دور الكائنات الحية الدقيقة في تنقية مياه الصرف

فهرس المحتويات

استخدام الكائنات الحية الدقيقة في تنقية مياه الصرف

تعتمد عمليات تنقية مياه الصرف الصحي على طريقتين أساسيتين في معالجة المياه العادمة، وذلك بحسب كمية الأكسجين المتوفرة في الوسط. تعتمد هاتان الطريقتان على قدرة أنواع معينة من البكتيريا على تحليل المواد العضوية.

المعالجة اللاهوائية: بيئة خالية من الأكسجين

في هذه العملية، تستخدم البكتيريا اللاهوائية لتحليل المواد العضوية في غياب الأكسجين. ينتج عن هذه العملية كمية أقل من الكتلة الحيوية مقارنة بالمعالجة الهوائية. الهدف الرئيسي هو تحويل المواد العضوية الصلبة إلى مواد سائلة أو غازية، مثل الميثان، مع الحد من إنتاج الكتلة الحيوية قدر الإمكان. تُحوّل البكتيريا اللاهوائية المواد العضوية إلى كحول وأحماض ذات أوزان جزيئية منخفضة، كما يُمكنها اختزال النترات لإنتاج غاز النيتروجين.

المعالجة الهوائية: اعتماداً على الأكسجين

تُعرف هذه الطريقة بتوفير بيئة غنية بالأكسجين لتسهيل عمل البكتيريا الهوائية. تتميز هذه الطريقة بسرعتها مقارنة بالمعالجة اللاهوائية، كما أنها تُحقق هضمًا كاملاً للمواد العضوية. تتطلب هذه العملية كميات كبيرة من الأكسجين لتمكين البكتيريا من تكسير المواد العضوية. تُصمم وحدات المعالجة الهوائية عادةً لتزويد النظام بالكمية اللازمة من الأكسجين. ويمكن استخدام المعالجة اللاهوائية لتفكيك نواتج المعالجة اللاهوائية بشكل أكبر، مما ينتج في النهاية ثاني أكسيد الكربون.

إيجابيات استخدام البكتيريا في تنقية المياه

تُضاف البكتيريا إلى مياه الصرف الصحي لتعزيز التحلل البيولوجي للمواد العضوية. تستخدم هذه البكتيريا إنزيماتها لتكسير مكونات متنوعة في مياه الصرف، بما في ذلك البروتينات، والدهون، والزيوت، والشحوم، والهيدروكربونات، والأمونيا، والورق، والأنسجة النباتية، وغيرها. تتميز البكتيريا المستخدمة في هذه العملية بقدرتها على التكيف مع بيئات متنوعة، سواءً كانت هوائية أو لاهوائية أو قليلة الأكسجين، كما أنها تتأقلم مع اختلافات درجات الحرارة والحموضة ومكونات مياه الصرف الصحي. من أهم فوائد استخدام البكتيريا:

• تقليل الطلب الكيميائي والأحيائي على الأكسجين.
• تقليل المواد الصلبة العالقة في الماء.
• إزالة الروائح الكريهة.
• التحكم في كميات الدهون والزيوت والشحوم.
• تقليل حجم الحمأة.
• خفض مستويات المواد الكيميائية.

العوامل التي تؤثر على نمو البكتيريا

يجب توفير بيئة مثالية لنمو البكتيريا في عمليات تنقية مياه الصرف. تتضمن العوامل الرئيسية المؤثرة على نمو البكتيريا ما يلي:

• الأكسجين: تحتاج البكتيريا لكميات كافية من الأكسجين المذاب (0.1-0.3 غم/لتر) لضمان نموها وفعاليتها.
• عمر الحمأة: تختلف خصائص البكتيريا باختلاف عمر الحمأة. البكتيريا الصغيرة تكون معلقة بشكل فردي، أما البكتيريا في الحمأة الأكبر عمراً فتتكتل وتستقر في القاع.
• الخلط والتحريك: يُعدّ الخلط والتحريك ضروريين لضمان وصول الأكسجين والمواد الغذائية إلى البكتيريا.
• الرقم الهيدروجيني (pH): تعمل الإنزيمات البكتيرية بشكل مثالي في بيئة ذات رقم هيدروجيني يتراوح بين 7 و 7.5.
• درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة على معدل تكاثر البكتيريا، حيث يزداد التكاثر في درجات الحرارة الدافئة مقارنةً بالباردة.
• العناصر الغذائية: تحتاج البكتيريا إلى عناصر غذائية أساسية مثل الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والصوديوم، والبوتاسيوم، والمغنيسيوم، والحديد. تتواجد هذه العناصر عادةً في مياه الصرف الصحي المنزلية، بينما قد تحتاج إلى إضافتها في مياه الصرف الصحي الصناعية.

المصادر: (هنا يمكن إضافة المراجع باللغة العربية)