أسئلة وأجوبة حول جوهر تقنيات معالجة مياه الصرف المركزة (1)

Thread Content

سؤال: في عملية CAST، يتم تصريف السائل الناتج عن تجفيف الحمأة مباشرة إلى غرفة مضخات المياه، مما يؤدي إلى ارتفاع قيم COD وSS في المياه الواردة، كما يؤثر ذلك على عملية النتردة في الخزانات المخصصة لذلك (لأن خزان الترسيب بالهواء قد قام بتحليل جزء من مصادر الكربون مسبقًا). كيف يمكن حل هذه المشكلة؟
جواب: هذه مشكلة شائعة في محطات معالجة المياه، وهي تتعلق بتأثير السائل الناتج عن تجفيف الحمأة على عملية المعالجة البيولوجية عند إعادة تدويره إلى الخزانات البيولوجية. نظرًا لضرورة إضافة مواد تعديلية قبل تجفيف الحمأة، مثل PAC وPAM، فإن بعض هذه المواد لها سمية معينة، ويمكن أن تعود مع السائل المصفى إلى حوض التفاعل البيولوجي أثناء عملية تجفيف الحمأة. لا توجد مشكلة تقنية في معالجة هذه السوائل المفلترة، بل المشكلة تكمن في التكلفة. فإذا تم اختيار المواد المناسبة لتحسين خصائص الطين، والتحكم في كمية هذه المواد المضافة بالإضافة إلى كمية الطين الواردة إلى آلات التجفيف، فلن يكون لذلك تأثير كبير على عملية المعالجة البيوكيميائية السابقة. وما زال التأكيد ينص على أن فعالية تجفيف الحمأة تعتمد على إدارة العملية بأكملها لمعالجة الحمأة، بما في ذلك إدارة خزانات تركيز الحمأة. ٢. السؤال: كيف يتم تحديد “عمر الطين”؟ وكيف يمكن السيطرة عليه؟ هل يتم تحديده من خلال كمية الطين المُزال، أم من خلال عوامل أخرى لتحديد كمية الطين المُزال؟ الجواب: عمر الطين، ومعامل F/M، وغيرها، ليست بارامترات للتحكم في التشغيل، بل هي بارامترات تصميمية، وتُستخدم فقط كمؤشرات في عملية التحكم في العمليات الصناعية. في التشغيل الفعلي، يتم التحكم في كمية الطين المُزال عادةً بناءً على قيمة MLSS مع الاستعانة بالخبرة، وفي حالة استقرار SVI نسبيًا، يمكن أيضًا استخدام SV30 كمرجع. ٣. سؤال: تستخدم مصانعنا تقنية حوض الأكسدة من نوع كاروسيل. أحيانًا، يكون مستوى النيتروجين في الماء الخارج من الجهاز أعلى منه في الماء الداخل، حيث يبلغ مستوى TP في الماء الداخل حوالي 2.5 ملغ/لتر، بينما يكون المستوى في الماء الخارج حوالي 0.2 ملغ/لتر فقط، وتعمل آلات التهوية الثلاث بكامل طاقتها. لم يتم العثور على أي سبب حتى الآن، ما الأمر؟ الجواب: يمكن فقط إجراء تحليل أولي بناءً على المعلومات التي قدمتها. ربما يكون هناك كمية كبيرة من المواد العضوية النيتروجينية في المياه العادمة، أو أن وقت التفاعل غير كافٍ، كما أن معدل تحويل النيتروجين العضوي إلى أمونيا أسرع من معدل تحويل الأمونيا إلى نيترات. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون هناك نقص في الفوسفور، مما يؤثر على فعالية إزالة النيترات عبر العمليات البيولوجية. ٤. سؤال: أثناء عملية التشغيل، يتراكم طبقة سميكة من الطين على سطح حوض الأكسدة، وتكون حبيبات الطين بحجم حوالي ١ مم ولونها أصفر، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى تراكم كميات كبيرة من الطين في حوض الترسيب، ويصبح لون الطين أبيض، كما تخرج بعض الكتل الطينية مع المياه الخارجة، مما يؤدي إلى انخفاض سريع في قيمة SV30، وبالتالي فقدان فعالية عملية المعالجة، ويقل تراكم الطين تدريجياً حتى يختفي. يتكرر الأمر مرارًا وتكرارًا، فما هي أسبابه وإجراءات السيطرة عليه؟ الجواب: هذا يدل على أن الطين فقد نشاطه، مما يؤدي إلى زيادة ESS. هناك احتمالان: الأول هو أكسدة الطين نفسه؛ والثاني هو تسمم الطين. استنادًا إلى الظواهر التي وصفتها، فإن احتمالية حدوث الخيار الأول أكبر. يمكن تحديد ذلك عن طريق قياس معدل استهلاك الأكسجين، أي نسبة معدل استهلاك الأكسجين الداخلي إلى معدل استهلاك الأكسجين في الوسط المحيط، ومن ثم اتخاذ تدابير محددة بناءً على ذلك. ٥. سؤال: كيف يتم التحكم في القسم A من طريقة AB؟ هل يتم إعادة تدوير المياه إلى القسم A بنفس معدل التدفق من حوض الترسيب؟ ما هو النسبة المثالية لـ SV30؟ هل هي ٥٪–١٠٪؟
جواب: يجب أن تكون نسبة إعادة التدوير في القسم A أعلى قليلاً، لكن لا يجب أن يكون وقت بقاء الطين في حوض الترسيب قصيرًا جدًا. وعلى الرغم من أن القسم A يقوم بعملية الامتصاص بشكل أساسي، إلا أن هناك أيضًا عملية تحلل بيولوجي تحدث فيه. يحدث التحلل البيولوجي في حوض الترسيب، ويمكن استعادة قدرة الطين على الامتصاص فقط بعد تحلل المواد العضوية الموجودة على سطح الطين. يجب استخدام MLSS للتحكم، وعندما يكون أداء ترسيب الحمأة مستقرًا، يمكن أيضًا استخدام SV30، ويجب تحديد ذلك حسب الظروف الفعلية؛ فنسبة الترسيب من 5% إلى 10% منخفضة جدًا. ٦. سؤال: إذا لم يصل أداء محطة معالجة المياه العادمة إلى المستوى المطلوب بعد تشغيلها لمدة عام أو عامين، فهل يجب التفكير في إعادة تكوين البكتيريا (تغيير الطين المستخدم في المعالجة)؟ ما الفرق بين تغيير الطين وعملية تكوين البكتيريا في البداية؟
جواب: لا حاجة لتغيير الطين! إذا ظلت ظروف التشغيل كما هي، فلن يكون هناك فرق حتى لو تم استخدام أنواع بكتيريا معينة، فهذا لن يؤدي إلا إلى الحفاظ على الوضع الحالي لفترة معينة فقط. المهم هو السيطرة على ظروف التشغيل، وإذا كانت هناك مشاكل في التصميم، فيجب تصحيحها في الوقت المناسب. ٧. سؤال: أنا أقوم بضبط مياه الصرف الصناعي. العملية تتكون من التحلل المائي + البيئة اللاهوائية + حوض هوائي 1 + حوض هوائي 2 + الترسيب. بسبب مشاكل التركيب، لا يتم توزيع الهواء بشكل متساوٍ في حوض التهوية (حيث تُستخدم رؤوس تهوية دائرية). في كل جهاز تهوية، يوجد شيء يشبه النافورة التي تتحرك لأعلى ولأسفل (بقطر حوالي 1 متر)، مما يؤدي إلى عدم توزيع الهواء بشكل متساوٍ. ما مدى تأثير ذلك على فعالية المعالجة؟ كما تم ملاحظة أن طبقة البكتيريا على مواد التغطية في منطقة التهوية قليلة، وعند الفحص المجهري تم العثور على كائنات حية كبيرة، ولم يتم العثور على أي كائنات أخرى. سطح طبقة البكتيريا على مواد التغطية لونه أصفر فاتح، أما طبقة البكتيريا خارج منطقة التهوية فهي بسمك 3 سم. هل يمكنك توضيح ذلك لي؟ الجواب: ما تصفه لا يمكن اعتباره عدم توزيع متساوٍ للهواء، بل هو أمر طبيعي. وأيضًا، ذكرت أن طبقة الغشاء الحي ليست كثيفة، فما مقدارها بالضبط؟ من الجيد أن تغطي طبقة الغشاء الحي المواد المستخدمة في التغذية بشكل كامل، أما إذا بلغ سمك طبقة الغشاء الحي خارج منطقة التهوية 3 سم، فهذا يعتبر تراكمًا شديدًا، ويجب اتخاذ تدابير مثل استخدام كميات كبيرة من الهواء لغسل هذه الطبقة، أو استخدام طرق الإزالة اللاهوائية. ٨. سؤال: هل يمكنني طرح بعض الأسئلة المتعلقة بخزانات التأكسد بالتلامس؟ (1) عند تفريغ خزان التأكسد الاتصالي، كم من الوقت يمكن للطين الموجود على المواد المستخدمة في التصفية أن يظل على قيد الحياة؟
(2) عندما ينخفض قدرة خزان التأكسد الاتصالي على المعالجة، هل من الضروري إضافة مواد غذائية له؟
(3) بالنسبة للرغوة، هل استخدام الكيروسين لإزالتها فعال؟ وإذا كان فعالًا، فكم يجب استخدامه؟

الإجابات:
(1) بعد تفريغ خزان التأكسد الاتصالي، الأمر لا يتعلق بمدة بقاء الطين الموجود على المواد المستخدمة في التصفية على قيد الحياة، بل يتعلق بمنع جفاف هذه المواد وتكتلها. فعندما تتكتل هذه المواد، يصبح من الصعب إعادتها إلى حالتها الأصلية عند إعادة غمرها بالماء، لذا يجب منع حدوث ذلك.
(2) يجب النظر في العديد من العوامل عند انخفاض قدرة خزان التأكسد الاتصالي على المعالجة، ومن بينها سمك الغشاء البيولوجي. فإذا كان الغشاء سميكًا جدًا، فسيؤثر ذلك بشكل سلبي على قدرة الخزان على المعالجة. كما يجب الانتباه إلى ضرورة تفريغ المياه من الخزان ببطء، وإلا فإن المواد المستخدمة في التصفية قد تنهار أو تتشوه.
(3) استخدام الماء لرش الرغوة أكثر فعالية من استخدام الكيروسين أو أي مواد أخرى لإزالتها. أنا لا أوافق على استخدام الكيروسين لإزالة الرغوة. ٩. سؤال: في الأسبوع الماضي، كانت متوسطات القيم للمياه الواردة والمياه الخارجة وخزانات المعالجة البيولوجية كالتالي:
المياه الواردة:
BOD: ٢٥٣
COD: ٨١٠
pH: ٧.٩
SS: ٢٨٦
درجة اللون: ٣٢
نيتروجين الأمونيا: ٢٨
النيتروجين الكلي: ٦٤
الفوسفور الكلي: ٦.٠

المياه الخارجة:
BOD: ٤.٨
COD: ٧٤
pH: ٨.١
SS: ١٢
درجة اللون: ٨
نيتروجين الأمونيا: ٧.٦
النيتروجين الكلي: ٢٢.٨
الفوسفور الكلي: ١.٠٢

خزانات المعالجة البيولوجية:
MLSS: ٤٢٠٠
MLVSS: ٢٣٤٠
SV%: ٤٧.٢
مؤشر الطين: ١١٨.٩
مدة بقاء الطين: ٣٥ يومًا.
