تحلیل علل اختلالات در سیستم پردازش با روش لجن فعال در کارخانه‌های تصفیه فاضلاب کاغذسازی

Thread Content

سیستم‌های پردازش با روش لجن فعال در صنعت کاغذسازی دارای نقاط ناهنجاری متعددی در عملکرد اجزای مختلف خود هستند؛ تحلیل جامع این نقاط ناهنجاری، موضوعی است که باید به طور جدی مورد توجه و درک قرار گیرد. این کار به بهبود توانایی تشخیص سیستم‌ها ما کمک شایانی می‌کند. در ادامه، تحلیل دقیق علل اختلالات رایج در کل سیستم ارائه می‌شود تا به مدیران و کارکنان عملیاتی کمک شود تا درک بهتری از اختلالات سیستمی پیدا کنند. ۱. علل نوسانات غیرطبیعی مقدار pH: نوسانات غیرطبیعی مقدار pH عمدتاً مرتبط با مواد اسیدی و قلیایی است که در محیط تولید تخلیه می‌شوند. در مورد شرکت‌های بزرگ کاغذسازی، فاضلاب‌های اسیدی و بازی عمدتاً از شستشوی دوره‌ای تجهیزات ناشی می‌شوند. ۲. تحلیل مقدار و کیفیت آب ورودی: مقدار آب ورودی معمولاً ثابت باقی می‌ماند، اما در صورت بروز حوادث، خط تولید برای شستشوی مخازن و تجهیزات، مقدار زیادی آب شستشو تولید می‌کند. همچنین در صورت بروز حوادث، مقدار زیادی مواد خام و مواد شیمیایی نیز از بین می‌رود. ورود چنین آب‌های آلوده‌ای به تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، اغلب می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر سیستم داشته باشد؛ این موضوع دلیل بالا بودن میزان COD در آب خروجی استخرهای ته‌نشینی اولیه و استخرهای بیوشیمیایی نیز می‌باشد. از آنجایی که مواد خام موجود در فاضلاب عمدتاً فیبر و نشاسته زنجیره‌ی مستقیم هستند، به‌ویژه مولکول‌های نشاسته زنجیره‌ی مستقیم دارای وزن مولکولی بالاتری بوده و قابلیت رسوب‌گیری فیزیکوشیمیایی خوبی ندارند، علاوه بر این، پراکنده‌کننده‌های موجود نیز بر کارایی فرآیندهای ته‌نشینی فیزیکوشیمیایی با استفاده از PAC و PAM تأثیر منفی می‌گذارند. این‌ها تأثیرات حجم و کیفیت آب فاضلاب ورودی بر سیستم هستند. ۳. تحلیل تأثیر رسوبات اضافی در مخزن تنظیم: رسوبات اضافی موجود در مخزن تنظیم، از دانه‌های کربنات کلسیم و الیاف کاغذی ناخالص موجود در آب ورودی روزانه به وجود می‌آیند. به دلیل قرارگیری متمرکز دستگاه همزن در مخزن تنظیم، نیروی گرانشی ناشی از همزن، باعث می‌شود مقدار زیادی رس در چهار گوشه مخزن تجمع یابد؛ این موضوع علت اصلی تجمع زیاد رس در مخزن تنظیم است. از آنجایی که در مخزن تنظیم، دستگاه تهویه ویژه‌ای برای چاه‌ها نصب نشده است، در نتیجه لجن رسوب‌کرده در شرایط بی‌هوازی دچار واکنش هیدرولیز-اسیدی می‌شود. بدین ترتیب، به طور ناخواسته یک فرآیند پیش‌پردازش برای آب‌های آلوده ورودی انجام شد؛ یعنی از طریق تنظیم واکنش هیدرولیز-اسیدی در لجن موجود در مخازن، الیاف کاغذی با ساختار بزرگ و نشاسته خطی، به مواد آلی کوچکتر و قابل تجزیه تبدیل شدند. میزان تجزیه این مواد آلی حدود ۱۰٪ است. با مقایسه pH آب فاضلاب ورودی به مخزن تنظیم‌کننده با pH آب فاضلاب خروجی از آن، مشخص می‌شود که pH آب خروجی از مخزن تنظیم‌کننده حدود ۰.۵ تا ۱.۰ واحد کمتر از pH آب ورودی است. این، شواهد قوی‌ای برای تأیید وجود واکنش هیدرولیز-اسیدی در استخر تنظیم به دلیل تجمع گل و لای است؛ همچنین می‌توان از اختلاف مقادیر pH، میزان دقیق این واکنش هیدرولیز-اسیدی را مشخص کرد. به‌طور بسیار معمول، این تفاوت در تابستان به‌وضوح بالاتر از زمستان است. تأثیر دما بر واکنش هیدرولیز-اسیدی‌سازی به خوبی قابل مشاهده است. ۴. تحلیل دلایل عدم کارایی فرآیند فروپاشی در بخش فیزیکوشیمیایی: عدم کارایی فرآیند فروپاشی در این بخش مرتبط با عوامل متعددی است که عمدتاً شامل میزان بالای مواد پراکنده در آب‌های پسماند ورودی، میزان نامناسب افزودنی‌های فروپاشنده و ترکیب‌کننده، تأثیر pH، مشکلات مربوط به همزدن سریع یا آهسته، رابطه بین دبی وارداتی و بار کاری، میزان ذرات معلق در آب‌های پسماند، و وجود مقادیر زیادی موادی که به سختی قابل فروپاشی هستند، می‌باشد. در مورد عوامل تأثیرگذار فوق، در ادامه تحلیل دقیقی از خرابی ارائه خواهد شد. (۱) تأثیر پراکنده‌کننده: یک شرکت بزرگ کاغذسازی برای اینکه مواد خام کاغذ به طور یکنواخت روی فرش دستگاه کاغذسازی پخش شده و توده نشوند، از پراکنده‌کننده استفاده کرد. مواد پراکنده‌کننده و مواد فروپاشنده، دو نوع ماده شیمیایی با اثرات مخالف هستند. آب سفید حاصل از فیلتراسیون توسط دستگاه‌های چاپ کاغذ، سرشار از مواد پراکنده است؛ این آب‌های آلوده حاوی مواد پراکنده، از طریق فاضلاب‌های تخلیه شده، وارد تأسیسات تصفیه فاضلاب می‌شوند. این امر بر منطقه افزودن مواد فروپاشنده برای رسوب‌زدایی فیزیکوشیمیایی تأثیر می‌گذارد. نمونه‌ای کلاسیک از این موضوع، زمانی است که پس از افزودن عوامل فروپاشنده و چسبندگی‌زا، ذرات معلق نمی‌توانند به توده‌های بزرگی تبدیل شوند؛ در نتیجه، ذراتی ریز و غیرقابل فروپاشی دیده می‌شوند. این