وقتی صحبت از فناوری های ظاهراً مرموز در تصفیه فاضلاب می شود، آمونیفکیشن بی هواسی قطعا یکی از آن ها است.یا ما باید آن را به شدت هوا کنیم تا آن را به نیترات تبدیل کنیم (نیتریفیکیشن هوازی)، یا ما نیاز به پیدا کردن یک منبع کربن برای تبدیل آن به نیتروژن (denitrification). با این حال، آمونیفکیشن آناروبیک ایده آل نیست. در یک محیط بدون اکسیژن،می تواند مستقیما نیتروژن آمونیاگ را با ماده دیگری به نام نیتریت مخلوط کند.این فرآیند نه تنها برق را برای تهویه صرفه جویی می کند، بلکه در اضافه کردن منابع کربن نیز پول صرفه جویی می کند.این فقط یک "کارشناس صرفه جویی در پول" در صنعت تصفیه فاضلاب است، بنابراین در سال های اخیر توجه ویژه ای به آن داده شده است.
چگونه کار می کند؟ ما باید اول قهرمان پشت آن را بشناسیم. باکتری های آکسید کننده آمونیاک بی هوا. این چیزی که یک باکتری معمولی نیست.از سرما و گرما هم ميترسهو به ویژه "اوتاکو" است. دوست دارد در گل بی هوا یا بیوفلیم بماند، و بسیار آهسته رشد می کند، خیلی آهسته تر از باکتری های موجود در لجن فعال معمولی ما.بعضي وقتا يه هفته طول مي کشه تا دوباره رشد کنهاز آنجایی که رشد آن کند است، پس از اینکه باکتری ها در سیستم پردازش نابود شوند، بازیابی آن دشوار است.
فرآیند واکنش خاص، به بیان ساده تر، مانند یک "حزب واکنش شیمیایی" است. باکتری های اکسید کننده آمونیاک آناروبیک از نیتروژن آمونیاک (NH4+) به عنوان "سوخته" و نیتریت (NO2-) به عنوان "اکسیدنت" استفاده می کنند.و این دو در داخل باکتری ها واکنش نشان می دهند.در میان آنها، نیتروژن آمونیاک الکترون ها را از دست می دهد و اکسید می شود، نیتریت الکترون ها را به دست می آورد و کاهش می یابد.که بیشتر آن ها به نیتروژن (N2) تبدیل می شوند و به هوا خارج می شوند.، در حالی که بخش کوچکی باقی مانده ممکن است به نیترات (NO3-) یا آب تبدیل شود. کل فرآیند در یک محیط بی هوا انجام می شود،بدون مصرف اکسیژن یا اضافه کردن منابع کربن اضافی مانند گلوکزاين کار خيلي موثر نيست؟
با این حال، اینکه آیا این "مبارزه" می تواند به آرامی برگزار شود تحت تاثیر عوامل زیادی قرار می گیرد.
اول، دمای هوا. دمای راحت برای باکتری های آکسید کننده آمونیاک بی هوا احتمالا بین ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد است، زمانی که سخت ترین کار را انجام می دهند. اگر دمای هوا خیلی پایین باشد،مثلاً پایین تر از 15 درجه سانتیگراد، فعالیت باکتری ها به شدت کاهش می یابد و سرعت واکنش به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اما اگر دمای بیش از حد بالا باشد، بیش از 40 ° C،باکتری ها ممکن است "سوخته" شوند یا حتی مستقیماً بمیرندبنابراین در عملیات واقعی، به خصوص در کارخانه های تصفیه فاضلاب در شمال، لازم است راه هایی برای عایق بندی مخزن واکنش در زمستان پیدا کنید، در غیر این صورت اثر تصفیه قطعا کاهش می یابد.
سپس مقدار pH وجود دارد. این باکتری به ویژه نسبت به اسیدیت و قلیایی حساس است، با محدوده pH مطلوب حدود 7.5 تا 8.0اگر pH خیلی پایین باشد، مانند پایین آمدن زیر 6.5یا بیش از حد بالا، بیش از 85این به این دلیل است که تغییرات pH می توانند بر فعالیت آنزیم ها در سلول های باکتری تاثیر بگذارند. آنزیم ها مانند "کارگوها" باکتری ها هستند،و اگر ابزارها به درستی کار نکنند، کار به طور طبیعی نمی تواند انجام شود.
همچنین اکسیژن محلول وجود دارد، که "دشمن طبیعی" باکتری های اکسید کننده آمونیاک بی هوا است. کلمه "بی هوا" در نام آن نشان می دهد که نمی تواند اکسیژن را ببیند.حتی مقدار کمی از اکسیژن محلول در آب (مانند بیش از 0.1mg/L) می تواند فعالیت باکتری را مهار کند و در موارد شدید حتی باعث مرگ باکتری می شود. بنابراین اکسیژن باید به شدت در مخزن واکنش کنترل شود.به طور کلی اطمینان حاصل شود که غلظت اکسیژن محلول کمتر از 0 است.1mg/L. این نیاز به طراحی یک روش مناسب ورود آب برای جلوگیری از ورود هوا دارد، و گاهی اوقات نوتروژن نیز برای حذف اکسیژن ضروری است.
