إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه النهر الملوثة جزئيًا ومياه الصرف الصحي المجمعة باستخدام عبوات MBBR من مواد مختلفة
يجمع مفاعل الأغشية الحيوية ذو السرير المتحرك (MBBR) بين مزايا عملية الحمأة المنشطة وعملية الأغشية الحيوية التقليدية، مما يجعله تقنية مبتكرة وثورية في معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية الحديثة. أظهرت العديد من الدراسات السابقة أن عملية MBBR يمكن أن تخفف بشكل فعال من ضغط إزالة النيتروجين في مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية. يمكن لعبوات الحامل الحيوي- في عملية MBBR أن تنقل الغشاء الحيوي إلى المفاعل بأكمله، وتعزز الاتصال بين الغشاء الحيوي والأكسجين وركائز التفاعل، وتحسن كفاءة تفاعلات التحلل. نظرًا لخصائصها الفريدة من نوعها من حيث الاستقرار والكثافة، فإن لديها آفاق تطبيق واسعة.
في الوقت الحاضر، معظم عبوات الناقل الحيوي MBBR -مصنوعة بشكل أساسي من مواد مثل البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبولي يوريثان (PU)، والبولي يوريثان المسامي (PPC). من بينها، تتمتع عبوات MBBR المستندة إلى PE- بتأثير إزالة جيد على اللون، وCODCr، ونيتروجين الأمونيا، والنيتروجين الكلي، وإجمالي الكربون العضوي والفينولات المتطايرة في مياه الصرف الصحي؛ يتم استخدام عبوات PP في الغالب في عمليات MBBR المدمجة، مثل عملية MBBR-AO المدمجة وعملية MBBR-MBR المدمجة؛ تتميز عبوات PU وPPC بمسامية عالية، والتي يمكن أن توفر مساحة تعلق أكبر للكائنات الحية الدقيقة، مما يمكّن الكائنات الحية الدقيقة من النمو بسرعة وثبات، وبالتالي إزالة الملوثات العضوية والمواد المغذية المختلفة بشكل فعال في مياه الصرف الصحي. عبوات PE و PPC نوعان مستخدمان على نطاق واسع حاليًا. يتم تطبيق عبوات PE على نطاق أوسع مع أداء أفضل، في حين أن عبوات PPC لديها محبة للماء أقوى ومساحة سطح محددة أكبر، والتي تكون أكثر ملاءمة لربط الكائنات الحية الدقيقة. كلا النوعين من العبوات لهما مزايا وعيوب، وكلاهما يمتلك قوة ميكانيكية جيدة وتكلفة منخفضة. ومع ذلك، هناك تقارير قليلة عن تأثيرات إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه الأنهار الملوثة جزئيًا-ومياه الصرف الصحي المجمعة-في عملية MBBR-AO المقترنة. تستكشف هذه الورقة تأثير إضافة أنواع مختلفة من عبوات الناقل الحيوية MBBR-(مواد PE وPPC) في عملية MBBR-AO المقترنة على كفاءة إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه النهر الملوثة -بشكل دقيق ومياه الصرف الصحي المجمعة من مياه الأمطار-. في الوقت نفسه، يقوم بتحليل معدل تكوين الأغشية الحيوية وعمر الخدمة لمختلف عبوات حامل MBBR bio-، بهدف تحسين طرق الاختيار المحددة لعبوات حامل MBBR bio- المختلفة في عملية MBBR لمعالجة مياه الصرف الصحي.
1. عملية معالجة مياه الصرف الصحي
1. 1 سير العملية والحيوية-تفاصيل تعبئة الناقل
جهاز معالجة مياه الصرف الصحي المستخدم في هذه الدراسة عبارة عن مفاعل ذو طبقة مميعة بيولوجية-مصمم ذاتيًا، ويعتمد عملية MBBR-AO المقترنة. يظهر الشكل 1 (أ) تدفق العملية الرئيسي، وتشمل المعدات المحددة شبكة، ومضخة رفع، وعبوات حاملة MBBR bio-، وخزان متكامل عالي الكفاءة- لإزالة النيتروجين البيولوجي، وخزان ترسيب عالي الكفاءة-، ونظام تهوية، وما إلى ذلك. ويبلغ معدل التدفق المتدفق للمفاعل 50 م³/ي (حوالي 2 م³/ساعة)، والاحتفاظ الهيدروليكي الفعال الوقت هو 5 ساعات، والحجم الفعال للمفاعل حوالي 10 متر مكعب.