ذرات ریز، به دلیل حرکت آب، به راحتی تحریک می‌شوند و سقوط آن‌ها در مخزن ته‌نشینی اولیه مناسب نیست؛ در شرایط بار بالا، این ذرات به راحتی از مخزن ته‌نشینی خارج شده و بر سیستم‌های بیوشیمیایی بعدی تأثیر منفی می‌گذارند. (۲) میزان افزودن فاکتورهای جوش‌آور و ته‌نشین‌کننده، در محدوده بهینه قرار ندارد. میزان افزودن فاکتورهای فروپاشی و فاکتورهای ترکیب، و همچنین نسبت بین آن دو، بسیار مهم است؛ زیرا این عوامل کلیدی برای بهبود کارایی فرآیند رسوب‌گیری فلاک‌ها و کاهش مقدار مصرف این فاکتورها محسوب می‌شوند. هنگامی که مقدار پلاسمای آلی فعال‌شده (PAC) اضافه شده ناکافی باشد، در مخزن مخلوط‌سازی سطحی، امکان تشکیل مخلوطی ریز و با آب بین‌ذرات شفاف وجود ندارد؛ به‌ویژه، شفافیت آب بین‌ذرات، معیار کلیدی برای تعیین این است که آیا مقدار PAC و سایر فاکتورهای فروپاشنده اضافه شده، مناسب برای حفظ کیفیت آب است یا خیر. در مقابل، افزودن مقدار زیادی فلوکولانت و کمک‌فلوکولانت نیز نمی‌تواند به بهترین اثر فلوکولاسیون منجر شود. اضافه کردن مقدار بیش از حد مواد ترکیب‌کننده و فروپاشنده، باعث می‌شود پره‌های ژلاتینی تشکیل شده در محلول نسبتاً درشت باشند؛ اما همان مشکل وجود دارد: آب موجود بین این پره‌های درشت، به دلیل افزایش بیش از حد مواد شیمیایی، شفاف نخواهد شد. دلیل اصلی این است که پس از افزودن مقدار زیادی ماده شیمیایی، اگرچه پره‌های ژلاتینی بزرگی تشکیل می‌شوند، اما این پره‌ها در اثر همزنی هیدرولیکی در مخزن مخلوط‌سازی آهسته، به راحتی می‌شکنند. پره‌های ژلاتینی شکسته‌شده نیز دارای قابلیت فروپاشی ضعیفی هستند؛ در چنین شرایطی، این پره‌های شکسته به ذراتی تبدیل می‌شوند که آب موجود در فضاهای بین آن‌ها را کدر می‌کنند. در ساختار کلی منطقه تزریق مواد شیمیایی، می‌توان مشاهده کرد که در جلوی مخزن مخلوط‌سازی سریع، یک مخزن برای تنظیم مقدار pH وجود دارد؛ پس از تنظیم pH، برای رسیدن به بهترین نتایج، باید مواد انعقادکننده و کمک‌کننده به انعقاد به فاضلاب اضافه شوند. پس از افزودن PAC یا فاگولانت‌های مشابه به مخزن همزنی سریع، همزنی تند تأثیری بر کارایی فاگولاسیون ندارد؛ بلکه می‌تواند فاگولانت‌های افزوده شده را به سرعت در سراسر آب فاضلاب پخش کند و زمینه‌ساز تشکیل لایه‌های ژلاتینی در مرحله اول در مخزن همزنی آهسته شود. هدف از همزنی آهسته در مخزن ترکیب آهسته نیز این است که به فرآیند فروپاشی و بزرگ‌تر شدن لایه‌های ژلاتینی تشکیل‌شده کمک کند و اطمینان حاصل شود که گشتاور جریان آب، این لایه‌ها را از بین نبرد. عامل کمکی برای تثبیت رسوبات در این تصفیه‌خانه فاضلاب، PAM (پلی‌آمید) است. محل تزریق آن طبق طراحی، در مخزن اولیه همزدن آهسته است؛ در این حالت، وجود مخزن دوم همزدن آهسته نیز فضایی برای ادامه رشد توده‌های رسوبی تحت تأثیر داروهای تزریق‌شده فراهم می‌کند. ۵. تحلیل علل اختلالات عملکردی مخزن ته‌نشینی اولیه: اختلالات عملکردی مخزن ته‌نشینی اولیه عمدتاً در زمینه فراهم کردن محیطی برای جداسازی گل و لجن از آب آلوده پس از افزودن مواد شیمیایی، مرتبط است؛ اگر جداسازی گل و لجن به خوبی انجام نشود، قطعاً بر عملکرد صحیح سیستم‌های پردازش بیوشیمیایی در مراحل بعدی تأثیر منفی خواهد گذاشت. کارایی جداسازی گل و آب در مخزن ته‌نشینی اولیه خوب نیست؛ علاوه بر مشکلات احتمالی در زمان طراحی و ساخت، دلیل اصلی آن، استفاده نامناسب از حجم‌زاها و کمک‌کننده‌های حجم‌زایی در بخش تزریق مواد شیمیایی است. نتیجه‌ی عدم فرآیند کافی فروپاشی فلوک‌ها به دلیل مصرف ناکافی دارو، و بزرگ شدن بیش از حد فلوک‌ها به دلیل مصرف بیش از حد دارو که منجر به شکستن آن‌ها در فرآیند جداسازی گل و آب در مخزن ته‌نشینی اولیه می‌شود، یکسان است. هنگامی که زمان ماندگاری آب در مخزن ته‌نشینی اولیه، زمان لازم برای ته‌نشینی کامل فلوک‌ها را فراهم می‌کند، آب خروجی از این مخزن شفاف بوده و فاقد ذرات ته‌نشین‌نشده است. در مقابل، در صورت عدم تأمین این زمان، احتمال خروج ذرات فلوک‌شده از مخزن وجود دارد که این امر می‌تواند بر سیستم بیوشیمیایی بعدی تأثیر منفی بگذارد. مشکلات مربوط به دفع گل در مخازن ته‌نشینی اولیه، عمدتاً ناشی از خرابی تجهیزات دفع گل است؛ مانند خرابی پمپ‌های دفع گل، دفع نامناسب گل، وجود مقادیر زیادی ذرات معلق در آب ورودی که منجر به افزایش نکردن حجم دفع گل می‌شود. هنگام بررسی اینکه آیا در مخزن ته‌نشینی گل و لای بیش از حد جمع شده است یا خیر، نکته کلیدی این است که بررسی کنیم آیا دستگاه تمیزکننده گل به راحتی حرکت می‌کند یا خیر. اگر متوجه شدیم که دستگاه تمیزکننده دچار لرزش یا لغزش در حرکت است، باید به طور دقیق بررسی کنیم که آیا مشکل انباشت بیش از حد گل در مخزن ته‌نشینی وجود دارد یا خیر. ۶. تحلیل نقص‌های رایج در فرآیند کارکرد فیلترهای زیستی: نقص‌های موجود در فرآیند کارکرد فیلترهای زیستی عمدتاً