سپس غلظت بستر است، که غلظت نیتروژن آمونیاک و نیتریت است. این دو ماده "غذای" باکتری ها هستند، اما نه بیش از حد، زیرا بیش از حد آنها را "حمایت" می کند.تحقیقات نشان داده است که زمانی که غلظت نیتریت از حد معینی (مانند 200mg/L یا بیشتر) تجاوز می کندهمچنین غلظت بالای نیتروژن آمونیاک نیز موثر نیست، زیرا می تواند اثرات مهار کننده ای داشته باشد. علاوه بر این، نسبت این دو نیز بسیار مهم است.به طور کلینسبت غلظت نیتروژن آمونیاک به نیتریت مناسب ترین بین 1: 1 و 1:1.3، درست مثل نسبت مناسب نمک و سس سویا در هنگام پخت و پز، که باعث می شود غذاهای خوشمزه.
علاوه بر این، سن لجن نیز مهم است. همانطور که قبلاً ذکر شد، باکتری های اکسید کننده آمونیاک بی هوا آهسته رشد می کنند، بنابراین لجن در سیستم باید "برای مدت طولانی نگه داشته شود" ، یعنیسن گل باید به اندازه کافی طولانی باشد.معمولاً حداقل 30 روز نگه داشته می شود، در غیر این صورت به محض اینکه کمی رشد می کند، خارج می شود و تعداد باکتری ها در استخر کافی نیست، که ممکن است اثر درمان را بهبود بخشد.این نیز دلیل آن است که فرآیندهای آمونیفکیشن آناروبی عمدتاً از تجهیزات مانند راکتورهای سری توالی (SBR) یا تخت های مایع شده استفاده می کنند که می توانند لجن را حفظ کنند..
برخی از مهار کننده ها نیز می توانند مشکلاتی ایجاد کنند، مانند فلزات سنگین (مانند مس، روی، کروم) ، برخی از آنتی بیوتیک ها، و حتی ترکیبات آلی سمی که از آب فاضلاب وارد می شوند،که می تواند به باکتری های اکسید کننده آمونیاک بی هوا آسیب برساندبنابراین قبل از ورود به آب، لازم است که یک کار خوب از قبل از درمان انجام شود و سعی کنید تا حد ممکن این مواد مضر را حذف کنید.در غیر این صورت باکتری هایی که با دقت پرورش داده شده اند ممکن است "سم خورده" باشند.
در نهایت، زمان بازداشت هیدرولیکی را نمی توان نادیده گرفت. به سادگی، به مدت زمانی اشاره دارد که آب فاضلاب در مخزن واکنش باقی می ماند.چون واکنش اکسیداسیون آمونیاک بی هوا خیلی سریع نیست و باکتری ها به آرامی رشد می کنند.، فاضلاب باید برای مدتی بیشتر در استخر بماند تا به باکتری ها زمان کافی برای "خوردن" نیتروژن آمونیاک و نیتریت بدهد.اگر زمان اقامت بیش از حد کوتاه باشد و قبل از جریان آب فاضلاب به طور کامل تصفیه نشود، کیفیت فاضلاب مطمئناً مطابق با استاندارد نخواهد بود.
در حال حاضر، فناوری آمونیفکیشن بی هوا در بسیاری از مکان ها مورد استفاده قرار گرفته است، مانند تصفیه فاضلاب نطری آمونیاکی بالا مانند لیچات زباله و فاضلاب مزرعه دام،با نتایج بسیار خوبیبرای مثال، وقتی نیترات در آب فاضلاب کافی نیست، باید با فرآیند نیتریفیکیشن کوتاه مدت قبلی ترکیب شود.بخشی از نیتروژن آمونیاک به نیتریت تبدیل می شود، و سپس باکتری های آمونیاک بی هوا برای درمان استفاده می شود.
به طور کلی، تکنولوژی آمونیفکیشن بی هوا مانند یک متخصص تصفیه فاضلاب "کارآمد و مقرون به صرفه" است، اما برای اینکه به خوبی کار کند، تنظیم pH دمایی ضروری است،اکسیژن محلول به خوبی سرو می شود، در غیر این صورت حاضر نیست که کمک کند. با رشد فزاینده تکنولوژی، ما معتقدیم که بیشتر کارخانه های تصفیه فاضلاب در آینده از آن استفاده می کنند،بهبود محیط آب ما.
