هل يجب استخدام الملاءات الحيوية في الدبابات اللاهوائية؟

قرار استخدام الملاءات الحيوية في الدبابات اللاهوائية يعتمد على تصميم العملية المحددة ، أهداف العلاج ، وظروف التشغيل.

1. وظيفة الدبابات اللاهوائية ودور الملاءات الحيوية

1. الوظائف الأساسية لخزانات اللاهوائية
   تعتمد الخزانات اللاهوائية على المجتمعات الميكروبية (على سبيل المثال ، البكتيريا المائية ، الحمضي ، والميثانوجين) لتخفيض المادة العضوية من خلال التحلل المائي ، والتكوين الحمضي ، وتكوين الميثان. تشمل الأدوار الرئيسية:

   • انهيار المادة العضوية : تحويل العضوية المعقدة (البروتينات ، الدهون) إلى مركبات أبسط (أسيتات ، CO₂ ، CH₄).
   • دعم إزالة المغذيات : إطلاق الفوسفات عن طريق الكائنات الحية البوليفوسفات (PAOS) ​​للامتصاص الهوائي اللاحق ؛ توليد الأمونيا الجزئي.
   • الحد من الحمأة : هضم الحمأة العضوية لتقليل النفايات.

2. دور الملاءات الحيوية
   توفر المرشحين الحيويين أسطحًا مرفقات للكائنات الحية الدقيقة ، وتعزيز الاحتفاظ بالكتلة الحيوية واستقرار النظام:

   • تشكيل الأغشية الحيوية : تعزيز استعمار البكتيريا اللاهوائية عالية النشاط ، وتحسين كفاءة التحلل.
   • مقاومة تحميل الصدمة : المخزن المؤقت ضد التقلبات في الجودة المؤثرة من خلال الحفاظ على المواد الصلبة المعلقة.
   • نقل الكتلة المحسنة : تحسين التلامس الصلب الغاز (عبر الحشو المنظم مثل الوسائط ثلاثية الأبعاد المرنة) لتسريع إطلاق الميثان.

الثاني. السيناريوهات التي تتطلب الملاءات الحيوية

1. التطيل الحيوي اللاهوائي (AF) أو عمليات البيوفيلم

   • المرشحات اللاهوائية Upflow : استخدام الوسائط المسامية (البولي يوريثان ، البولي إيثيلين) مع نسبة ملء 30 ٪ تقريبًا ؛ مصممة للمساحة السطحية العالية والمسامية.
   • مواد حشو ثلاثية الأبعاد مرنة : مناسبة للمياه العادمة ذات الرسم العالي (من 4000 إلى 10،000 ملغ/لتر) مع HRT الممتدة (> 40 ساعة).

2. تحسين التحلل المائي أو إزالة المغذيات

   • تعديل أنظمة AAO : أضف مواد الحشو المعلقة (حوالي 30 ٪ نسبة ملء) لإثراء البكتيريا المائية ، وتحسين التحلل البيولوجي وإمدادات الكربون لإزالة النتروجين.
   • دبابات اللاهوائية على مرحلتين : مواد الحشو المتدرج تمتد HRT (على سبيل المثال ، 60 ساعة) لتخفيض العضوية المتمردة.

3. التطبيقات الصناعية واسعة النطاق
   بالنسبة للأنظمة ذات السعة العالية (> 10000 متر مكعب/د) ، تقلل الحشو التكاليف طويلة الأجل (مقابل المكملات الميكروبية) وتقليل الغسيل الحمأة.

ثالثا. السيناريوهات التي تكون فيها الملاءات الحيوية غير ضرورية

1. عمليات الحمأة المنشطة التقليدية (CAS)

   • أنظمة A²/O. .
   • تصميمات مبسطة : أنظمة صغيرة أو ريفية تعطي أولوية الحد الأدنى من الصيانة على تعقيد الأغشية الحيوية.

2. الصلحين العاليين أو مياه الصرف الصحي المستقر

   • المواد الصلبة قبل المعالجة (على سبيل المثال ، عن طريق الترسيب) لتجنب انسداد الحشو (على سبيل المثال ، في مياه الصرف المسلحة).
   • يمكن للخلط الكافي (المحرضين الغاطسين) الحفاظ على النشاط الميكروبي دون مواد حشو.

رابعا. اختيار حشو واعتبارات التصميم

1. أنواع الحشو

   • وسائل الإعلام ثلاثية الأبعاد مرنة : مساحة سطح عالية ، مقاومة للتآكل لأحمال الصدمة.
   • مواد حشو منظمة ثابتة : الإسفنج البولي يوريثان أو لوحات مموجة مع أكثر من 80 ٪ مسامية.
   • وسائل الإعلام العائمة الموقوفة : الطفو شبه المحايد (على سبيل المثال ، ناقلات MBBR) للتمييز منخفض الطاقة.

2. المعلمات الرئيسية

   • نسبة ملء : 10-30 ٪ لتحقيق التوازن بين الاحتفاظ بالكتلة الحيوية والكفاءة الهيدروليكية.
   • تثبيت : رفع الحشو> 0.7 متر فوق أرضية الخزان لمنع تراكم الحمأة.
   • المعدات المساعدة : شاشات أو مراوح أو شبكات لضمان توزيع موحد.

3. التكلفة والصيانة

   • تكاليف رأس المال : استثمار أولي أعلى ولكن منخفضة النفقات التشغيلية طويلة الأجل.
   • عمر : حشو الجودة آخر> 10 سنوات ؛ مراقبة سمك الأغشية الحيوية والتلوث.

يعتمد استخدام الملاءات الحيوية في الدبابات اللاهوائية على:

1. نوع العملية : إلزامي لأنظمة الأغشية الحيوية (على سبيل المثال ، AF) ، اختياري للتصميمات المستندة إلى CAS.
2. أهداف العلاج : حاسم لتحسين التحلل المائي ، إزالة المغذيات ، أو الحد من الحمأة.
3. الحجم والاقتصاد : مفضل في أنظمة واسعة النطاق لكفاءة التكلفة.
4. خصائص مياه الصرف الصحي : تجنب الصلحات العالية أو التدفقات القابلة للتحلل بسهولة.

يمكن للملاءات الحيوية أن تعزز بشكل كبير أداء خزانات اللاهوائية في التطبيقات المستهدفة ولكنها تتطلب تقييمًا فنيًا واقتصاديًا دقيقًا .