المعالجة البيولوجية لمياه الصرف (7) العمليات اللا هوائية
في كل انواع مياه الصرف, سواء الصناعية او البلدية , توجد العديد من مستقبلات الالكترونات. اذ ان مستقبلات الالكترونات تلك معظم تمنح البكتيريا والميكروبات المجهرية معظم الطاقة التي تحتاجها في نموها وتكاثرها.
الانثالبي الحر او طاقة غيبس الحرة ( Gibbs free energy, G) مصطلح في الديناميكا الحرارية يرمز الى تلقائية التفاعل الكيميائي. فالتفاعل الكيميائي الذي يعطي قيمة سالبة للـ ΔG يكون تفاعلا تلقائيا ( عفوي), ولا يكون التفاعل تلقائي اذا كانت ΔG موجبة. واما اذا كانت قيمة ΔG صفرا فهذا يعني ان التفاعل في حالة توازن.
والتغير في طاقة غيبس الحرة (ΔG) عادة ما يرجع الى التغير في الطاقة الكلية للنظام (ΔH) وكذلك التغير في الانتروبي (ΔS), حيث ان:
ΔG =ΔH-T*ΔS
في الصور ادناه يمكن ان نرى مجموعة من التفاعلات الكيميائية مع مستقبلات الالكترونات الموجودة في مياه الصرف الصحي. وكذلك ΔG التي تحصل عليها البكتيريا لنموها:
ومن خلال الاستفادة من قدرات الميكروبات المجهرية واستخدامها لمختلف مستقبلات الالكترونات فانه يمكن ان الاستفادة منها في تصفية مختلف مياه الصرف. وفي حالة نضوب الاكسجين (Anoxic) او في المناطق اللاهوائية فان الميكروبات تنمو وتتكاثر بالاستعانة بمستقبلات الكترونات اخرى غير الاكسجين.
والفرق ما بين حالة نضوب الاكسجين (Anoxic) واللا هوائية (Anaerobic) ان الاولى يُستخدم فيها فيها النترات (NO3) كمستقبل للالكترون, في حين يُستخدم الكبريتات (SO4) كمستقبل للالكترون في المناطق اللا هوائية. واذا ما شاهدنا الصورة السابقة مرة اخرى نرى بوضوح ان الطاقة تتحرر بكمية اقل في المناطق اللا هوائية.
العمليات اللا هوائية المعلقة
عندما لا يتوفر الاكسجين بشكل كافٍ يحدث تحلل المواد العضوية بطريقة لا هوائية, وحينها تكون هناك العديد من العمليات اثناء تصفية المياه:
1. في البداية يتم تحويل المواد العضوية الى احماض دهنية قابلة للتحلل بسهولة. وتسمى هذه العملية بعملية التحلل المائي (Hydrolysis).
2. وعندما تتشكل الاحماض ينخفض مستوى الاس الهيدروجيني (pH), وتسمى بعملية تشكل الاحماض (Acidogenesis).
3. في هذه المرحلة تحول البكتيريا المواد العضوية (الاحماض الدهنية) الى غاز الهيدروجين وحمض الاستيك. تسمى هذه العملية بتكشل الاسيتات (Acetogenesis).
4. في العملية الاخيرة تستهلك البكتيريا غاز الهيدروجين في حين تحول حمض الاستيك الى غاز الميثان وغاز ثاني اكسيد الكربون, في عملية تسمى بتشكل المثيان (Methanogenesis).
وللعلم فان البكتيريا المنتجة للميثان; والتي تسمى الاركيا ( Archaea); تكون حساسة في التعامل مع بعض العناصر مثل تركيز ايونات النحاس والكروم وكذلك في التعامل مع الكبريتيد. بل انها ايضا تتحسس في حال تعرضت الى الاكسجين.
كما ان العمليات اللا هوائية تكون بطيئة جدا بالمقارنة مع العمليات الهوائية. فاذا ما تعرض نظام لا هوائي الى المواد المثبطة او السامة فانه قد يتسبب بالقضاء على كامل المجموعة البكتيرية. ويستغرق وقتا طويلا, قد يصل الى اشهر عدة, لاستعادة الكتلة الحيوية عافيتها ومزاولة نشاطها مرة اخرى.
للاطلاع على العمليات الهوائية, يمكنكم الرجوع الى الاجزاء السابقة من هذه السلسلة. واخر مواضيع العمليات الهوائية تجدونه هنا
نلتقي في الجزء القادم
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة (ملاك الروح)
