بحيرة هوائية

البحيرة الهوائية أوالبركة الهوائية (بالانجليزية : Aerated lagoon) هي تعبير عن نظام سهل لمعالجة مياه الصرف الصحي يتكون من بركة مع تقنية تهوية اصطناعية لتعزيز الأكسدة البيولوجية لمياه الصرف الصحي (أي زياة نسبة الأكسجين في مياه الصرف الصحي بمعاونة الكائنات الحية الدقيقة لغاية استصلاحها) .

هناك الكثير من العمليات البيولوجية الهوائية الأخرى لمعالجة مياه الصرف الصحي، على سبيل المثال الحمأة المنشطة ، المرشحات المتبترة ، الملامسات البيولوجية الدوارة , والمرشحات الحيوية .

وتشهجر جميع هذه العمليات في استخدام الأكسجين (أوالهواء) والنشاط الميكروبي (الميكروبات) لتقليل الملوثات في مياه الصرف الصحي .

أنواع

البحيرات المختلطة المعلقة ، حيثقد يكون هناك طاقة أقل توفرها معدات التهوية للحفاظ على الحمأة في حالة تعليق .
البحيرات الاختيارية ، حيث توجد طاقة غير كافية توفرها معدات التهوية للحفاظ على الحمأة في حالة تعليق ومن ثم تستقر المواد الصلبة من الحمأة على أرضية البحيرة. ثم تتحلل المواد الصلبة القابلة للتحلل في الحمأة المستقرة بالأسفل ,كما هوالحال في البحيرة اللاهوائية .

النوع الأول "البحيرات المختلطة المعلقة"

يسير هذا النوع من البحيرات عن طريق أنظمة الحمأة المنشطة حيثقد يكون للفضلات السائلة نفس هجريب السائل المختلط الموجود داخل البحيرة. عادة ماقد يكون للحمأة زمن مكوث أو"عمر الحمأة " من 1 إلىخمسة أيام. وهذا يعني حتى الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) الذي تمت إزالته قليل نسبيًا ، وبالتالي فإن النفايات السائلة غير مقبولة للتصريف في المياه المستقبلة. وبالتالي فإن الهدف من البحيرة هوالعمل كمضخم مدعوم بيولوجيًا مما يجعلها قادرة على تحويل المواد العضوية القابلة للتحلل والذوبان في المياه الداخلة إلى كتلة حيوية قادرة على الاستقرار على شكل حمأة. عادة يتم وضع النفايات السائلة في بركة ثانية حيث يمكن حتى تستقر الحمأة بالأسفل . يمكن بعد ذلك إزالة النفايات السائلة من الأعلى بأكسجين كيميائي منخفض (COD) ، بينما تتراكم الحمأة على الأرض وتخضع للتثبيت اللاهوائي.

طرق تهوية البحيرات أوالأحواض

هناك الكثير من الطرق لتهوية البحيرة أوالحوض :

مهويات نفاثة مغمورة أوعائمة تعمل بمحرك
مهويات سطح عائمة تعمل بمحرك
مهويات سطح ثابتة تعمل بمحرك
حقن الهواء المضغوط من خلال الناشرات المغمورة

مهويات السطح العائمة

حوض مهوّى على السطح (باستخدام مهوّيات عائمة تعمل بالمحرك)

تحقق البرك أوالأحواض التي تستخدم مهوّيات أسطح عائمة (80 إلى 90٪) من إزالة الطلب الأوكسجيني البيولوجي (BOD) مع فترات احتجاز من 1 إلىعشرة أيام.

قد يتراوح عمق الأحواض أوالبرك من 1.5 إلى 5.0 أمتار.

