# الأكسجين لمعالجة مياه الصرف

تقول نشرة حقائق صادرة عام 2022 عن Water Research Foundation إن استخدام الأكسجين عالي النقاء (HPO) في عملية الحمأة المنشطة يعطي معدلًا عاليًا لنقل الأكسجين وقد يسمح بمفاعلات حيوية أصغر بكثير؛ ويصف قسم الخلفية في براءة اختراع أمريكية لعام 2016 إذابة الأكسجين في شبكات الصرف لمنع الظروف اللاهوائية التي تنتج كبريتيد الهيدروجين.

## الحمأة المنشطة بالأكسجين عالي النقاء

تشرح نشرة حقائق صادرة عن Water Research Foundation (WRF 4973، ID 1121، المحدَّثة في 10 سبتمبر 2022) أن استخدام الأكسجين عالي النقاء في نظام التهوية لعملية الحمأة المنشطة يوفر معدلًا عاليًا لنقل الأكسجين إلى السائل وقد يسرّع التفاعلات البيولوجية، ولا سيما عندما تحتوي مياه الصرف على تركيزات عالية من المواد العضوية سهلة التحلل الحيوي. وقد يؤدي معدل الأكسدة البيولوجية الأعلى إلى مفاعلات حيوية أصغر بكثير مع إزالة الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD). وتصف النشرة العملية بأنها جذابة لبعض مياه الصرف الصناعية ذات BOD الذائب المرتفع أو ذات المواد العضوية المتطايرة التي تتطلب الاحتواء أثناء المعالجة، حيث يلزم حيز صغير ولا تلزم إزالة المغذيات، وتذكر المدن الكبيرة والجهات الصناعية التي تصرف مياهها مرشحين جيدين.

## حدود العملية

- تقنية HPO عملية راسخة لإزالة BOD، لكن قلة قليلة جدًا من محطات HPO تزيل المغذيات (WRF، 2022).
- ينخفض الأس الهيدروجيني (pH) عادةً إلى ما بين 6.0 و 6.5 بسبب تراكم CO2 في الحيز العلوي المغلق، ويقلل انخفاض pH معدلات نمو بكتيريا النترجة (WRF، 2022).
- معدات توليد الأكسجين النقي أكثر تعقيدًا وتتطلب مشغلين ذوي مهارات خاصة (WRF، 2022).
- يدرج عرض تدريبي حول مياه الصرف قدمه Larry W. Moore في يونيو 2021، واستضافه Oak Ridge National Laboratory، معدل إضافة للأكسجين أكبر بمقدار 2 إلى 3 مرات مما في العمليات التقليدية، وتكاليف رأسمالية وتشغيلية مرتفعة، وتعقيدًا أكبر بسبب توليد الأكسجين في الموقع، ومخاوف إضافية تتعلق بالسلامة.

ويدرج العرض نفسه مصادر الأكسجين عالي النقاء: الأكسجين السائل المنقول بالشاحنات، والتوليد في الموقع بالامتزاز بتأرجح الضغط، أو الامتزاز بتأرجح الضغط والتفريغ، أو نظام بالتبريد العميق.

## الأكسجين في شبكات الصرف وكبريتيد الهيدروجين

يشرح قسم الخلفية في براءة الاختراع الأمريكية 9,340,438 (المنشورة في 17 مايو 2016) أنه في الظروف اللاهوائية، تحوّل البكتيريا الموجودة طبيعيًا في شبكة الصرف مركبات الكبريتات إلى مركبات كبريت مختزلة تسبب روائح كريهة. ويتفاعل كبريتيد الهيدروجين مع الأكسجين المتبقي في الحيز العلوي لشبكة الصرف مكوّنًا حمض الكبريتيك، الذي يسبب تآكل أنابيب الفولاذ والحديد وغيرها من مكونات شبكة الصرف. وتمنع إذابة الأكسجين في مياه الصرف الظروف اللاهوائية، فتقلل الروائح وتحد من التآكل.

## ULTRAOX VSA

تدرج النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA محطات معالجة مياه الصرف وعمليات خفض كبريتيد الهيدروجين (H2S) ضمن تطبيقات محطة الأكسجين الصناعية هذه من Ultra Controlo. وتزوّد ULTRAOX VSA أكسجينًا بنقاء من 75% إلى 95% بضغط 50 kPa، مع معزز ضغط إضافي للأكسجين للضغوط الأعلى يُورَّد عند الطلب. وتصف نشرتها الفنية نظام إنتاج خاليًا تمامًا من الزيت، وتركيبًا على هيكل حامل أو في حاوية، وإمكانية الحلول محل أنظمة التبريد العميق ذات خزانات الأكسجين السائل أو العمل مصدرًا رئيسيًا للإمداد. وتزوّد طرازاتها السبعة من 18 إلى 240 m³/h بنقاء 93%.

### لماذا تجد محطات الحمأة المنشطة بالأكسجين النقي صعوبة في النترجة؟

تشرح Water Research Foundation (2022) أن CO2 يتراكم في الحيز العلوي المغلق ويخفض pH إلى ما بين 6.0 و 6.5، ما يقلل معدلات نمو بكتيريا النترجة.

### من أين يأتي الأكسجين لمحطة HPO؟

يدرج عرض تدريبي لعام 2021 استضافه Oak Ridge National Laboratory الأكسجين السائل المنقول بالشاحنات والتوليد في الموقع بتقنية PSA أو VPSA أو بنظام بالتبريد العميق.

## 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 Patent 9,340,438 B2، Systems and methods for delivering dissolved gases into force-main and gravity sewers (المنشورة في 17 مايو 2016)، الخلفية](https://patents.google.com/patent/US9340438B2/en)
- [النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA، ص. 2 و ص. 3](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-vsa)

تمت المراجعة: 2026-10-22. فريق الهندسة في Ultra Controlo. https://library.ultracontrolo.com/ar/industry/oxygen-for-wastewater-treatment/