وصف المرشح الحيوي ” الفلتر البيولوجي” واستخداماته

هو عبارة عن ازالة النفايات من المواد الكيماوية الضارة التى تنتج عن نفايات قد تسبب فى ارتفاع للأمونيا فى الماء وتتم تلك الإزالة باستخدام الكائنات الحية بكتريا ’ طحالب ’ ……الخ وذلك عن طريق ادمصاص وتحلل الملوثات بيولوجيا، والاستخدام الشائع لتلك المرشحات يستخدم فى معالجة مياه الصرف الصحى، ويتم فيها التخلص من المواد الضارة او الطمى فى المياة عن طريق عملية الجريان السطحى للمياة من خلال عملية الترسيب.

أما في حالة ملوثات الهواء فيتم فيها التخلص من المواد العضوية الضارة والكائنات الحيوية عن طريق أكسدة تلك للملوثات.

والفلتر البيولوجى يشتمل على الامثلة التالية:

مرشحات بالتقطير، الاكياس البيولوجية، مرشحات الرذاذ، الأراضي الرطبة الاصطناعية والأراضي الرطبة الطبيعية ’مرشحات الرمل البطئ ’ احواض المعالجة ’ الجدران التى توجد عليها الكائنات الدقيقة- جدران حية- ومرشحات الغابات الشاطئية.

استخدامه في معالجة تلوث الهواء

عند استخدام المرشحات الحيوية فى تنقية الهواء، ويتم ذلك عن طريق اندفاع الهواء من خلال انبوب على سطح يسمى مجازا سرير وتحول من خلاله الملوثات الى تجمع حيوى – فيلم – هو عبارة عن طبقة رقيقة جدا من الكائنات الدقيقة مجتمعة معا على السطح وتصبح كمواد تغليف أهمها هو الكائنات الدقيقة وتشتمل على البكتريا والفطريات وتثبت داخل الفيلم، و يتم بعد ذلك التخلص منها مجتمعة ، ومن اكثر المرشحات التى تعتمد على تلك النظرية هى مرشحات التقطير ومرشحات الرذاذ، و يعتمدوا على الفيلم الحيوى والتفاعلات البكترية فى المياه كى يعاد تدويرها.

ويمكن أن نعتبر ذلك التطبيق التكنولوجى لتلك العملية هام لعلاج المركبات الغير قابلة للذوبان فى الماء مثل المواد العضوية والمتطايرة، والصناعات التى تستخدم هذه التكنولوجيا تشتمل على صناعات المواد الغذائية والمنتجات الحيوانية والصناعات التى تعتمد على الغازات الناتجة من منشات معالجة مياه الصرف، وصناعات المواد الصيدلانية والراتنجات ’ تصنيع الاخشاب وتطبيقات الدهان والطلاء .وما الى ذلك . وعادة ما تكون تلك المركبات مختلطة مع مركبات عضوية متطايرة ومركبات الكبريت المختلفة ، بما فى ذلك كبريتيد الهيدروجين .

وبالطبع فانه مع زيادة تدفق الهواء الذى يراد معالجتة فان ذلك يحتاج الى مساحة واسعة من المرشحات وتلك هى الاحتياجات المطلوبة التى تمثل عائق لتلك التكنولوجيا – على سبيل المثال – مرشح بيولوجى ربما يشغل ذلك مساحة اكبر من مساحة ملعب كرة قدم او اكثر ، ولقد صممت هندسة المرشحات البيولوجية وبنيت منذ فترة واعتمد ذلك على نوع البيئات العضوية .وواحدة من اهم التحديات الرئيسية التى يواجهها العمل الامثل للمرشحات هو الحفاظ على الرطوبةالمناسبة فى جميع انحاء النظام، ويجب ان يكون الهواء مرطب قبل دخوله على السرير من خلال الرذاذ , ويجب صيانة غرف الترطيب والتصفية صيانه سليمة وكذلك صيانة البيئات العضويه مثل الخشب ونشارة الخشب واللحاء ، مما يجعلها قد تستمر لعدة سنوات وذلك على طريق مواد عضوية ومواد اصطناعية قد تصل الى 10 سنوات ولذلك يوجد الكثير من الشركات التى تعمل فى ذلك المجال وتقدم هذه الانواع او مواد التغليف والتعبئة.