في نظام التهوية السطحية ، توفر أجهزة التهوية وظيفتين : تنقل الهواء إلى الأحواض التي تتطلب تفاعلات الأكسدة الحيوية ، وتوفر الخلط المطلوب لفصل الهواء والاتصال بالمواد المتفاعلة (أي الأكسجين والمياه العادمة والميكروبات ). عادةً ، يتم تقييم أجهزة التهوية السطحية العائمة عالية السرعة لتوفير كمية هواء تعادل 1 إلى 1.2 كيلوجرام أوكسجين لكل كيلوواط (/ kWh ). ومع ذلك ، فإنها لا توفر الخلط الجيد الذي يتم تحقيقه عادةً في أنظمة الحمأة المنشطة وبالتالي لا تحقق الأحواض الهوائية نفس مستوى الأداء في وحدات الحمأة المنشطة.

** مع التهوية السطحية منخفضة السرعة ,تكون كفاءة نقل الأكسجين القياسية (بالانجليزية : Standard Oxygen Transfer Efficiency) أو"SOTE" أعلى بفضل قدرة الخلط الأفضل . تعتمد قدرة خلط المروحة هذه بشكل كبير على قطر المروحة . أي حتى مهوية سطح منخفضة السرعة تقدم قطر عالي. لذلك فإن كفاءة نقل الأكسجين القياسية "SOTE" للهوايات السطحية منخفضة السرعة يتراوح من 2 إلى 2.5 كيلوجرام أوكسجين لكل كيلوواط (/ kWh ). هذا هوالسبب في حتى أجهزة التهوية السطحية منخفضة السرعة تستخدم في الغالب في معالجة المياه العادمة أومياه مخلفات الصناعة الا حتى محطة معالجة المياه العادمة (WWPT) تكون أكبر ويكون فيها توفير الطاقة (والمال) موضوعاً مثيراً للاهتمام.

ان عمليات الأكسدة الحيوية عمليات حساسة لدرجة الحرارة ، ويزداد معدل التفاعلات الحيوية مع زيادة درجة الحرارة بين (0 درجة مئوية و40 درجة مئوية) . تعمل معظم الأوعية الهوائية السطحية بين أربعة و32 درجة مئوية.

التهوية المنتشرة المغمورة

الهواء المنتشر المغمور هوفي الأصل شكل من أشكال شبكة الناشر داخل البحيرة. وهناك نوعان رئيسيان من أنظمة التهوية المنتشرة المغمورة لتطبيقات البحيرة : "الأنظمة الجانبية العائمة والأنظمة الجانبية المغمورة" . يستخدم كلا النظامين ناشرات فقاعات اما دقيقة أومتوسطة لتوفير التهوية والخلط للمياه المعالجة. يمكن تعليق الناشرات فوق أرضية البحيرة بقليل أويمكن وضعها في القاع تماماً . توفر الخطوط الطائرة المرنة أوخرطوم الهواء الثقيل الهواء لوحدة الناشر من أنظمة الهواء الجانبي (إما العائمة أوالمغمورة).

انظر أيضاً

معالجة المخلفات الصناعية السائلة
معالجة الصرف الصحي
تلوث المياه

المراجع

^ Middlebrooks, E.J. (1982). Wastewater Stabilization Lagoon Design, Performance and Upgrading. Macmillan Publishing. ISBN .
^ Tchobanoglous, G.; Burton, F.L.; Stensel, H.D. (2003). Wastewater Engineering (Treatment Disposal Reuse) / Metcalf & Eddy, Inc (الطبعة 4th). McGraw-Hill Book Company. ISBN .
^ Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (الطبعة 1st). John Wiley & Sons. رقم الضبط في مخطة الكونغرس 67019834.
^ Ashworth, J; Skinner, M (19 December 2011). "Waste Stabilisation Pond Design Manual" (PDF). Power and Water Corporation. مؤرشف من الأصل (PDF) في 21 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 11 فبراير 2017.
↑ Henze, M. (2008). Biological Wastewater Treatment. IWA Publishing. ISBN .
↑ Beychok, M.R. (1971). "Performance of surface-aerated basins". Chemical Engineering Progress Symposium Series. 67 (107): 322–339. Available at CSA Illumina website نسخة محفوظة 2007-11-14 على مسقط واي باك مشين.
^ Floating Lateral Systems> نسخة محفوظة July 25, 2011, على مسقط واي باك مشين.