# الأكسجين النقي مقابل التهوية بالهواء في معالجة مياه الصرف

تقول صحيفة حقائق صادرة عام 2022 عن Water Research Foundation إن الأكسجين عالي النقاء (HPO) في تهوية الحمأة المنشطة يعطي معدلًا عاليًا لنقل الأكسجين وقد يعني مفاعلات حيوية أصغر بكثير؛ ويضيف عرض تدريبي لعام 2021 يستضيفه Oak Ridge National Laboratory أن HPO أكثر تعقيدًا، بسبب توليد الأكسجين في الموقع، مع تكاليف رأسمالية وتشغيلية مرتفعة.

يصف تقرير صادر عام 2010 عن وكالة حماية البيئة الأمريكية (US EPA) بشأن ترشيد الطاقة في معالجة مياه الصرف الطريقين: تُهوّى مياه الصرف إما بتمرير فقاعات الهواء أو الأكسجين عالي النقاء خلالها، أو بخلطها. والنظامان الأكثر شيوعًا للتهوية هما التهوية بالانتشار والتهوية السطحية الميكانيكية، ويشير التقرير إلى أن التهوية قد تمثل أكبر طلب على الطاقة بين جميع العمليات في المنشأة.

## كيف يختلف الطريقان

|  | التهوية بالهواء | الأكسجين عالي النقاء (HPO) |
|---|---|---|
| إمداد الغاز | في التهوية بالانتشار، هواء من النافخات، التي تصفها EPA (2010) بأنها ضواغط هواء منخفضة الضغط وعالية الحجم | أكسجين سائل منقول بالشاحنات، أو توليد في الموقع بتقنية PSA أو VPSA أو بنظام بالتبريد العميق (Moore، 2021) |
| المعدات الرئيسية | مدخل الهواء (مزود عادةً بمرشحات)، والنافخات، وأنابيب الهواء، والناشرات، وأنظمة التحكم في التهوية بالانتشار (EPA، 2010) | معدات توليد الأكسجين النقي، التي تصفها WRF (2022) بأنها أكثر تعقيدًا وتحتاج إلى مشغلين ذوي مهارات خاصة |

## ما تقوله المصادر عن الأكسجين عالي النقاء

- يذكر Moore (2021) معدل إضافة للأكسجين أكبر بمقدار 2 إلى 3 مرات مما في العمليات التقليدية، ويدرج تكاليف رأسمالية وتشغيلية مرتفعة ومخاوف إضافية تتعلق بالسلامة.
- تقول WRF (2022) إن HPO قد يسرّع التفاعلات البيولوجية، ولا سيما عندما تحتوي مياه الصرف على تركيزات عالية من المواد العضوية سهلة التحلل الحيوي، وإن معدل الأكسدة الأعلى قد يؤدي إلى مفاعلات حيوية أصغر بكثير مع إزالة الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD).
- ترى WRF أن HPO جذاب لبعض مياه الصرف الصناعية ذات BOD الذائب المرتفع أو ذات المواد العضوية المتطايرة التي تتطلب الاحتواء، وللمواقع التي تحتاج إلى مساحة صغيرة ولا تحتاج إلى إزالة المغذيات، وتذكر المدن الكبيرة والجهات الصناعية التي تصرف مياهها مرشحين جيدين.
- تقنية HPO راسخة لإزالة BOD، لكن قلة قليلة جدًا من محطات HPO تزيل المغذيات. ففي الحيز العلوي المغلق يتراكم ثاني أكسيد الكربون وينخفض الأس الهيدروجيني (pH) عادةً إلى ما بين 6.0 و 6.5، ما يقلل معدلات نمو بكتيريا النترجة (WRF، 2022).

