كتب تقنيات المعالجة الجانبية الفرعية

ينتج عن تقنيات معالجة الحماة المستخدمة للتثخين أو لنزع المياه من الحمأة مُنتجين: الحمأة المُثخنة أو منزوعة الماء والجزء السائل الناتج عن عملية المعالجة الذي يُسمّى سائل معالجة الحمأة. يتطلب هذا السائل المزيد من عمليات المعالجة لاحتوائه على نسبة عالية من النيتروجين والفسفور، خصوصًا إذا تعرضت الحمأة للهضم اللاهوائي. يُمكن أن تحدث عملية المعالجة في محطات الصرف الصحي نفسها (من خلال إعادة تدوير السوائل الناتجة من عملية معالجة الحمأة لتدخل في عملية معالجة جديدة لمزيد من التنقية) أو من خلال عملية معالجة منفصلة.

الهضم

تُعالج الحمأة باستخدام العديد من التقنيات الهاضمة المختلفة، والتي يكون الغرض منها تقليل كمية المواد العضوية وأعداد الكائنات المجهرية الدقيقة المُسببة للأمراض والموجودة في المواد الصلبة بالحمأة. يُعتبر الهضم اللاهوائي والهضم الهوائي والتسميد أكثر الخيارات شيوعًا في معالجة الحمأة. تُوفر عملية هضم الحمأة العديد من المزايا المادية عن طريق تقليل حجم وكتلة الحمأة إلى نحو 50%، وتوفير الغاز الحيوي كمصدر متاح للطاقة.

الهضم اللاهوائي: هو عملية بكتيرية تُنفذ في غياب الأوكسيجين. يُمكن أن تُستخدم هذه العملية أيضًا في وجود هضم الحراري، حيثُ تُخمر الحمأة في خزانات تحت درجة حرارة مرتفعة لنحو 55 درجة مئوية، أو تحت درجة حرارة معتدلة لنحو 36 درجة مئوية. على الرغم من أن الهضم الحراري يوفر الكثير من الوقت إلا أنه أكثر تكلفة في استهلاك الطاقة بسبب تسخين الحمأة.

يُعتبر الهضم الحراري المُعتدل وسيلة شائعة لمعالجة الحمأة في محطات مياه الصرف الصحي. حيثُ توضع الحمأة في خزانات ضخمة لنحو 12 يومًا لتسمح بحدوث عملية المعالجة على أربع مراحل ضرورية لإتمام عملية الهضم، وهي التحلل المائي وتكوين الحمض وتكوين الأسيتون وتكوين الميثان. في هذه العمليات الأربع، تتفكك السكريات والبروتينات المُعقدة لتكوّن مركبات أبسط مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان.

تُنتِج عملية الهضم اللاهوائي بعض الغازات الحيوية مع نسبة عالية من غاز الميثان الذي يُمكن استخدامه في تسخين خزانات الحمأة نفسها أو في تشغيل المحركات. يُعتبر انتاج الميثان الميزة الأهم من عملية الهضم اللاهوائي للحمأة، أما العيب الرئيسي في العملية هو التكلفة المُرتفعة واستغراق مدة طويلة نسبيًا تصل أحيانًا لنحو 30 يومًا. تستخدم العديد من المحطات الكبيرة الغازات الحيوية الناتجة في عملية توليد الحرارة وانتاج الطاقة، حيثُ تُستخدم الغازات في إدارة التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية اللازمة للحفاظ على درجة حرارة خزانات الحمأة عند درجة الحرارة المطلوبة. يُمكن إنتاج كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية بهذه الطريقة لتكفي أكثر مما تحتاجه الآلات.

الهضم الهوائي

هو عملية بكتيرية تُنفذ في وجود الأكسجين كما في عملية الحمأة المُنشطة. في ظل الظروف الهوائية، تستهلك البكتيريا المواد العضوية الموجودة في الحمأة لتنتج ثاني أكسيد الكربون. بمجرد نفاذ المواد العضوية في الحمأة تموت البكتيريا لتتغذى عليها بكتيريا أخرى فيما يُعرف بالتنفس الداخلي -ذاتي المنشأ-. في هذه العملية تُختزل الموا الصلبة الموجودة في الحمأة بشكل كبير. دائمًا ما تكون التكاليف الرأسمالية للهضم الهوائي أقل من تكاليف الهضم اللاهوائي بسبب إتمام العملية بشكل أسرع من الهضم اللاهوائي. ومع ذلك فإن تكاليف تشغيل عملية الهضم الهوائي أكبر من الهضم اللاهوئي بسبب الطاقة المُستخدمة في المُحركات والمضخات والمنفخات التي تدعم سير العملية بالأكسجين، لكن الآن توجد العديد من التطورات التكنولوجية التي تتضمن استخدام أنظمة لمرشحات هوائية غير كهربائية تستخدم تيارات الهواء الطبيعي في عملية التهوية بدلًا من الآلات الكهربائية مما يقلل التكلفة بشكل كبير.