I. Gambaran Keseluruhan Pencernaan Anaerobik
Pencernaan anaerobik adalah teknologi rawatan biologi yang menggunakan tindak balas enzimatik bakteria untuk merendahkan bahan organik. Pada mulanya, teknologi ini digunakan terutamanya dalam loji rawatan air sisa bandar untuk merawat enap cemar daripada tangki pemendapan primer dan enap cemar teraktif berlebihan. Dengan kemajuan teknologi, nilainya dalam rawatan air sisa organik dan penggunaan sumber sedang dinilai semula.
II. Mekanisme Pencernaan Anaerobik
Pencernaan anaerobik adalah proses biokimia yang kompleks. Dari perspektif penapaian, ia boleh dibahagikan kepada tiga peringkat; dari perspektif mikrobiologi, ia terbahagi kepada dua peringkat tindakan.
1. Tiga Peringkat Proses Penapaian
Peringkat Penapaian Berasid: Apabila kepekatan bahan organik dalam air buangan terlalu tinggi dan oksigen terlarut habis, membentuk keadaan anaerobik, karbohidrat cepat terurai, menghasilkan asid lemak yang lebih rendah seperti asid asetik, asid propionik dan asid butirik. Pada masa ini, nilai pH menurun dengan cepat kepada 5.0–6.0, dan air sisa mengeluarkan bau busuk yang kuat.
Peringkat Pengurangan Keasidan: Asid organik dan sebatian nitrogen mula terurai, menghasilkan bahan seperti ammonia dan amina. pH secara beransur-ansur meningkat kepada 6.0–6.5, dan BOD mencapai kemuncaknya, disertai dengan berbuih dan terapung pepejal.
Peringkat penapaian alkali: Ini adalah peringkat akhir penghadaman. Asid organik terkumpul diuraikan kepada metana, karbon dioksida dan ammonia, dan hampir semua gentian dan nitrogen-yang mengandungi bahan organik akan terurai. Pada ketika ini, pH meningkat melebihi 7.5, BOD menurun secara mendadak, dan proses penghadaman selesai.
2. Dua peringkat dalam mikrobiologi
Peringkat 1 (Peringkat pengeluaran asid): Di bawah tindakan bakteria-penghasil asid (anaerob fakultatif dan obligat yang banyak ditemui di alam semula jadi), bahan organik diuraikan kepada asid lemak rendah, aldehid, alkohol, dsb. Bakteria penghasil asid{3}}membiak dengan cepat dan sangat mudah disesuaikan dengan persekitaran.
Peringkat 2 (Peringkat penapaian metana): Metanogen menggunakan produk peringkat pertama, menguraikannya kepada metana dan karbon dioksida. Metanogen adalah anaerobes obligat dengan kadar pembiakan yang sangat perlahan dan sangat sensitif kepada faktor persekitaran (pH, suhu, bahan toksik).
Titik kawalan utama: Faktor kawalan untuk pencernaan anaerobik ialah kadar percambahan metanogen. Dalam penapaian berterusan, pencairan dan pengegasan mesti mengekalkan keseimbangan dinamik. Jika persekitaran terganggu, penapaian metana terhenti, membawa kepada pengumpulan asid lemak yang lebih rendah dan menyebabkan pencernaan yang tidak normal.
III. Kebaikan dan Keburukan Pencernaan Anaerobik
Walaupun pencernaan anaerobik mempunyai had tertentu dalam penggunaan memandangkan aliran arus perdana semasa dalam rawatan sisa organik ke arah penyahhidratan, pengeringan atau insinerasi, kelebihan uniknya menjadikannya penting dalam persekitaran-yang terhad tenaga semasa.
1. Analisis Keburukan
Efluen memerlukan rawatan sekunder: Kepekatan bahan organik sisa dalam cecair pemisah pencernaan kekal tinggi, memerlukan rawatan lanjut.
Masalah bau: Sulfur dan nitrogen-yang mengandungi air sisa menghasilkan hidrogen sulfida dan ammonia semasa penguraian reduktif, mengeluarkan bau busuk.
Had ekonomi: Pencernaan anaerobik tradisional tidak menjimatkan untuk-air sisa kepekatan rendah.
2. Analisis Kelebihan
Penjimatan tenaga: Biogas yang dihasilkan boleh digunakan sebagai bahan api, dengan kos kuasa hanya satu-sepersepuluh daripada pengoksidaan biologi.
Pengeluaran enap cemar yang rendah dan stabil: Jumlah enap cemar berlebihan adalah kecil, dengan sifat penebalan dan penyahairan yang sangat baik; enap cemar yang dicerna adalah stabil dari segi kebersihan dan kimia dan boleh digunakan sebagai bahan buangan atau makanan haiwan.
Kapasiti rawatan tinggi: Ia mempunyai kesan pencairan yang ketara pada pepejal dalam air sisa.
Kelebihan pengendalian dan peralatan: Peralatan ini mempunyai struktur yang ringkas, beroperasi dalam sistem tertutup tanpa pencemaran bau, dan tidak memerlukan kemahiran teknikal khas untuk beroperasi.
Pengembangan teknologi: Dengan pembangunan enap cemar teraktif anaerobik dan proses katil terbendalir, teknologi ini secara beransur-ansur menjadi terpakai pada rawatan-air sisa kepekatan rendah dan kecekapan ekonominya dijangka bertambah baik.