العبوات الحاملة MBBR bio- في جهاز معالجة مياه الصرف الصحي هي عبوات مستندة إلى PE- وعبوات حاملة هلامية PPC. تكون العبوات القائمة على PE- على شكل إشعاعات حلقية بحجم Φ25 مم × 10 مم، و19 فتحة، وقنوات خماسية، بمساحة سطحية محددة تبلغ حوالي 500 متر مربع/م3 [الشكل 1(ب)]؛ تكون عبوات حامل الجل PPC مكعبة بحجم Φ10 مم × 10 مم × 10 مم ومساحة سطحية محددة تبلغ حوالي 5000 متر مربع / متر مكعب [الشكل 1 (ج)].
1.2 جودة الصرف الصحي
في هذه الدراسة، تم استخدام جهاز معالجة مياه الصرف الصحي لمعالجة نوعين من المسطحات المائية: مياه النهر الملوثة جزئيًا-ومياه الصرف الصحي المجمعة من مياه الأمطار-. كانت مياه النهر- الملوثة جزئيًا من نهر حضري في منطقة تشجيانغ ذات مستويات تلوث منخفضة، وكان تركيز نيتروجين الأمونيا فيه منخفضًا نسبيًا، بمتوسط تركيز كتلة يبلغ 5 ملجم/لتر. كانت مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار- هي المصدر المؤثر لمحطتي ضخ مياه الصرف الصحي (محطة الضخ 1 ومحطة الضخ 2) لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي في مقاطعة تشجيانغ، مع تركيز مرتفع نسبيًا من نيتروجين الأمونيا يتراوح من 3 إلى 20 ملجم/لتر. وذلك لأن بعض أكاسيد النيتروجين الموجودة في الهواء تتفاعل مع مياه الأمطار لتكوين حمض النيتريك أو النترات خلال فترة هطول الأمطار، وهو ما يساعد بشكل أكبر على تكاثر بكتيريا الأمونيا- المؤكسدة، مما يؤدي إلى ارتفاع محتوى نيتروجين الأمونيا نسبيًا في مياه الصرف الصحي. وفي الوقت نفسه، تم الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني لكلا المسطحات المائية بين 7 و9.
1.3 معلمات التشغيل لجهاز معالجة مياه الصرف الصحي
1.2.1 عملية تكوين الأغشية الحيوية الأولية
بدأ نظام معالجة مياه الصرف الصحي بإضافة عبوات على دفعات لتكوين الأغشية الحيوية. طبقًا لتأثير التميع الفعلي للعبوات الموجودة في المفاعل، تم تحديد الجزء الحجمي النهائي للعبوات المضافة ليكون 20%. أثناء عملية البدء-، لم تتم إعادة الحمأة المعلقة في النظام، وكانت نسبة عودة الحمأة أثناء معالجة مياه الصرف الصحي 1:8.
1.2.2 التحكم في معلمات تشغيل الجهاز
جهاز معالجة مياه الصرف الصحي يعمل في درجة حرارة الغرفة (20 درجة). تم استخدام معدات التهوية الموجودة في الجزء السفلي من الجهاز للتحكم في معدل التهوية أثناء معالجة مياه الصرف الصحي. وفي الوقت نفسه، تم التحكم في معدل تدفق الجهاز عند 2 متر مكعب/ساعة، وظلت المعلمات الأخرى أثناء معالجة مياه الصرف الصحي ثابتة بشكل أساسي. تم اختيار مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - من محطة الضخ 1 ومحطة الضخ 2، بالإضافة إلى مياه النهر الملوثة جزئيًا -، كعينات للمياه المتدفقة.
