسجة النباتية، وغيرها.
وتتميز البكتيريا المستخدمة في معالجة مياه الصرف الصحي بقدرتها على معالجة البيئات الهوائية واللاهوائية والبيئات قليلة الأكسجين كثيرة النترات، كما أنها قادرة على التكيف مع درجات الحرارة والحموضة والمكونات المختلفة لمياه الصرف الصحي.
ومن الفوائد العديدة للبكتيريا في معالجة مياه الصرف الصحي ما يأتي:
- تقليل مطلوبية الأكسجين الكيميائية والبيوكيميائية.
- تقليل المواد الصلبة العالقة في المياه.
- التخلص من الروائح الكريهة المصاحبة لمياه الصرف الصحي.
- السيطرة على كميات الدهون والزيوت والشحوم.
- تقليل حجم الحمأة الناتجة.
- تقليل مستويات الخافضات السطحية والمواد الكيميائية.
العوامل المؤثرة في نمو البكتيريا عند معالجة مياه الصرف الصحي
تتطلب بيئات معالجة مياه الصرف الصحي بالبكتيريا توفير أفضل بيئة ممكنة لنمو البكتيريا، وفيما يأتي العوامل المؤثرة في نمو البكتيريا:
تحاج البكتيريا لكميات كبيرة من الأكسجين حتى تنمو بشكل أفضل وأكثر نشاطًا، كما تحتاج لكمية تتراوح ما بين 0.1-0.3 غم/لتر من الأكسجين المذاب.
في بداية عمر الحمأة تكون البكتيريا صغيرة معلقة وتتواجد بشكل فردي وتمتلك أسواطًا وطبقة صغيرة من الشحم، ولكن كلما زاد عمر الحمأة فإن هذه البكتيريا تفقد أسواطها ويتراحم عليها الشحم وتتكتل سوية وتستقر في القاع.
يلزم الخلط والتحريك لمياه الصرف الصحي من أجل التأكد من وصول الأكسجين والغذاء للبكتيريا.
تعمل الإنزيمات البكتيرية بشكل مثالي في البيئات ذات الرقم الهيدروجيني الذي يتراوح ما بين 7 إلى 7.5.
يعتمد عمل البكتيريا على درجة الحرارة، إذ إن درجات الحرارة الدافئة يزيد فيها تكاثر البكتيريا على غرار درجات الحرارة الباردة.
تتطلب البكتيريا عناصر غذائية تشمل؛ الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والصوديوم، والبوتاسيوم، والمغنيسيوم، والحديد، بحيث تتواجد هذه العناصر في المعتاد في مياه الصرف الصحي المحلية، ولكن يجب توفيرها في مياه الصرف الصحي الصناعية.
