ما مدى قدرة نظام MBBR على التكيف مع درجة الحرارة؟

تُعد قدرة أنظمة مفاعلات الأغشية الحيوية ذات السرير المتحرك (MBBR) على التكيف مع تغيرات درجات الحرارة إحدى نقاط قوتها، إلا أن هذه القدرة على التكيف ليست بلا حدود. تؤثر درجة الحرارة على أداء مفاعلات الأغشية الحيوية ذات السرير المتحرك بعدة طرق، أبرزها تأثيرها على النشاط الميكروبي، وخصائص الأغشية الحيوية، وذوبان الغازات. إليكم نظرة عن كثب:

١. النشاط الميكروبي: تتمتع الكائنات الدقيقة في الغشاء الحيوي بنطاقات حرارية مثالية لنشاطها. عمومًا، مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد النشاط الميكروبي، إلى حد معين. ويرجع ذلك إلى أن التفاعلات الإنزيمية، التي تُحفز التحلل البيولوجي للملوثات، تحدث بسرعة أكبر عند درجات الحرارة المرتفعة. ومع ذلك، فعند تجاوز حد معين، قد تُثبط درجات الحرارة المرتفعة النشاط الميكروبي أو حتى تُؤدي إلى موته. وعلى العكس، يتباطأ النشاط الميكروبي عند درجات الحرارة المنخفضة، مما قد يُقلل من كفاءة المعالجة. على الرغم من هذه الاختلافات، يوفر الغشاء الحيوي في أنظمة MBBR بعض العزل ضد تغيرات درجة الحرارة، مما يسمح للميكروبات بالحفاظ على نشاطها على نطاق أوسع من درجات الحرارة مقارنةً بأنظمة النمو المُعلق.

٢. خصائص الأغشية الحيوية: تؤثر درجة الحرارة على بنية الأغشية الحيوية وتكوينها. عند ارتفاع درجات الحرارة، قد تصبح الأغشية الحيوية أرق وأقل كثافة مع زيادة معدلات نمو الميكروبات وتغير إنتاج المواد البوليمرية خارج الخلية (EPS). في المقابل، قد تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى أغشية حيوية أكثر سمكًا وكثافة، مع احتمال انخفاض نفاذ الأكسجين. يمكن أن تؤثر هذه التغيرات على كفاءة إزالة العناصر الغذائية واستقرار الأغشية الحيوية بشكل عام.

٣. ذوبانية الأكسجين: تنخفض ذوبانية الأكسجين في الماء مع ارتفاع درجة الحرارة. ونظرًا لأن عمليات المعالجة البيولوجية الهوائية، مثل تلك المستخدمة في أنظمة MBBR، تعتمد على الأكسجين المذاب، فإن ارتفاع درجات الحرارة قد يُضعف قدرة النظام على توفير الأكسجين الكافي للأغشية الحيوية. وينطبق هذا بشكل خاص على معالجات مياه الصرف عالية التركيز حيث يكون الطلب على الأكسجين مرتفعًا بالفعل.

1. ٤. النترتة: النترتة، وهي تحويل الأمونيا إلى نترات بواسطة بكتيريا النترتة، حساسة للغاية لدرجة الحرارة. تكون هذه العملية أبطأ في درجات الحرارة المنخفضة، مما يتطلب تعديلات على تشغيل النظام، مثل زيادة أوقات الاحتفاظ أو تحسين استراتيجيات التهوية للحفاظ على معدلات النترتة.