ناشی از تأثیر نوسانات ورودی آب بر لایه زیستی تشکیل‌شده است. اگر عملکرد فیلتر زیستی به خوبی انجام نشود، تأثیر منفی قابل توجهی بر سیستم روش لجن فعال در مراحل بعدی خواهد داشت. علل رایج خرابی فیلترهای زیستی به شرح زیر است. (۱) دلایل خرابی فیلترهای زیستی ناشی از تغییرات غیرطبیعی pH: لایه زیستی، همانند لجن فعال، اگرچه در تحمل نوسانات غیرطبیعی pH قدرت بیشتری نسبت به روش لجن فعال دارد، اما پس از مواجهه با آب‌های فاضلاب دارای pH غیرطبیعی، خسارت زیادی نیز متحمل می‌شود. به دلیل اینکه میکروارگانیسم‌های سطح لایه زیستی پس از دریافت ضربه می‌میرند و جدا می‌شوند، میکروارگانیسم‌های درونی نیز تحت تأثیر همین ضربه جدا می‌شوند و در نهایت کل لایه زیستی از بین می‌رود. لایه‌های زیستی پوسته‌پوسته شده، به راحتی می‌توانند فضاهای بین مواد فیلتری در فیلترهای زیستی را مسدود کنند؛ این امر باعث کاهش جریان آب و در نتیجه سرریز آب می‌شود. پس از جدا شدن لایه زیستی در اثر تأثیرات مقدار pH، به زمانی برای ترمیم خودکار نیاز است؛ معمولاً پس از رفع تأثیرات نوسانات غیرطبیعی pH، حدود یک هفته طول می‌کشد تا این لایه دوباره بازسازی شود. (۲) رشد نامناسب غشای زیستی: رشد نامناسب معمول غشای زیستی عمدتاً به دلیل ضخامت بیش از حد یا کمتر از حد غشای زیستی است. علاوه بر این، موضوع رایج‌تر این است که ضخامت لایه بیولوژیکی به طور یکنواخت نیست. علاوه بر ارتباط با میزان مواد آلی در آب ورودی فیلترهای زیستی، به کافی بودن مواد مغذی در آب ورودی نیز بستگی دارد. اگر میزان مواد آلی در آب ورودی خیلی کم باشد، لایه بیولوژیکی نازک خواهد بود ； و هنگامی که میزان مواد آلی ورودی بیش از حد باشد، رشد لایه زیستی شدید می‌شود و به طور معمول لایه زیستی بسیار ضخیمی روی مواد فیلتراسیونی تشکیل می‌گردد. در عملکرد واقعی مشخص شد که ضخامت زیاد لایه بیولوژیکی، لزوماً باعث افزایش نرخ حذف مواد آلی توسط آن نمی‌شود؛ دلیل این امر این است که کارایی حذف مواد آلی توسط لایه بیولوژیکی، به مساحت تماس مؤثر لایه بیولوژیکی با فاضلاب بستگی دارد و ربطی به ضخامت لایه ندارد. کمبود مواد مغذی در فاضلاب را می‌توان مشابه نیاز به مواد مغذی در فرآیند عملیاتی روش لجن فعال درک کرد. به همین منظور، پیش از ورود آب به فیلتر بیولوژیکی، لازم است مواد مغذی اضافه شود. از آنجایی که میزان افزودن مواد مغذی باید با توجه به نیاز میکروارگانیسم‌ها در فیلترهای زیستی و روش لجن فعال در نظر گرفته شود، انتخاب مقدار مواد آلی موجود در مواد مغذی، امری بسیار مهم است. در تصفیه‌خانه فاضلاب این شرکت بزرگ کاغذسازی، مقدار مواد مغذی که در مقابل برج‌های زیستی تزریق می‌شود، بر اساس میزان مواد آلی موجود در آب ورودی، که از محتوای مواد آلی آب خروجی مخزن ته‌نشینی اولیه گرفته می‌شود، محاسبه می‌گردد. چنین روش محاسبه‌ای حتماً منجر به وجود مواد مغذی باقی‌مانده در فیلترهای زیستی می‌شود؛ این مواد مغذی سپس به سیستم لجن فعال منتقل شده و دوباره مورد استفاده قرار خواهند گرفت. در ظاهر، افزودن چنین مواد مغذی به صورت مشکلی نیست، اما در واقعیت مشخص شده است که به دلیل وجود مقدار زیادی ماده مغذی در فیلتر بیولوژیکی و همچنین عدم وجود سقف برای آن، تعداد زیادی جلبک روی سطح مواد فیلتراسیونی رشد می‌کند. این امر همچنین باعث کاهش کارایی فیلترهای زیستی می‌شود؛ معمولاً باعث کاهش ۱۰ درصدی بازدهی حذف آلاینده‌ها می‌گردد. دلیل آن این است که جلبک‌هایی که رشد می‌کنند، توانایی تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب را ندارند و تنها به مواد مغذی و نور خورشید برای تأمین انرژی لازم برای رشد و تکثیر خود نیاز دارند. در مورد تغییر رنگ لایه زیستی به رنگ سفید شیری، درک کاملی از آن وجود ندارد؛ با توجه به کیفیت آب ورودی و وضعیت کلی عملکرد سیستم، به طور کلی تصور می‌شود که این موضوع مرتبط با بزرگ شدن سلول‌های رشته‌ای در لایه زیستی است. با بررسی زیر میکروسکوپ، مشخص می‌شود که توده‌های جلاتینی رنگ شیری از تعداد زیادی سلول رشته‌ای تشکیل شده‌اند. در اطراف سلول‌های رشته‌ای، تقریباً هیچ پروتوزوآ وجود ندارد؛ این موضوع در تحلیل‌های مربوط به فلور بیولوژیکی نیز قابل درک است، زیرا سلول‌های رشته‌ای مانند کلسترهای باکتریایی، نمی‌توانند غذای لازم برای پروتوزوآها، مانند باکتری‌های آزاد و کلسترهای باکتریایی کوچک، فراهم کنند. از آنجایی که سلول‌های رشته‌ای نیز توانایی تصفیه آب را دارند، می‌توانیم ببینیم که هنگامی که این سلول‌ها به تعداد زیاد در لایه زیستی تکثیر می‌شوند، نرخ حذف مواد آلی موجود در فاضلاب توسط کل فیلتر زیستی به طور قابل توجهی کاهش نمی‌یابد، بلکه تنها کمی کاهش می‌یابد؛ معمولاً این کاهش حدود ۱۰ درصد نسبت به نرخ حذف مواد آلی توسط لایه زیستی عادی است. از نظر شکل ظاهری در میکروسکوپ برای این نوع دندانه‌های رشته‌ای، قارچ‌های