2. النتائج والمناقشة
2.1 معدل تكوين الأغشية الحيوية لعبوات MBBR بمواد مختلفة
أثناء-مرحلة بدء تشغيل جهاز معالجة مياه الصرف الصحي، كانت جودة المياه المتدفقة مستقرة. بعد إضافة العبوات على دفعات، خضعت العبوات لتكوين ونضج الغشاء الحيوي الطبيعي.
في ظل نفس ظروف التشغيل، يتباين معدل تكوين الأغشية الحيوية -لعبوات الحامل الحيوي بمواد مختلفة بشكل كبير بسبب خصائصها المتأصلة. كان معدل تكوين الأغشية الحيوية للعبوات المعتمدة على PE- بطيئًا نسبيًا، مما يتطلب إضافة مواد كيميائية مثل الجلوكوز لثقافة التهوية المغلقة. من خلال ملاحظة تشغيل عبوات PE وPPC في عملية MBBR-AO المقترنة، وجد أنه بعد حوالي 5 أيام من إضافة عبوات PE، ظهر غشاء حيوي بني مصفر- رقيق على سطح الحاملات. بعد التشغيل المستمر لمدة أسبوع تقريبًا، ظهر عدد كبير من البراميسيا والرساعات والدوارات وكمية صغيرة من الدوامات على سطح الناقل، مما يشير إلى أن الغشاء الحيوي كان ناضجًا بشكل أساسي واكتمل بدء تشغيل النظام-في هذا الوقت. في المقابل، كان معدل تكوين الأغشية الحيوية لعبوات PPC أسرع، وكان الأغشية الحيوية ناضجة بشكل أساسي في حوالي 3 أيام، بينما يمكن امتصاص الحمأة في داخل العبوات. يساعد تكوين الغشاء الحيوي على تحسين نشاط البكتيريا المؤكسدة للأمونيا. بالمقارنة مع عبوات PE، فإن المساحة السطحية الكبيرة المحددة لعبوات PPC تكون أكثر ملاءمة لتكوين الأغشية الحيوية وتثبيت الميكروبات. بالنسبة لعبوات PE من نفس المادة التي تعالج أنواعًا مختلفة من مياه الصرف الصحي، أظهر تأثير تكوين الأغشية الحيوية للعبوات أيضًا اختلافات كبيرة. يمكن أن نرى من الشكل 2 (أ) أنه كان هناك غشاء حيوي بني فاتح رقيق على سطح عبوات PE في مياه النهر الملوثة -. ومع ذلك، يوضح الشكل 2 (ب) أن طبقة الأغشية الحيوية الموجودة على سطح عبوات PE في مياه الصرف الصحي المجمعة - كانت مجزأة، مما يشير إلى أن تأثير تكوين الأغشية الحيوية لحزم PE في مياه النهر الملوثة - كانت أفضل بكثير من تلك الموجودة في مياه الصرف الصحي المجمعة -. يمكن أن نرى من الشكل 2 (ج) والشكل 2 (د) أن الاختلاف في تأثير تكوين الغشاء الحيوي لتعبئة PPC في مياه النهر الملوثة الصغيرة ومياه الصرف الصحي المجمعة - لم تكن كبيرة.
2. 2 قدرة إزالة نيتروجين الأمونيا من العبوات الحاملة الحيوية- بمواد مختلفة
يعد محتوى نيتروجين الأمونيا مؤشرًا رئيسيًا لتقييم تأثير المعالجة الفعلي لمياه الصرف الصحي من محطات الضخ. ولذلك، فإن قدرة إزالة نيتروجين الأمونيا لها أهمية توجيهية عملية هامة لاختيار أنواع التعبئة الحاملة الحيوية - في عملية MBBR-AO المقترنة.