## ما تقوله المصادر عن التهوية بالهواء

- تقدّر EPA (2010)، نقلًا عن WEF (2009)، حصة التهوية بما بين 25 وما يصل إلى 60 بالمئة من إجمالي استهلاك الطاقة في المحطة، مع الإشارة إلى أن الطلب خاص بكل موقع ويتفاوت كثيرًا من محطة إلى أخرى.
- تشير EPA إلى إمكانية تحقيق وفورات في الطاقة بتصميم أنظمة التهوية وتشغيلها بحيث تطابق، بأقرب ما يمكن، الطلب الفعلي للعملية على الأكسجين.
- وتشير EPA (2010) أيضًا إلى أن الناشرات ذات المسام الدقيقة تتمتع بأعلى كفاءة بين جميع أنظمة التهوية بالهواء المنتشر أو التهوية الميكانيكية، وإلى أنه كلما اقترب الأكسجين المذاب من التشبع انخفضت كفاءة نقل الأكسجين.

لمزيد من المعلومات عن كل طريق، انظر [الأكسجين لمعالجة مياه الصرف](https://library.ultracontrolo.com/ar/industry/oxygen-for-wastewater-treatment/) و [النافخات لتهوية مياه الصرف](https://library.ultracontrolo.com/ar/industry/blowers-for-wastewater-aeration/).

## معدات Ultra Controlo لكل طريق

تدرج محطة الأكسجين الصناعية ULTRAOX VSA محطات معالجة مياه الصرف وعمليات خفض كبريتيد الهيدروجين (H2S) ضمن تطبيقاتها. وهي تزوّد أكسجينًا بنقاء من 75% إلى 95% بضغط 50 kPa، ويمكن بلوغ ضغوط أعلى بمعزز ضغط إضافي للأكسجين يُورَّد عند الطلب، وتُورَّد نظامًا على هيكل حامل أو داخل حاوية، ويمتد جدولها من 18 إلى 240 m³/h بنقاء 93%. أما للهواء، فتوزع Ultra Controlo منتجات Gardner Denver و Elmo Rietschle وتقدم خدماتها، وتشمل خطوطهما في كتالوج Industrial 2026 النافخات.

### لماذا تخفض المعالجة بالأكسجين عالي النقاء الأس الهيدروجيني؟

تقول WRF (2022) إن ثاني أكسيد الكربون المذاب يتراكم بسبب تراكم CO2 في الحيز العلوي المغلق، ما يخفض الأس الهيدروجيني عادةً إلى ما بين 6.0 و 6.5، ويقلل ذلك معدلات نمو بكتيريا النترجة.

### كم تستهلك التهوية من طاقة المحطة؟

تقول EPA (2010)، نقلًا عن WEF (2009)، إن حصة التهوية تتراوح بين 25 وما يصل إلى 60 بالمئة من إجمالي استهلاك الطاقة في المحطة، بحسب الموقع.

## المصادر

- [Water Research Foundation، WRF 4973 Fact Sheet ID 1121: Nutrient Removal in High-Purity Oxygen Process (المحدَّثة في 10 سبتمبر 2022)](https://webtools.waterrf.org/4973/docs/1121_Nutirent_Removal_in_HPO_treatment_plants_20220910.pdf)
- [L. W. Moore، Biological Wastewater Treatment Training Series، Presentation 6: Activated Sludge Process Modifications، Part II (يونيو 2021)، Oak Ridge National Laboratory](https://bptraining.ornl.gov/wp-content/uploads/2021/09/06-Activated-Sludge-Process-Modifications-Part-II.pdf)
- [US EPA، Evaluation of Energy Conservation Measures for Wastewater Treatment Facilities، EPA 832-R-10-005 (سبتمبر 2010)، الفصلان 4 و 5](https://19january2021snapshot.epa.gov/sites/static/files/2016-01/documents/p1008sbm.pdf)
- [النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA، ص. 2 و 3](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-vsa)
- [Ultra Controlo، إجابات الغازات الطبية: هل تورّد Ultra Controlo للصناعة وللمستشفيات أيضًا؟](https://www.ultracontrolo.com/medical-gas-answers#does-ultra-controlo-supply-industry)
- Ultra Controlo، كتالوج Industrial 2026، ص. 10

تمت المراجعة: 2026-10-22. فريق الهندسة في Ultra Controlo. https://library.ultracontrolo.com/ar/compare/pure-oxygen-vs-air-aeration-wastewater/