رشته‌ای وجود دارند که ویژگی‌هایی مشابه بازدهی روش لجن فعال در انبساط قارچ‌های رشته‌ای دارند؛ یعنی بدنه‌ای باریک، سفت و کم‌خم‌پذیر ； همچنین انواعی با ساختار نرم وجود دارد که سلول‌های رشته‌ای مختص غشای زیستی هستند. به طور کلی، تکثیر گسترده سلول‌های رشته‌ای حتماً منجر به ایجاد توده‌هایی به رنگ سفید شیری بر روی لایه بیولوژیکی فیلترهای بیولوژیکی می‌شود. برخلاف توده‌های باکتریایی که به واسطه لایه بی‌هوازی به فیلتر چسبیده‌اند، سلول‌های رشته‌ای به رنگ سفید شیری عمدتاً به لطف سطح پرپشت خود، در برابر فشار آب‌های آلوده مقاومت کرده و روی فیلتر باقی می‌مانند. اگرچه تولید بافت‌های زیستی حاوی سلول‌های کرم‌مانند، باعث کاهش چشمگیر توانایی تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب نمی‌شود، اما مشاهده می‌کنیم که چنین سلول‌هایی به راحتی می‌توانند منجر به بروز پدیده تورم باکتری‌های رشته‌ای در سیستم‌های لجن فعال شوند. دلیل اصلی این است که در فرآیند عملکرد روزانه، مقداری از این لایه‌های زیستی سفید از بین می‌روند و به مخازن تهویه بعدی منتقل می‌شوند. در مراحل اولیه، به دلیل عدم سازگاری با محیط، توده‌های رشته‌ای قارچی برای زنده ماندن مؤثر در محیط استخرهای تهویه، از محیط غشای زیستی خارج می‌شوند و بنابراین شیوعی در این استخرها ایجاد نمی‌شود. اما با گذشت زمان، بخشی از این سلول‌های رشته‌ای که از بدنه‌های خود جدا شده و وارد مخزن تهویه می‌شوند، در نهایت قادر به سازگاری با محیط جدید خواهند شد؛ در نتیجه، جمعیت غالبی در مخزن تهویه تشکیل داده و بر کیفیت کلی عملکرد سیستم لجن فعال تأثیر می‌گذارند. ۷. تحلیل علل شایع اختلالات در فرآیند کار استخر هوادهی (۱) علل تشکیل لجن روی سطح مایع در استخر هوادهی: هنگام تحلیل لجن روی سطح مایع در استخر هوادهی، باید به یک دلیل اساسی پی ببریم؛ یعنی لجن‌های تشکیل شده، صرفاً به این دلیل روی سطح مایع شناور می‌مانند که چگالی آن‌ها کمتر از چگالی مخلوط مایع در استخر هوادهی است. بنابراین، برای تشخیص دلایل ایجاد لجن روی سطح استخر تهویه، می‌توان از همین زاویه شروع کرد. از دیدگاه عملکرد عملی، دلیل اصلی، وجود حباب‌ها در میان رسوبات است. و دلیل ایجاد حباب‌ها به عنوان لایه شناور، تنها عاملی است که باعث شناور ماندن آن لایه می‌شود؛ اما دلیل اصلی اینکه چرا حباب‌ها می‌توانند آن لایه را نگه دارند، همان چیزی است که باید مشخص شود. می‌توان گفت که به دلیل وجود اکسیژن‌رسانی، تشکیل حباب‌ها اجتناب‌ناپذیر است. بنابراین، مسئله اصلی این است که آیا لجن فعال توانایی جذب و پوشاندن حباب‌ها را دارد یا خیر. اگر چنین توانایی‌ای وجود داشته باشد، کلاسترهای باکتریایی پس از جذب حباب‌ها به طور طبیعی روی سطح مایع شناور خواهند ماند؛ این همان دلیلی است که ما با لجن‌های شناور روی سطح استخرهای تهویه آشنا هستیم. توانایی لجن فعال در جذب حباب‌ها عمدتاً توسط خود لجن فعال تعیین می‌شود. ترشح مواد چسبناک درون خود آن بیش از حد می‌شود و چسبندگی لجن فعال به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد؛ در نتیجه، توانایی جذب حباب‌های کوچک نیز بیشتر می‌شود. بیایید دوباره به تحلیل دلایل ایجاد حباب‌ها بپردازیم. همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، اکسیژن‌رسانی می‌تواند مقدار زیادی حباب ریز تولید کند که توسط لجن فعال چسبناک جذب شده و در نهایت منجر به تشکیل رسوبات می‌شود. علاوه بر این، دلیل ایجاد حباب‌ها، گازهایی است که هنگام تجزیه مواد آلی توسط لجن فعال آزاد می‌شوند؛ این گازها شامل دی‌اکسید کربن و هیدروژن می‌باشند. چنین حباب‌هایی در عمل باعث ایجاد رسوبات چسبناکی می‌شوند که از لجن فعال تشکیل می‌گیرند. به همین ترتیب، اگر لجن فعال به دلیل عدم تعادل نسبت کربن به نیتروژن دچار روند دی‌نیتریفیکاسیون شود، همان‌طور باعث ایجاد حباب‌هایی خواهد شد که منجر به تشکیل رسوبات می‌گردد. تشخیص اینکه کف‌های روی سطح مایع ناشی از حباب‌هایی با چه ویژگی‌هایی هستند، برای تنظیم فرآیندها در مدیریت عملیاتی بسیار ضروری است. روش رایج تشخیص در اینجا، نسبت رسوب آب‌بند فعال است. پس از بررسی نسبت رسوب آب‌لجن فعال، با مشاهده لجن روی سطح مایع در مخزن اندازه‌گیری، می‌توان به وضوح مشاهده کرد که درون لجن روی سطح مایع حباب‌هایی وجود دارد. این حباب‌ها از فرآیند تهویه هوا در آب‌لجن به وجود آمده‌اند؛ اما ما نمی‌توانیم با چشم غیرمسلح وجود این حباب‌ها را در لجن روی سطح مایع مشاهده کنیم. با این حال، در صورت مشاهده آن‌ها تحت میکروسکوپ، می‌توان گفت که این حباب‌ها از تجزیه مواد آلی توسط خود آب‌لجن فعال به وجود آمده‌اند. تفاوت اینجا، شاخصی برای مقایسه از نظر اندازه حباب‌هاست. مقایسه‌ی دیگر، همزنی سریع و کم‌میزانی از لجن روی سطح مایع است؛ اگر لجن روی سطح پس از همزنی دوباره به پایین برود، می‌توان گفت که حباب‌های موجود