2. 3 تأثير إزالة نيتروجين الأمونيا من عبوات PE وPPC على مياه النهر الملوثة الصغيرة - أثناء تشغيل العملية على المدى القصير
كما هو مبين في الشكل 3، كان متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المؤثرة في عملية MBBR -AO المقترنة بعبوات PE وPPC 3.69 مجم/لتر و3.39 مجم/لتر على التوالي. وفي الوقت نفسه، تذبذب التركيز الفعلي لنيتروجين الأمونيا بشكل كبير، والذي كان سببه هطول الأمطار. في العملية باستخدام عبوات البولي إيثيلين، كان متوسط كمية إزالة نيتروجين الأمونيا ومتوسط معدل إزالة مياه النهر الملوثة جزئيًا 3.12 مجم/لتر و84.55%، على التوالي، والتي كانت أعلى من تلك الخاصة بالعملية مع عبوات PPC (2.56 مجم/لتر و75.52%). يشير هذا إلى أن إضافة عبوات PE في عملية MBBR-AO المقترنة تكون أكثر ملاءمة لإزالة نيتروجين الأمونيا من مياه النهر الملوثة جزئيًا- على المدى القصير (خلال 12 يومًا).
2.4 تأثير إزالة نيتروجين الأمونيا من عبوات PE وPPC على مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - أثناء تشغيل العملية على المدى القصير
كما هو موضح في الشكل 4، أثناء تشغيل - المدى القصير (18- يومًا) لعملية MBBR - AO المقترنة بعبوات PE، كان متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المتدفقة من مياه الصرف الصحي المجمعة - من محطة الضخ 1 [الشكل 4 (أ)] ومحطة الضخ 2 [الشكل 4 (ب)] 7.24 ملغم / لتر و9.35 ملغم/لتر، على التوالي. عندما تمت إضافة عبوات البولي إيثيلين في فترة -معالجة قصيرة المدى (18-يوم) لمياه الصرف الصحي المجمعة-من محطة الضخ 1 ومحطة الضخ 2 باستخدام عملية MBBR-AO المقترنة، انخفض تركيز نيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة بشكل ملحوظ. كان متوسط كميات إزالة نيتروجين الأمونيا 6.93 ملجم/لتر و7.9 ملجم/لتر، مع متوسط معدلات إزالة 95.71% و84.49% على التوالي. خلال فترة قصيرة (18{35}}يوم) من معالجة مياه الصرف الصحي المجمعة-من محطة الضخ 1، ظل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا أعلى من 90%، ووصل إلى ما يقرب من 100% في اليوم التاسع. قد تكون مياه الصرف الصحي المعالجة أكثر ملاءمة لنمو الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بها، وبالتالي تعزيز إزالة نيتروجين الأمونيا. وفي الوقت نفسه، خلال فترة المعالجة القصيرة (18 يومًا) لمياه الصرف الصحي المجمعة من محطة الضخ 2، ظل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا في الغالب حوالي 90%، مما يشير إلى أن إضافة عبوات PE في العملية المقترنة MBBR-AO لها تأثير قوي على إزالة نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة على المدى القصير (18 يومًا).
