المقدمة:
أبر تنشيط هي عملية بيولوجية تستخدم لتسريع التحلل الحيوي للملوثات العضوية الموجودة في البيئة. وتعتمد هذه العملية على استخدام الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا والفطريات، لإفراز الإنزيمات التي تعمل على تحليل المركبات العضوية المعقدة إلى مركبات أبسط وأقل ضرراً للبيئة. وقد أظهرت هذه العملية فعاليتها في معالجة مجموعة واسعة من الملوثات، بما في ذلك المواد البترولية، والمذيبات العضوية، والمبيدات الحشرية، والمواد الكيميائية الصناعية الأخرى.
1. مراحل عملية أبر تنشيط:
مرحلة التحلل المائي: في هذه المرحلة، يتم تحلل المركبات العضوية المعقدة إلى مركبات أبسط عن طريق الإنزيمات التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في المياه العادمة.
مرحلة التحلل الحيوي الهوائي: في هذه المرحلة، يتم تحويل المركبات العضوية البسيطة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والنترات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية.
مرحلة التحلل اللاهوائي: في هذه المرحلة، يتم تحويل المواد العضوية إلى غازات الميثان وثاني أكسيد الكربون والماء بواسطة الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية.
2. عوامل مؤثرة في كفاءة عملية أبر تنشيط:
درجة الحرارة: تتأثر كفاءة عملية أبر تنشيط بدرجة الحرارة بشكل كبير. حيث تكون الكائنات الحية الدقيقة الأكثر فاعلية في درجات الحرارة المتوسطة (20-30 درجة مئوية).
القيمة الهيدروجينية (pH): يؤثر الرقم الهيدروجيني أيضًا على كفاءة عملية أبر تنشيط. حيث تكون الكائنات الحية الدقيقة الأكثر فاعلية في الرقم الهيدروجيني المتعادل (7).
تركيز الأكسجين: تحتاج الكائنات الحية الدقيقة الهوائية إلى الأكسجين للنمو والتكاثر. لذا فإن تركيز الأكسجين في المياه العادمة يجب أن يكون كافياً لدعم نمو وتكاثر هذه الكائنات.
3. أنواع مفاعلات أبر تنشيط:
هناك نوعان رئيسيان من مفاعلات أبر تنشيط:
مفاعلات الدفعات: في هذا النوع من المفاعلات، تتم إضافة المياه العادمة إلى المفاعل على دفعات، ثم يتم تحريكها وتهويتها لمدة زمنية محددة قبل تصريفها.
مفاعلات التدفق المستمر: في هذا النوع من المفاعلات، يتم إضافة المياه العادمة إلى المفاعل باستمرار، ويتم سحب المياه المعالجة من المفاعل بنفس المعدل.
4. تطبيقات عملية أبر تنشيط:
تستخدم عملية أبر تنشيط في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
معالجة مياه الصرف الصحي: تستخدم عملية أبر تنشيط على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية.
معالجة التربة الملوثة: تستخدم عملية أبر تنشيط أيضًا في معالجة التربة الملوثة بالمواد البترولية والمذيبات العضوية والمبيدات الحشرية والمواد الكيميائية الصناعية الأخرى.
إنتاج الغاز الحيوي: يمكن استخدام عملية أبر تنشيط لإنتاج الغاز الحيوي، وهو مصدر طاقة متجدد يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء أو التدفئة.
5. مزايا وعيوب عملية أبر تنشيط:
المزايا:
كفاءة عالية في معالجة مجموعة واسعة من الملوثات العضوية.
تكلفة منخفضة نسبيًا مقارنة بعمليات المعالجة الأخرى.
سهولة التشغيل والصيانة.
العيوب:
تتطلب مساحة كبيرة.
مدة طويلة لعملية المعالجة.
قد تتسبب في انبعاث روائح كريهة.
6. التطورات الحديثة في عملية أبر تنشيط:
هناك عدد من التطورات الحديثة في عملية أبر تنشيط، والتي تهدف إلى زيادة كفاءة العملية وتقليل تكلفتها وتقليل الآثار البيئية السلبية لها. وتشمل هذه التطورات:
استخدام الكائنات الحية الدقيقة المعدلة وراثيًا لزيادة كفاءة تحلل الملوثات.
تطوير مفاعلات أبر تنشيط جديدة تتميز بكفاءة أعلى واستهلاك طاقة أقل.
استخدام تقنيات جديدة لإزالة الروائح الكريهة المنبعثة من عملية أبر تنشيط.
7. مستقبل عملية أبر تنشيط:
تعتبر عملية أبر تنشيط من أهم عمليات المعالجة البيولوجية المستخدمة حاليًا لمعالجة الملوثات العضوية الموجودة في البيئة. ومن المتوقع أن تظل هذه العملية ذات أهمية كبيرة في المستقبل، مع استمرار البحث والتطوير لإيجاد طرق لزيادة كفاءة العملية وتقليل تكلفتها وتقليل الآثار البيئية السلبية لها.
الخلاصة:
عملية أبر تنشيط هي تقنية بيولوجية فعالة تستخدم لمعالجة الملوثات العضوية الموجودة في البيئة. وقد أظهرت هذه العملية فعاليتها في معالجة مجموعة واسعة من الملوثات، بما في ذلك المواد البترولية، والمذيبات العضوية، والمبيدات الحشرية، والمواد الكيميائية الصناعية الأخرى. وتعتبر عملية أبر تنشيط من أهم عمليات المعالجة البيولوجية المستخدمة حاليًا لمعالجة الملوثات العضوية الموجودة في البيئة. ومن المتوقع أن تظل هذه العملية ذات أهمية كبيرة في المستقبل، مع استمرار البحث والتطوير لإيجاد طرق لزيادة كفاءة العملية وتقليل تكلفتها وتقليل الآثار البيئية السلبية لها.