در لجن، ناشی از تجزیه‌ی مواد آلی توسط خود لجن فعال، یا در اثر فرآیند دی‌نیتریفیکاسیون لجن فعال است. و هنگامی که پس از هم زدن لجن روی سطح مایع، همچنان فرو رفتن قابل توجهی در لجن مشاهده نمی‌شود، در اکثر موارد تصور می‌شود که حباب‌های موجود در لجن روی سطح، حباب‌هایی هستند که در اثر اکسیژن‌رسانی به لجن فعال ایجاد شده‌اند. این، ارزیابی منشأ حباب‌های موجود در لجن سطح مایع، از طریق بررسی پدیده‌هایی است که پس از همزدن سطح مایع رخ می‌دهد. (۲) دلیل بوی خاکی لجن فعال: هنگام بازرسی مخازن بیوشیمیایی، می‌توان بوی مشخصی خاکی را حس کرد؛ این بو عمدتاً ناشی از فرآیندهای تجزیه مواد آلی و تولیدمثل و متابولیسم لجن فعال است. در لجن فعال، علاوه بر سلول‌های باکتریایی زنده، سلول‌های مرده نیز وجود دارند؛ بنابراین لجن فعال دارای ویژگی‌های لجن می‌شود. به دلیل اکسیژن‌رسانی، بوهای مختلف موجود در لجن فعال نیز خارج می‌شوند؛ این همان دلیل اصلی است که افراد هنگام بازرسی اطراف مخازن اکسیژن‌رسانی، بوی گوشتی را حس می‌کنند. در اینجا نسبت به وجود بوی خاص در لجن فعال نگرش منفی نداریم؛ بلکه به چنین بویی نیاز است تا عملکرد طبیعی لجن فعال تأیید شود. اما وقتی که در مخزن بیوشیمیایی بوی خاصی حس نمی‌شود یا بوی دیگری احساس می‌گردد، در آن صورت سیستم لجن فعال دچار مشکل شده و نیاز به بررسی دقیق‌تری وجود دارد. شدت بوی تند خاک لجن فعال، به دمای هوا و میزان واکنش لجن فعال بستگی دارد. در تابستان، بوی خاکی موجود روی مخازن بیوشیمیایی به دلیل دمای بالاتر، شدیدتر تبخیر می‌شود؛ این همان دلیلی است که در تابستان بوی خاکی را به راحتی می‌توان حس کرد ； در زمستان برعکس است. در عین حال، بوی خاکی لجن فعال همچنین با شدت واکنش‌های سیستم بیوشیمیایی مرتبط است؛ زمانی که غلظت لجن فعال بیش از حد کنترل شود، واکنش‌های بیوشیمیایی نیز تشدید می‌شوند و در نتیجه می‌توان بوی خاکی قوی‌تری را حس کرد. در عمل مشخص شده است که میزان شدت بوی گل‌آلود خاک، می‌تواند نشان‌دهنده این باشد که آیا سیستم لجن فعال در وضعیت بهینه‌ای برای کار قرار دارد یا خیر. به‌طور کلی، در مراحلی که بار فعالیت لجن فعال بیش از حد است و لجن فعال در مرحله پیری قرار دارد، افراد به سختی می‌توانند بوی تند و نامطبوع لجن فعال را حس کنند. این موضوع برای ارزیابی جامع شرایط عملکرد لجن فعال بسیار مفید است. علاوه بر بوی خاکی لجن فعال در مخازن بیوشیمیایی، می‌توان بوهای دیگری نیز استشمام کرد، به‌ویژه بوی ترش یا قلیایی. دلیل اصلی آن، ورود فاضلاب‌هایی با pH بیش از حد بالا یا پایین به سیستم بیوشیمیایی است که منجر به نوسانات غیرطبیعی در مقدار pH مخلوط لجن فعال در کل سیستم می‌شود. در چنین شرایطی، افراد به راحتی می‌توانند بوی ترش یا قلیایی را در اطراف سیستم بیوشیمیایی حس کنند؛ در این صورت، تنظیم سیستم بیوشیمیایی بسیار ضروری است، در غیر این صورت ممکن است تأثیرات ناخواسته‌ای بر سیستم بیوشیمیایی وارد شود. (۳) مشکل کف‌های ناشی از تهویه در استخرهای تهویه: دلایل ایجاد کف‌ها در استخرهای تهویه متنوع است و تحلیل آن‌ها نیز پیچیده است؛ اما از نظر الگوهای مشاهده‌شده در عمل، قوانین خاصی وجود دارد که می‌توان بر اساس آن‌ها تحلیل و بررسی کرد. این تحلیل‌ها عمدتاً می‌توانند از جهات زیر انجام شوند. ۱) کف‌های معلق در استخرهای تهویه، تا حدی از کف‌های حبابی به وجود می‌آیند. با تجمع مداوم کف، لایه‌ی رویی ضخیم‌تر و ضخیم‌تر خواهد شد و مشکل بعدی، بوجود آمدن شرایط بی‌هوازی و سیاه شدن درون این لایه است. از بین رفتن کف‌های حل‌شده و تشکیل کف‌های جدید، فرآیندهای متقابل آن‌ها عامل تعیین‌کننده ضخامت نهایی لایه کف هستند؛ در حالی که کف‌هایی که حل می‌شوند، دلیل اصلی کدورت آب خروجی از مخزن ته‌نشینی دوم می‌باشند و همچنین باعث افزایش میزان مواد آلی در آب خروجی می‌شوند. بر اساس تحلیل‌های فوق، باید به ایجاد کف‌های کف‌ساز در مخازن بیوشیمیایی توجه ویژه‌ای داشته باشیم تا از تشدید تشکیل رسوبات روی سطح مایع در این مخازن جلوگیری شود. ۲) وجود لجن روی سطح مخزن تهویه، مرتبط با چسبندگی بالای لجن فعال است؛ بنابراین می‌توان دریافت که تشکیل کف‌ها نیز مرتبط با چسبندگی لجن فعال است. ۳) رنگ کف‌های حاصل از مخزن بیوشیمیایی نیز می‌تواند سرنخ‌های زیادی در اختیار افراد قرار دهد. هنگامی که کف‌های قهوه‌ای رنگ ایجاد می‌شوند، با توجه به شکنندگی این کف‌ها و سرعت تجمع آن‌ها، می‌توان تشخیص داد که آیا این کف‌ها ناشی از پیری بویژه‌ی لجن فعال هستند یا خیر. می‌توان از طریق جنبه‌های مختلف، مانند نسبت رسوب آبگرم، مقدار SVI، مقدار F/M و سن لجن، وضعیت پیری آبگرم را بررسی کرد. در اینجا باید به نکته‌ای اشاره کنیم: هنگامی که آبگرم دچار مشکلات جدی پیری می‌شود، روی سطح محفظه بیوشیمیایی، کف‌های قهوه‌ای رنگی تشکیل می‌شود. ویژگی‌های این کف‌ها علاوه بر رنگ قهوه‌ای، شکنندگی بالا، تجمع آسان به صورت لجن، و چسبندگی پایین نیز از ویژگی‌های اصلی آن‌هاست. علاوه بر کف‌های قهوه‌ای رنگ معمول، نوع دیگری از کف‌های رایج، کف‌های سفید رنگ هستند. علاوه بر ویژگی سفید بودن، چسبندگی بالا، تمایل به تجمع، و عدم تولید رسوبات نیز از ویژگی‌های اصلی شناسایی کف‌های سفید هستند. تشکیل چنین کف‌هایی معمولاً می‌تواند نشانه‌های واضحی از خرابی در سیستم‌های لجن فعال برای ما فراهم کند. نشانه دیگری که لازم است در اینجا برجسته شود و از اهمیت عملی بسیار بالایی برخوردار است، این است که تشکیل چنین کف سفیدی مرتبط با بار شوک ناگهانی و بالا بر روی سیستم لجن فعال است. از نظر مکانیسم، می‌توان گفت که در فاضلاب‌هایی با غلظت بالای مواد آلی، در صورت وجود تهویه کافی، نیز می‌توان به ایجاد کف‌های حبابی با ظرفیت تجمع بالا دست یافت؛ درست همان‌طور که در استخرهای تخلیه، در نقاطی که جریان آب تغییر مسیر می‌دهد، معمولاً کف‌های حبابی زیادی تشکیل می‌شود. بنابراین می‌توان تصور کرد که غلظت مواد آلی در آب خروجی (به عنوان مثال COD) معمولاً بیشتر از ۱۰۰ میلی‌گرم بر لیتر نمی‌شود و در شرایط وجود جهش آبی، می‌تواند حجم زیادی کف متشکل شود. اما میزان مواد آلی در فاضلاب ورودی به مخزن بیوشیمیایی (به عنوان مثال COD) معمولاً بالاتر از ۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر است؛ چنین فاضلابی با بار سنگین، پس از ورود به مخزن بیوشیمیایی و تحت تأثیر هوادهی، به راحتی دچار تشکیل کف می‌شود. بنابراین، نتیجه‌گیری این است که هنگامی که خاکستر فعال تحت تأثیر جریان آب با حجم زیاد و بار بالا قرار می‌گیرد، می‌تواند مقدار زیادی کف ابریشمی سفید تولید کند؛ سطح این کف فاقد رسوبات قهوه‌ای رنگ خاکستر فعال است (منظور از عدم وجود رسوبات قهوه‌ای این است که خاکستر فعال در اثر بار بالا، وارد مرحله پیری نمی‌شود و در نتیجه خاکستر فعال تجزیه‌شده‌ای روی سطح کف ابریشمی سفید وجود نخواهد داشت. برعکس، میکروارگانیسم‌های موجود در خاکستر فعال تحت تأثیر این بار، در حالت رشد لگاریتمی قرار دارند و فعالیت بسیار بالایی دارند؛ بنابراین هیچ گلوله باکتریایی آزادی وجود نخواهد داشت که به سطح کف ابریشمی سفید چسبیده شود). ۴) در مورد مشکلات ناشی از پیر شدن لجن و بارهای ناگهانی که در بند قبل به طور کامل توضیح داده شد، لازم است آن‌ها را از برخی موارد خاص تمایز داد. تفاوت اصلی که باید در نظر گرفت، دو حالت ویژه است: کفی که از جریان مواد شوینده ایجاد می‌شود و کفی که پس از تجزیه خاکستر فعال به وجود می‌آید. مواد شوینده وارد سیستم بیوشیمیایی می‌شوند و آنچه می‌توانیم ببینیم، کف سفیدی است که چسبناک نیز هست؛ اما میزان چسبندگی آن، کمتر از کف سفیدی است که در هنگام بار بیش از حد تولید می‌شود. علاوه بر این، کف‌های ناشی از مواد شوینده و پراکندگ‌های سطحی، در معرض نور خورشید کمی رنگدار می‌شوند؛ زیرا این مواد شوینده و پراکندگ‌های سطحی، عمدتاً از نفت تهیه می‌شوند و دارای ترکیبات نفتی هستند؛ بنابراین در معرض نور خورشید، کف‌ها بازتاب‌های رنگی ایجاد می‌کنند. برای تشخیص دقیق‌تر اینکه آیا کف‌ها ناشی از مواد شوینده، پراکنده‌کننده‌های سطحی یا فعال‌کننده‌های سطحی هستند، می‌توان در بخش فیزیکوشیمیایی قبل از مخزن بیوشیمیایی، این موضوع را بررسی کرد؛ نکته مهم این است که بررسی شود آیا در ورودی آب خروجی از مخزن ته‌نشینی، کف تولید می‌شود یا خیر. معمولاً به دلیل بار سنگین و میزان بالای مواد آلی در فاضلاب، تا زمانی که پدیده جهش آب چندان مشهود نباشد، معمولاً کف نیز تشکیل نمی‌شود. اما، کف‌هایی که توسط مواد شوینده، پراکنده‌کننده‌های سطحی و فعال‌کننده‌های سطحی ایجاد می‌شوند، حتی در نیروهای جزر و مد کم، مقدار زیادی کف تولید می‌کنند؛ گاهی اوقات در محل محور همزن‌های منطقه افزودن مواد شیمیایی نیز کف تشکیل می‌شود. این موضوع، تفاوتی با کف‌هایی است که به دلیل وجود مواد آلی فراوان در فاضلاب ایجاد می‌شوند. کف‌های ناشی از مسمومیت لجن فعال را می‌توان از نظر رنگ، از کف‌های ناشی از پیر شدن لجن فعال تمایز داد. پس از مسمومیت، لجن فعال به سرعت تجزیه می‌شود و به راحتی تحت تأثیر هوادهی به سطح آب می‌آید و به صورت کف‌هایی درمی‌آید. اما رنگ این کف‌ها تیره است و رنگ خاکستری در آن‌ها غالب است؛ برخلاف کف‌هایی که در اثر پیر شدن لجن فعال ایجاد می‌شوند و هنوز حاوی لجن فعال با ویژگی‌های زنده هستند و به کف‌ها چسبیده‌اند. البته، بهترین روش برای تشخیص کمکی، مشاهده پروتوزوآها با استفاده از میکروسکوپ است؛ به این ترتیب تأیید تشخیص آسان‌تر خواهد بود. ۸. تحلیل علل شایع خرابی‌ها در فرآیند کارکرد مخزن ته‌نشینی دوم: اکثر خرابی‌های مخزن ته‌نشینی دوم ناشی از عملکرد نامناسب مخزن اکسیژن‌رسانی است، زیرا این دو مخزن با یکدیگر ارتباط نزدیکی دارند. مخزن ته‌نشینی دوم به عنوان محل جداسازی گل و