كما هو مبين في الشكل 5، في عملية MBBR - AO المقترنة بعبوات PPC، تراوحت تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المؤثرة من مياه الصرف الصحي المجمعة - من محطة الضخ 1 [الشكل 5 (أ)] ومحطة الضخ 2 [الشكل 5 (ب)] من 3 إلى 20 مجم / لتر ومن 3 إلى 22 مجم / لتر، على التوالي، مع تقلبات كبيرة. وقد يكون ذلك بسبب هطول الأمطار الذي يتسبب في دخول أكاسيد النيتروجين الموجودة في الهواء إلى نظام الصرف الصحي، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في تركيز نيتروجين الأمونيا المتدفق. كان متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المؤثرة في مياه الصرف الصحي المجمعة -من محطة الضخ 1 ومحطة الضخ 2 14.76 ملجم/لتر و13.26 ملجم/لتر، على التوالي. بعد المعالجة قصيرة المدى - (24 يومًا) بواسطة عملية MBBR -AO المقترنة بعبوات PPC، انخفض تركيز نيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة بشكل ملحوظ، مع متوسط تركيزات الكتلة يبلغ 5.32 مجم/لتر و6.42 مجم/لتر فقط. وكان متوسط كميات إزالة نيتروجين الأمونيا 9.44 ملغم/لتر و6.84 ملغم/لتر، وكان متوسط معدلات الإزالة 63.96% و51.58% على التوالي. يشير هذا إلى أن عبوات PPC لها تأثير معين على إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار. قد يكون التركيز العالي لنيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - بسبب إدخال مكونات معقدة أخرى في مياه الصرف الصحي، وبالتالي منع تحلل نيتروجين الأمونيا بواسطة عبوات PPC. بالمقارنة مع عبوات PE، فإن عبوات PPC لها مسام أصغر ومسامية أعلى. قد تؤدي الشوائب والجسيمات العالقة في مياه الصرف الصحي المجمعة- إلى سد مسام عبوات PPC، مما يؤدي إلى التكتل داخل العبوات وبالتالي تقليل كفاءة إزالة نيتروجين الأمونيا. وفي الوقت نفسه، وجدت دراسات سابقة أن الأغشية الحيوية الأصغر من 1 ملم يمكن أن تسبب انسداد المسام داخل العبوات. على الرغم من أن الأغشية الحيوية يمكن أن تسرع الانسداد الداخلي للعبوات، إلا أنها ليست العامل الرئيسي.
أثناء التشغيل قصير المدى -لعملية MBBR-AO المقترنة، كان متوسط معدلات إزالة نيتروجين الأمونيا من عبوات PE لمياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - (95.71% لمحطة الضخ 1 و84.49% لمحطة الضخ 2) أعلى قليلاً من تلك الخاصة بمياه النهر الملوثة جزئيًا (84.55%). في المقابل، كان متوسط معدلات إزالة نيتروجين الأمونيا من عبوات PPC لمياه الصرف الصحي المجمعة -(63.96% لمحطة الضخ 1 و51.58% لمحطة الضخ 2) أقل قليلاً من تلك الخاصة بمياه النهر الملوثة جزئيًا (75.52%). بالنسبة لعبوات PE، مقارنةً بمياه النهر- الملوثة بشكل دقيق، فإن انخفاض تركيز الأكسجين المذاب في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار- يكون أكثر ملاءمة للنترجة ونزع النتروجين المتزامنين للكائنات الحية الدقيقة في عبوات PE لإزالة النيتروجين. أثناء تكوين الأغشية الحيوية لعبوات PPC، يتم امتصاص الحمأة في الجزء الداخلي من العبوات، مما يؤدي إلى زيادة في تركيز الأكسجين المذاب، وهو ما لا يفضي إلى النترجة ونزع النتروجين المتزامنين للكائنات الحية الدقيقة الداخلية، مما يؤدي إلى انخفاض في معدلات إزالة نيتروجين الأمونيا في كل من مياه الصرف الصحي المجمعة - ومياه الأنهار الملوثة الصغيرة -.
باختصار، تعد إضافة عبوات PE أكثر ملاءمة لتحلل نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - بواسطة عملية MBBR-AO المقترنة على المدى القصير.