يتم استخدام طريقة المعالجة بالطين النشط المحسّن في عملية المعالجة. حجم المياه الواردة حاليًا هو حوالي ٢٫٥ ألف طن في اليوم (المخطط له هو ٥ آلاف طن)، وأكثر من ٨٠٪ منها مياه صناعية، بالإضافة إلى كمية صغيرة من مياه التصريف الناتجة عن النفايات ذات التركيز العالي. تتكون عملية المعالجة من حوض التهوية وإزالة الرمل، ثم حوض المعالجة البيولوجية اللاحقة، ثم حوض الترسيب الثاني، دون وجود حوض تلامس أو حوض هدروليز. تعمل حوض التخمير الكيميائي بواسطة مروحة لتوفير الهواء، ويتم التهوية عبر أقراص دوارة في المياه العميقة؛ وعند استمرار تدفق المياه، لا يصل تركيز الأكسجين المذاب إلى 1 ملغ/لتر، أما بعد توقف تدفق المياه، فإن تركيز الأكسجين المذاب يرتفع ببطء إلى حوالي 4-5 ملغ/لتر. أدى التجاوز الشديد في كمية المياه الواردة وعيوب المنشآت إلى ارتفاع الحمل على حوض المعالجة البيولوجية، بالإضافة إلى صغر حجم حوض تركيز الطين (180 مترًا مكعبًا)، مما أدى إلى عودة جزء كبير من الطين المتبقي إلى غرفة مضخات المياه. المشاكل التي نواجهها حاليًا هي: (1) في خزانات الترسيب الثانية، يتم اكتشاف جزيئات الطين النشطة المعلقة بعد دخول المياه؛ فهل ذلك بسبب عدم كفاية وقت الترسيب، أم أن عملية الترسيب صعبة؟ (2) تم اكتشاف وجود ديدان حمراء في جميع خزانات الترسيب الثانية؛ يبدو أن وجود هذه الديدان يدل على جودة مياه جيدة، فهل يعود ذلك إلى ارتفاع تركيز الطين مما يؤدي إلى تكاثرها بكميات كبيرة؟ (3) أحيانًا يتم اكتشاف طبقة رقيقة من الطين المعلق في خزانات الترسيب الثانية؛ فهل ذلك بسبب ضعف قدرة الطين على الترسيب، أو نقص التهوية في الخزانات البيوكيميائية، أم بسبب عدم تدفق الطين بشكل فعال؟ (4) ينمو الطحلب أو الأعشاب البحرية بسهولة على ألواح الخزانات الثلاثية في خزانات الترسيب الثانية؛ ما هي الطرق للتغلب على ذلك؟ (5) أعتقد أن الطين قد تقادم بشكل كبير، لذا يجب خفض مستوى MLSS إلى ما بين 3000-3500، أو حتى أقل، وزيادة كمية الطين المُخرج، وبالتالي تقليل مدة بقاء الطين في الخزانات. فهل سيؤدي ذلك إلى انخفاض قدرة الخزانات البيوكيميائية على التحمل، أم أن جودة المياه الخارجة ستتحسن؟ الجواب: الطين قد تقادم بالفعل، لكن الوضع ليس خطيرًا للغاية؛ فمدة بقاء الطين في الخزانات تصل إلى 35 يومًا، وبناءً على ذلك، فإن حمل الطين لا يتجاوز 0.03. يكفي التحكم في ثلثي تركيز الطين الحالي، ويجب تقليل تركيز الطين تدريجيًا؛ فالقشريات لا تؤثر على المياه الخارجة، ويجب عدم أخذ عينات من القشريات أثناء عملية التحليل. يجب أيضًا الانتباه إلى التحكم في طبقة الطين في حوض الترسيب، ولا يمكن إزالة الطحالب والأعشاب البحرية الموجودة على لوحات الفتحات الثلاثية في حوض الترسيب الثاني إلا بشكل يدوي. ١٠. سؤال: نحن نستخدم عملية معالجة كيميائية بيولوجية من مرحلتين لمياه الصرف الناتجة عن صناعة البتروكيماويات؛ المرحلة الأولى تتضمن حوض تهوية دائري ذو خلط كامل، أما المرحلة الثانية فهي حوض تهوية بنظام التدفق. في المرحلة الأولى، تكون نسبة DO 0.2 ملغ/لتر، بينما في المرحلة الثانية تكون 5.0 ملغ/لتر. خلال هذه الفترة، كانت قيمة الـ pH للمياه الداخلة إلى المرحلة الأولى من المعالجة البيوكيميائية 8.0، بينما كانت قيمتها للمياه الخارجة 6.5. أما بعد المرحلة الثانية من المعالجة، فكانت قيمة الـ pH 5.78، وهو ما يتجاوز النطاق المسموح به وهو 6-9. ما سبب ذلك؟
الجواب: من الطبيعي أن تكون قيمة الـ DO منخفضة في المرحلة الأولى، وذلك بسبب ارتفاع حمل الطين. أما سبب انخفاض قيمة الـ pH في المرحلة الأولى، فقد يكون بسبب الحمل العالي الذي يؤدي إلى حدوث تحمض. أما انخفاض قيمة الـ pH في المياه الخارجة من المرحلة الثانية، فقد يكون نتيجة استهلاك القلوية في عملية النيتراتة. لأنك قدمت الشرح ببساطة شديدة، لذا لا يمكنني سوى إجراء تحليل واستنتاجات بسيطة أيضًا! تابع فيما بعد