لجن از باتری فعال در سیستم بیوشیمیایی، کیفیت آب خروجی پس از جداسازی گل و لجن را مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین، تحلیل دلایل اختلالات رایج ضروری است. (۱) کف‌های شناور در مخزن ته‌نشینی دوم: خود مخزن ته‌نشینی دوم به ندرت کف‌های شناور تولید می‌کند و منبع اصلی آن‌ها، مخزن اکسیژن‌رسانی است. زیرا لجن ناشی از استخر تهویه، به راحتی وارد استخر ته‌نشینی می‌شود و در آن به سطح آب می‌آید؛ در حالی که استخر ته‌نشینی دارای قابلیت مخلوط‌سازی نیست، بنابراین باعث ایجاد لجن بیشتری می‌شود. البته، در مقایسه با استخرهای اکسیژن‌رسانی. در مخازن ته‌نشینی دوم، روند دنیتریفیکاسیون لجن فعال به راحتی رخ می‌دهد که در نهایت منجر به شناور شدن مقدار زیادی از لجن فعال و تشکیل لجن سطحی می‌گردد. دلیل این امر این است که دنیتریفیکاسیون نیازمند شرایط نسبتاً کم‌اکسیژن و بی‌اکسیژن است، در حالی که در مخازن اکسیژن‌رسانی چنین شرایط بی‌اکسیژنی وجود ندارد. این دلیلی است که باعث می‌شود در مخزن ته‌نشینی دوم، رانیداسیون آنی لجن فعال رخ دهد، به‌ویژه هنگامی که میزان اکسیژن محلول در خروجی مخزن تهویه بسیار پایین باشد و نسبت کربن به نیتروژن به شدت دچار عدم تعادل شده باشد. (۲) در آب خروجی مخزن ته‌نشینی دوم، پدیده شناور بودن گل و لای وجود دارد. ایجاد این گل و لای عمدتاً به پیر شدن لجن فعال مربوط می‌شود؛ زیرا پس از تجزیه لجن فعال پیرشده، فرآورده‌های ریزی در آب شناور می‌مانند و در صورتی که قبل از ته‌نشینی فرصت نیابند، از مخزن ته‌نشینی دوم خارج شده و به گل و لای آن تبدیل می‌شوند. البته، در بسیاری از موارد، رساب‌شدن گل و لای نتیجه ترکیبی از عوامل مختلف است؛ مانند بار هیدرولیکی بیش از حد، که باعث می‌شود توده‌های گل و لای فعال موجود در محلول، قبل از اینکه بتوانند در شرایط عادی رسوب کنند، از مخزن خارج شوند. (۳) بالا آمدن گروه‌های کلوئیدهای لجن فعال در مخزن ته‌نشینی دوم: هنگام بازرسی از مخزن ته‌نشینی دوم، معمولاً وضعیت آب در نزدیکی ورودی آن را بررسی می‌کنیم، زیرا آنجا اولین محلی است که نشانه‌های خوب یا بد بودن فرآیند ته‌نشینی در مخزن دیده می‌شود. اگر مشاهده شود که تعداد زیادی از گروه‌های لجن فعال در سمت ورودی آب به بالا حرکت می‌کنند، معمولاً مشکل نسبتاً جدی است. اگر توده‌های لجن فعال این گروه‌ها، به موقع در مخزن ته‌نشینی دوم ته‌نشین نشوند، قطعاً از آن خارج خواهند شد؛ در چنین صورتی، این امر برای کل سیستم لجن فعال کشنده خواهد بود. زیرا به محض خروج این توده‌ها از مخزن ته‌نشینی دوم، تعداد میکروارگانیسم‌ها در مخزن تهویه به شدت کاهش خواهد یافت و بازسازی این مخزن نیازمند زمان طولانی خواهد بود. همچنین، آب خروجی نیز قطعاً دارای میزان استاندارد نخواهد بود. پس چه عاملی باعث می‌شود توده‌های لجن فعال در مخزن ته‌نشینی به صورت گروهی به بالا حرکت کنند؟ در عمل مشخص شده است که بروز چنین وضعیتی ارتباط تنگاتنگی با تورم باکتری‌های رشته‌ای در لجن فعال دارد؛ این همان دلیلی است که ما نیز به شدت از این مشکل رنج می‌بریم. بنابراین، پس از تورم باکتری‌های رشته‌ای در لجن فعال، در صورت بروز شوک ناشی از بار هیدرولیکی، احتمال بالایی وجود دارد که گروه‌های لجن فعال به سمت بالا حرکت کنند. (۴) رشد بیش از حد جلبک در ورودی آب خروجی مخزن ته‌نشینی دوم، عمدتاً به دلیل محتوای بالای مواد مغذی در آب خروجی این مخزن است؛ که باعث می‌شود جلبک‌ها در محیط‌های دارای نور، به تعداد زیادی رشد کنند. با ترکیب آزمایش مواد مغذی در آب خروجی مخزن ته‌نشینی دوم، می‌توان تشخیص داد که آیا رشد جلبک‌ها ناشی از وجود مقدار زیادی ماده مغذی باقی‌مانده است یا خیر. ۹. تحلیل اختلالات عملکردی مخازن سه‌گانه ته‌نشینی: در این کارخانه بزرگ کاغذسازی، معمولاً اختلال زیادی در مخازن سه‌گانه ته‌نشینی رخ نمی‌دهد؛ زیرا وظیفه آن‌ها، تأمین اطمینان مجدد برای فرآیند ته‌نشینی در مخازن دوم است. اما مشکلات عمدتاً در ناحیه واکنش‌های فیزیکوشیمیایی در بخش ابتدایی مخزن سه‌گانه رخ می‌دهد و برخی از کارکنان به راحتی ممکن است در این بخش اشتباه کنند. هنگام انجام عملیات در بخش واکنش‌های فیزیکوشیمیایی این منطقه، هدف اصلی، تقویت ذرات رسوب‌کننده کوچک موجود در آب خروجی دومین مرحله رسوب‌گیری است؛ به‌وسیله استفاده از مواد شیمیایی، این ذرات می‌توانند بهتر در مرحله سومین مرحله رسوب‌گیری حذف شوند. اما در دوزدهی اغلب مشکلاتی پیش می‌آید، زیرا داروی تزریق‌شده کاملاً مشابه بخش فیزیکوشیمیایی قبل از مخزن رسوبات اولیه است. بدین ترتیب مشکلی پیش می‌آید، زیرا مواد معلق موجود در فاضلاب که هدف افزودن دارو در بخش فیزیکوشیمیایی قبل از مخزن ته‌نشینی اولیه هستند، عمدتاً شبیه به ذرات رس بوده و همگی بار منفی دارند. بنابراین، ذراتی که پس از افزودن PAC در بخش افزودن داروی فیزیکوشیمیایی قبل از مخزن ته‌نشینی