تأثير إزالة نيتروجين الأمونيا من عبوات PE وPPC على مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار أثناء -تشغيل العملية على المدى الطويل
كما هو موضح في الشكل 6، أثناء تشغيل -المدى الطويل (96-يومًا) لعملية MBBR -AO المقترنة بعبوات PE، تراوحت تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المتدفقة من مياه الصرف الصحي المجمعة - من محطة الضخ 1 [الشكل 6(أ)] ومحطة الضخ 2 [الشكل 6(ب)] من 2 إلى 25 مجم/لتر و3 إلى 35 ملغم/لتر، على التوالي، مع تقلبات كبيرة. وكان متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المؤثرة 10.20 ملغم/لتر و8.93 ملغم/لتر على التوالي. بعد المعالجة بعملية MBBR-AO المقترنة، انخفض متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة إلى 2.93 مجم/لتر و2.67 مجم/لتر، مع متوسط كميات إزالة تبلغ 7.27 مجم/لتر و6.26 مجم/لتر، ومتوسط معدلات إزالة 71.27% و70.10%، على التوالي. لم يكن هناك اختلاف كبير في تحلل نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار - من محطة الضخ 1 ومحطة الضخ 2 عن طريق إضافة عبوات PE أثناء عملية -المدى الطويل (96-يوم) لعملية MBBR-AO المقترنة، وتم الحفاظ على معدلات إزالة نيتروجين الأمونيا عند حوالي 74%. يشير هذا إلى أن إضافة عبوات PE في عملية MBBR-AO المقترنة لها تأثير إزالة جيد على نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار-خلال عملية طويلة المدى (96-يوم). عندما تعمل عملية MBBR-AO المقترنة بعبوات PE في المرحلة اللاحقة (84-96 يومًا)، بغض النظر عما إذا كان المتدفق مدمجًا بمياه الصرف الصحي من محطة الضخ 1 أو محطة الضخ 2، زاد تركيز نيتروجين الأمونيا السائلة بشكل ملحوظ، وكان معدل إزالة نيتروجين الأمونيا أقل بكثير من معدل الإزالة الذي يبلغ 90٪ تقريبًا في المرحلة المبكرة من عملية العملية. وذلك لأنه بعد الاستخدام طويل الأمد، تتضرر عبوات PE نفسها وتتقادم، وتتغير خشونة سطح العبوات، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الخدمة وقدرة إزالة نيتروجين الأمونيا.
يوضح الشكل 7 التغييرات في تركيز نيتروجين الأمونيا المؤثر، وتركيز نيتروجين الأمونيا المتدفق، وكمية إزالة نيتروجين الأمونيا، ومعدل إزالة نيتروجين الأمونيا أثناء التشغيل طويل المدى -لعملية MBBR-AO المقترنة بعبوات PPC. تراوحت تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المتدفقة من مياه الصرف الصحي المجمعة - من محطة الضخ 1 [الشكل 7 (أ)] ومحطة الضخ 2 [الشكل 7 (ب)] من 3 إلى 35 مجم / لتر، مع متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا المؤثرة تبلغ 10.96 مجم / لتر و 8.10 مجم / لتر، على التوالي. بعد المعالجة بعملية MBBR-AO المقترنة، انخفض متوسط تركيزات كتلة نيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة إلى 3.96 مجم/لتر و3.39 مجم/لتر، مع متوسط كميات إزالة تبلغ 7.00 مجم/لتر و4.71 مجم/لتر، ومتوسط معدلات إزالة 63.87% و58.15%، على التوالي. أثناء التشغيل -طويل الأمد لعملية MBBR-AO المقترنة، كان لإضافة عبوات PPC تأثير تحلل أفضل قليلًا على نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة-من محطة الضخ 1 مقارنةً بمحطة الضخ 2، لكن الفرق لم يكن كبيرًا. يشير هذا إلى أن إضافة عبوات PPC في عملية MBBR-AO المقترنة لها تأثير إزالة معين على نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار- أثناء التشغيل على المدى الطويل-. كان معدل إزالة نيتروجين الأمونيا في عملية MBBR-AO المقترنة بتعبئة PPC أثناء التشغيل-طويل الأمد أعلى من ذلك أثناء التشغيل-قصير المدى. وذلك لأنه أثناء التشغيل على المدى الطويل-، تتراكم الحمأة داخل عبوات PPC، مما يشكل بيئة لا هوائية أو خالية من الأكسجين، مما يوفر بيئة معيشية مناسبة لأنشطة حياة البكتيريا الآزوتية. تتكاثر البكتيريا الآزوتية بسرعة، ويتسارع معدل التفاعل المحلي
باختصار، تعد إضافة عبوات PE أكثر ملاءمة لتحلل نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي المجمعة - من خلال عملية MBBR-AO المقترنة أثناء التشغيل على المدى الطويل-. وفي الوقت نفسه، يجب استبدال عبوات البولي إيثيلين أو تنظيفها في الوقت المناسب بعد الاستخدام طويل الأمد- لضمان إمكانية إزالة نيتروجين الأمونيا الموجود في مياه الصرف الصحي بشكل فعال أثناء التشغيل طويل الأمد -لعملية MBBR-AO المقترنة.
