المعالَجة بتخمّيُر حمض اللاكتيك (Lactic Acid Fermentation LAF) هي احد خيارات المعالجة البيولوجية باستخدام بكتيريا حمض اللاكتيك وقدرتها على تكوين كميات كبيرة من حمض اللاكتيك، ومن ثم تساعد في تعطيل مسببات الأمراض في الحمأة البرازية. ويسهُل الحصول على بكتيريا حمض اللاكتيك التي يمكن إنتاجها من المولاس ، واللبن (الحليب)، ومشروبات المُعينات الحيوية (البروبيوتيك).هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).

ويمكن لحمض اللاكتيك في صورته  الايونية الذائبة  أن يخترق الأغشية الخلوية ويتمكّن من تعطيل مسببات الأمراض وتدميرها. ويبدأ العمل على تعطيل مسببات الأمراض عندما يصل التركيز إلى نحو (20-30 غرام) من حمض اللاكتيك لكل لتر من الحمأة البرازية. وهذا  يتنج عنه انخفاض في قيمة  الأس الهيدروجيني، فالظروف التي تقِل بها الأس الهيدروجيني عن 4 pH تعمل على  تعطيل مسببات الأمراض.

اعتبارات التصميم

ويوصَى بأن تُجرى عملية التخمُّير بحمض اللاكتيك في حالة دُفعات وأن يكون ذلك في خزان  أو صهريجمحكم الغلق. قد يتغير حجم الخزان المطلوب وفقًا لكمية الحمأة المُنتجة ووفقًا لمعدل التكرار. وتُستزرع بكتيريا حمض اللاكتيك في مادة تلقيح (لُقاح) قبل إضافتها إلى الحمأة الحديثة، ومادة التلقيح للدُفعة الأولى عبارة عن مزيج من اللبن (99.8%) وبكتيريا حمض اللاكتيك، على سبيل المثال، استخدام مشروب البروبيوتيك ياكولت (Yakult) (0.02 %) الذي يُخلَط ويُخزَّن في درجة حرارة الغرفة لمدة 48 ساعة. أما بالنسبة للدُفعات التالية، فيمكن استخدام الحمأة المُعالَجة كمادة للتلقيح. ولتأسيس العملية الحيوية، تُضاف مادة التلقيح أولًا إلى الخزّان بنسبة (10%) من إجمالي الوزن الرطب للحمأة، وتُضخ حَمْأَة مياه المجاري الحديثة إلى الوعاء ويعاد تقلبها و توزيعها للحصول على خليط مُتجانس من الحمأة الحديثة ومادة التلقيح. ثم تُخزّن الحمأة لفترة تتعدى الأسبوعين مع متابعة قيمة الأس الهيدروجيني يوميًا لضمان إنتاج حمأة معقَّمة.

المواد والمستلزمات

تحتاج المُعالجة بتخمّير حمض اللاكتيك إلى  خزان، ويُفضَّل أن يكون محكَم الغلق لأن بكتيريا حمض اللاكتيك تحقق أفضل فعالية لها تحت الظروف اللاهوائية. غير أن بكتيريا حمض اللاكتيك  اختيارية  هوائية ، ولذا يمكن استخدام الخزّانات المفتوحة إذا لم تتوفر الخزّانات محكمة الغلق. وللحصول على خليط متجانس داخل الخزان ، فلا بُد من وجود قلاب لإعادة التوزيع، ويعتمد نوع المضخة المطلوب على سُمك الحمأة، ويمكن استخدام المضخّة الغشائية  ذات الرق للتعامل مع الحمأة السائلة، بينما قد تحتاج الحمأة السميكة الأغلظ قوامًا إلى مضخّة  حلوزنية لولبية أو المضخّة  التى تعمل بتفريغ الهواء . بالإضافة إلى ذلك، لا بُد من توفير إمدادات أولية من اللبن  وكذلك  شراب المُعينات الحيوية (البروبيوتيك) من أجل تحضير  مولاسبكتيريا حمض اللاكتيك. ولمتابعة مستوى الأس الهيدروجيني ومسببات الأمراض في الوعاء، يلزم وجود حقيبة  تحتويعلي محاليل واجهزة اختبار المياه.

القابلية للتطبيق

تعتبر المُعالجة بتخمّير حمض اللاكتيك تقنية ناشئة لم تستخدم بعد على نطاق واسع في ظروف الطوارئ. إلا أن المشروعات والدراسات الاستطلاعية الأولية  مُبشرة وواعدة، وتزداد الأدلة التي تقترح أن المُعالجة بتخمّير حمض اللاكتيك  قد تكون خيارًا مناسبًا للمعالجة في مرحلة الطوارئ الحادة بسبب قصِر الوقت اللازم للمعالجة (نحو أسبوعين واحد)، ولكونها عملية بسيطة، وتستخدم مواد متاحة ومتوفرة بالفعل. ومن الممكن تطبيقها كخيار للمُعالجة في الموقع للتعامل مع مراحيض الترنشات والحُفَر (ج.1، ج.3، ج.4).

التشغيل والصيانة

لا بُد من الصيانة الدورية للمضخات، وخاصةً بسبب طبيعة الحمأة المعالَجة المُسببة للتآكل. لكل دفعة جديدة من دُفعات الحمأة البرازية، يجب الإبقاء على كمية مبدئية من الحمأة من الدُفعة السابقة داخل وعاء المُفاعِل، لتعمل كمادة تلقيح لإنتاج بكتيريا حمض اللاكتيك في الحمأة.

الصحة والسلامة

لا يُشكِّل أي من المولاس ، أو اللبن ، أو المشروبات المُعينات الحيوية (البروبيوتيك) خطرًا صحيًا يُذكَر. غير أنه يجب أن يستمر الاهتمام بارتداء معدات الحماية الشخصية عند التعامل مع الحمأة المُعالَجة، لأن المُنتج النهائي قد لا يكون معالَجًا بما يكفي، وقد  يحتوي على مسببات الأمراض.

التكاليف

تعتبر المُعالجة بتخمّير حمض اللاكتيك خيارًا قليل التكلفة نسبيًا، وقد تتغير التكاليف بناءً على توفر المواد المحلية  واسعارها. تحتاج مُعالجة 1 م³ من حَمْأَة مياه المجاري إلى كمية مبدئية مكونة من 100 لتر من اللبن، و200 ملليلتر من مشروب المُعينات الحيوية (البربيوتيك). أما بالنسبة للدُفعات التالية، فيمكن استخدام الحمأة المُعالَجة كمادة للتلقيح.

الاعتبارات الاجتماعية

يجب ارتداء معدات الحماية الشخصية ولا بُد من تدريب طاقم العمل المشارك لضمان أداء التقنية لوظيفتها على النحو الملائم والصحيح.