استخدامه في معالجة الماء

وقد استخدمت عملية التقطير والمرشحات لتصفية المياه منذ فترة كبيرة فى نهاية لما يقرب من قرنين من الزمان. وقد استخدم المرشحات البيولوجي في أوروبا لتصفية المياه لأغراض الشرب منذ زمن وتلقى الآن المزيد من الاهتمام في جميع أنحاء العالم.

وايضا طرق العلاج البيولوجي شائعة في معالجة مياه الصرف الصحي ، وإعادة تدوير المياه الرمادية لتربية الأحياء المائية كوسيلة للحد من استبدال المياه مع زيادة نوعية المياه . ويتم ذلك عن طريق استخدام الكائنات الحية الدقيقة التى توجد في المياه السطحية .مع توافر ظروف أفضل ، بما في ذلك وجود التعكربدرجة منخفضة نسبيا ووجود نسبة عالية من الأكسجين ،يؤدى ذلك الى تشجيع نمو الكائنات الدقيقة التى تعمل على تحطيم المواد العالقة والملوثة للماء وبالتالي تعمل على تحسين نوعية المياه.

وتحتاج الكائنات الحية الى وسط حامل او بيئة مناسبة تنمو عليها وتستخدم الرمل فى مرشحات الرمل البطيء أويستخدم الفحم فى مرشحات الكربون . وتعمل هذه الأنظمة من المعالجة البيولوجية بالمرشحات على الحد بشكل فعال من الأمراض المنقولة عن طريق المياه، وكذلك تفكيك الكربون العضوي ،مع الحد من درجة التعكير وتغيير اللون في المياه ،ويؤدى ذلك الى تحسين نوعية المياه عموما.

استخدامه في المزارع المائية

ويشيع استخدام المرشحات في أنظمة تربية الأحياء المائية التى تستخدم التربية المغلقة، مثل إعادة تدوير نظم تربية الأحياء المائية. وتستخدم العديد من التصميمات، ولكل تصميم مزايا وعيوب مختلفة، ولكن هناك وظيفة واحدة : هى الحد من التبادلات فى المياه وذلك عن طريق تحويل الأمونيا إلى نترات اقل سمية . والامونيا قد تاتى من إفراز العضدية من الخياشيم وافرازات الحيوانات المائية من تحلل المواد العضوية. كما الأمونيا عالية السمية و يتم تحويل هذا إلى شكل أقل سمية من النتريت (عن طريق نيتروزوموناس) ومن ثم إلى شكل حتى أقل سمية من النترات (من قبل نيتروباكتر ) وهذه العملية “النترجة” قد تتطلب الأوكسجين (الظروف الهوائية) ، والتي بدونها يمكن أن تحطم. وعلاوة على ذلك ،فان هذه الدورة النترجة تنتج احماض ويمكن ان نقلل ارتفاع درجة الحموضه عن طريق استخدام الجير الذى قد يستخدم كمخزن مؤقت للتخلص من الحموضة الزائدة .

تنظيف الفلتر الحيوي

اذا كنا نستخدم اكثر من فلتر فيجب تنظيف الجميع فى ان واحد ’ ومن الافضل فى حالة التنظيف الا نستخدم مياة الحنفية’ لان بها نسبة من الكلور قد يؤدى الى قتل الكائنات الموجودة بالفلتر’ ولاجراء التنظيف يتم تفريغ الفلتر ويتم الاحتفاط بها ويؤخذ جزء من الماء الرائق اعلى النمو ويتم اضافتة الى الفلتر ويتم بها الغسيل.

شيبت الحمد بهيج خلف الله
جامعة جنوب الوادى – قنا