مدة خدمة عبوات الناقلات الحيوية-المحتوية على مواد مختلفة
بالمقارنة مع عبوات PPC، تتمتع عبوات PE بعمر خدمة أطول أثناء المعالجة الطويلة الأمد-لمياه الأنهار الملوثة جزئيًا-ومياه الصرف الصحي المجمعة-من خلال عملية MBBR-AO المقترنة. كما هو موضح في الشكل 8 (أ)، تتعرض عبوات PPC للخبث والتلف أثناء عملية معالجة مياه الصرف الصحي بواسطة عملية MBBR-AO المقترنة. وفي الوقت نفسه، يحدث التقادم والتكتل داخل العبوات بعد عملية طويلة الأمد - [الشكلان 8(ب) و8(ج)]. تتميز عبوات PPC بنفاذية ضعيفة للحمأة. على الرغم من أن الإسفنج-مثل عبوات PPC لها مساحة سطحية كبيرة ومحددة، إلا أن مسامها الداخلية يتم امتصاصها بسهولة عن طريق الحمأة ويصعب تدفقها للخارج. يميل تراكم الحمأة-على المدى الطويل داخل العبوات إلى تكوين بيئة لا هوائية أو خالية من الأكسجين، مما يتسبب في تغير لون العبوات تدريجيًا من البني إلى الأسود. ويؤدي هذا إلى مشاكل مثل الخبث والكسر والشيخوخة وتكتل عبوات PPC أثناء التشغيل على المدى الطويل-، وبالتالي تقصير عمر الخدمة. وهذا أيضًا هو العامل الرئيسي للتأثير الضعيف لعبوات PPC في إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه الصرف الصحي المجمعة - [الشكلان 5 (أ) و5 (ب)]. في المقابل، لم تواجه عبوات البولي إيثيلين المشكلات المذكورة أعلاه بشكل أساسي أثناء-معالجة مياه الصرف الصحي على المدى الطويل بواسطة عملية MBBR-AO المقترنة، مع متانة أفضل وعمر خدمة أطول. يمكن لتكوين الناقل المعقول أن يخفف تأثير تدفق الماء على الأغشية الحيوية بشكل فعال، مما يسمح للأغشية الحيوية بالنمو بشكل ثابت دون التعرض للتلف.
الاستنتاجات
في هذه الدراسة، تمت إضافة عبوات الناقل الحيوي -PE وعبوات PPC أثناء عملية معالجة مياه الصرف الصحي لعملية MBBR-AO المقترنة. تم دراسة تأثيرات مواد التعبئة على تحلل نيتروجين الأمونيا في مياه الأنهار الملوثة - الدقيقة ومياه الصرف الصحي المجمعة لمياه الأمطار-، بالإضافة إلى معدل تكوين الأغشية الحيوية الميكروبية وعمر الخدمة للعبوات التي تحتوي على مواد مختلفة. بالمقارنة مع عبوات PPC، فإن عبوات PE لديها معدل تكوين بيوفيلم أبطأ ولكن عمر خدمة أطول. وفي الوقت نفسه، سواء تم استخدامها في المعالجة-المدى الطويل أو القصير-لمياه النهر الملوثة جزئيًا-ومياه الصرف الصحي المجمعة-من خلال عملية MBBR-AO المقترنة، فإن عبوات البولي إيثيلين تظهر تأثيرات تحلل أفضل على نيتروجين الأمونيا. توفر نتائج البحث الدعم الفني لاختيار مواد التعبئة والتغليف في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.