تطبيق الأكسجين السائل في محطات معالجة مياه الصرف الصحي

Ⅰ. دور الأكسجين السائل في محطات معالجة مياه الصرف الصحي

أثناء عملية معالجة مياه الصرف الصحي، يتم تصريف كميات كبيرة من المركبات العضوية والعناصر مثل النيتروجين والفوسفور إلى المياه، مما يسبب تلوث البيئة المائية. وللحد من التلوث، يتم عادة إجراء المعالجة الحيوية. تستخدم المعالجة الحيوية المبادئ البيولوجية، وذلك باستخدام الكائنات الحية الدقيقة لإزالة الملوثات. يتطلب العلاج البيولوجي الهواء لتوفير الأكسجين للتنفس الميكروبي والتمثيل الغذائي. في أنظمة المعالجة البيولوجية التقليدية، يتم استخدام مولدات الغاز أو منافيخ الهواء لتزويد الكائنات الحية الدقيقة بالأكسجين اللازم. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها بعض العيوب، مثل ارتفاع تكاليف التشغيل، واستهلاك الطاقة الكبير، وصعوبات الصيانة. يمكن أن يساعد تطبيق الأكسجين السائل في حل هذه المشكلات. الأكسجين السائل هو سائل ذو درجة حرارة منخفضة للغاية (-183 درجة مئوية) ويحتوي على تركيز عالٍ من الأكسجين. يمكن أن يؤدي حقن الأكسجين السائل في مفاعل معالجة مياه الصرف الصحي إلى توفير كمية كبيرة من الأكسجين، مما يسهل التنفس الميكروبي، وتحلل المواد العضوية، وإزالة النيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المنخفضة للأكسجين السائل إلى تقليل درجة حرارة المفاعل، مما يعزز بقاء الكائنات الحية الدقيقة وكفاءتها.

Ⅱ. طرق زيادة قدرة معالجة المفاعل بالأكسجين السائل

يمكن أن يؤدي استخدام الأكسجين السائل إلى زيادة قدرة المعالجة لمفاعل معالجة مياه الصرف الصحي. الطريقة المحددة هي زيادة مساحة التهوية للمفاعل واستبدال الهواء بالأكسجين السائل. أظهرت التجارب أنه في ظل ظروف معينة، يمكن أن يؤدي استبدال منافيخ الهواء التقليدية بالأكسجين السائل إلى زيادة قدرة معالجة مفاعل معالجة مياه الصرف الصحي بمقدار 1.5-2 مرة. علاوة على ذلك، يمكن استخدام الأكسجين السائل في وقت واحد مع الغازات الأخرى. بعد حقن الأكسجين السائل في المفاعل، يمكن تقليل الطلب على الهواء، مما يقلل تكاليف التشغيل واستهلاك الطاقة مع تحسين كفاءة المعالجة. ومع ذلك، يجب مراعاة المخاوف المتعلقة بالسلامة أثناء تصميم العملية.

Ⅲ. مقارنة الأكسجين السائل بالغازات الأخرى

بالمقارنة مع غاز الأكسجين، يتمتع الأكسجين السائل بالمزايا التالية:

1. يوفر تركيزًا أعلى للأكسجين، مما يمكن أن يزيد من معدلات التفاعل ويقلل من استهلاك الطاقة.

2. انخفاض درجة حرارة الأكسجين السائل يمكن أن يقلل من درجة حرارة المفاعل، مما يعزز معدلات بقاء الميكروبات.

3. الأكسجين السائل سهل التشغيل ولا يتطلب معدات أو صيانة معقدة.

في الختام، فإن تطبيق الأكسجين السائل في محطات معالجة مياه الصرف الصحي واسع الانتشار، مما يحسن كفاءة المعالجة ويقلل تكاليف التشغيل. ومع ذلك، يجب الاهتمام بالسلامة أثناء التشغيل لضمان عملية آمنة وموثوقة.