اولیه تشکیل می‌شوند، ریز هستند و تنها با افزودن ماده کمک‌کننده به چسبندگی، یعنی PAM (بار منفی)، توده‌ها به اندازه بزرگتری درمی‌آیند. دلیل این امر آن است که PAC به عنوان اسکلت تشکیل فلاژه‌ها عمل می‌کند و از طریق قدرت فلاژاسیون خود، ذرات موجود در فاضلاب را گرد هم می‌آورد؛ در نتیجه، تعداد زیادی از ذرات کلوئیدی دارای بار منفی یا ذراتی با ویژگی‌های شبیه به رس، می‌توانند به گروه‌های پلیمری PAC جذب شوند. اما معایب PAC این است که نمی‌تواند روی توده‌های شکل‌گرفته، توده‌های دیگری را جذب کرده و حجم توده‌ها را دوباره افزایش دهد؛ بنابراین توده‌هایی که پس از افزودن PAC تشکیل می‌شوند، عموماً کوچک هستند. در چنین شرایطی، برای تشخیص اینکه آیا افزودن PAC مناسب است یا خیر، باید بررسی کرد که آیا در محلول کلی، بین توده‌های شکل‌گرفته، فاصله‌های واضحی وجود دارد یا خیر؛ یعنی آیا بین ذرات، نوارهای واضحی از آب وجود دارد یا خیر. چنین بررسی‌هایی برای ارزیابی اثربخشی افزودن PAC بسیار مفید هستند. پس از افزودن PAC، PAM نیز اضافه می‌شود تا اثر بزرگ‌تر کردن توده‌های کواگوله شده را افزایش دهد؛ ما نیز برای این کار پشتوانه‌ی نظری داریم. PAM یک ماده کمک‌کننده فروپاشی مولکولی آلی است؛ وزن مولکولی آن بسیار بالاست. پس از هیدرولیز، تعداد زیادی مونومر فروپاشی‌شده تولید می‌شود و این ماده توانایی قوی‌ای در جذب و گرفتن ذرات موجود در آب دارد. معمولاً PAM به همراه PAC استفاده می‌شود؛ این نوع PAM، PAM منفی نامیده می‌شود، یعنی مونومرهای حاصل از هیدرولیز الکترولیتیک PAM (دارای بار منفی). همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، پس از جذب گروه‌های دارای بار مثبت توسط PAC، تقریباً تمام گروه‌های موجود در یک زنجیره PAC، موادی دارای بار منفی و شبیه به ذرات رس را جذب می‌کنند. با افزودن PAM دارای بار منفی قوی، ساختار مبتنی بر PAM می‌تواند تعداد زیادی از زنجیره‌های PAC را جذب کند؛ وقتی یک گروه مرکزی PAM تعداد زیادی از زنجیره‌های PAC را جذب کند، می‌توانیم ذرات درشتی از فلوک‌ها را مشاهده کنیم. در اینجا می‌توانیم به وضوح ببینیم که ذرات موجود در آب‌های دارای بار منفی، توسط PAC دارای بار مثبت جذب شده و به صورت توده‌های زنجیره‌ای درمی‌آیند؛ سپس، از عامل فروپاشی‌دهنده PAM دارای بار منفی استفاده می‌شود که PAC‌های دارای بار مثبت را نیز جذب کرده و باعث افزایش اندازه توده‌ها می‌گردد. این، فرآیند کلی تشکیل توده‌های بزرگ است. برای تضمین کیفیت آب خروجی از مخزن سوم، لازم است که فلاژهای گل‌ولای حاوی لجن فعال که از مخزن دوم خارج می‌شوند، با افزودن عوامل فرآورنده، رسوب داده و حذف شوند. ما دریافتیم که افزودن مقدار کمی فاکتور رسوب‌دهنده اصلاً نمی‌تواند اثر رسوب‌زایی داشته باشد. دلیل بروز این وضعیت این است که توده‌هایی که از مخزن ته‌نشینی خارج می‌شوند، عمدتاً لجن فعالی هستند که از هم جدا شده‌اند. در مورد لجن فعال، این توده‌ها ذراتی با بار الکتریکی منفی قوی هستند؛ اما پس از جدا شدن لجن فعال به دلایل مختلف، بازهم کردن توده‌بندی این لجن‌های جداشده بسیار دشوار است. زیرا بدون وجود مواد چسبناک ذاتی موجود در میکروارگانیسم‌های لجن فعال، توده‌های لجن فعال دارای بار منفی نمی‌توانند به خوبی به توده‌های بزرگتری تبدیل شوند. این موضوع به‌ویژه در ذرات خاکستر فعال رقیق‌شده که همراه با جریان آب از خروجی مخزن ته‌نشینی دوم خارج می‌شوند، مشهود است. بنابراین، استفاده ناکافی از PAC در منطقه فیزیکوشیمیایی قسمت ابتدایی مخزن سه‌گانه، باعث می‌شود که اثر فروپاشی رسوبات به خوبی حاصل نشود. بسیاری از اپراتورها با دیدن چنین وضعیتی، فکر می‌کنند که مقدار PAM افزوده شده کافی نیست؛ بنابراین مقدار PAM را به طور مداوم افزایش می‌دهند. در نتیجه، تعداد زیادی از مولکول‌های PAM دارای بار منفی وجود دارد که اصلاً نمی‌توانند با توده‌های دارای بار منفی موجود در لجن فعال، فرآیند فروپاشی توده‌ها را انجام دهند. بنابراین، نه تنها توده‌های حاصل از فرآیند فروپاشی تشکیل نمی‌شوند، بلکه این امر باعث می‌شود ذرات لجن فعال پایدارتر شوند و هیچ اثری از فرآیند فروپاشی توده‌ها دیده نمی‌شود. برای حل این مشکل، باید میزان افزودن PAC را افزایش داد؛ زیرا PAC می‌تواند به عنوان ساختاری برای تشکیل توده‌های ذراتی عمل کند. از آنجایی که تعداد ذرات فعالی که از مخزن ته‌نشینی خارج می‌شوند، گاهی زیاد نیست، در صورتی که تعداد این ذرات در آب کم باشد، فرصت برخورد ذرات با یکدیگر و تشکیل توده‌ها نیز کمتر خواهد بود. در این بخش، ذرات پراکنده‌ی فلوک، تنها از طریق افزایش مقدار PAC مصرفی و استفاده از PAC به عنوان ساختار فلوک‌ساز، می‌توانند دارای کارایی فلوک‌سازی بهتری شوند. تجربه نیز نشان داده است که شناخت ویژگی‌های الکتریکی گل‌های تشکیل شده در مخزن ته‌نشینی، به ما کمک زیادی می‌کند تا در انتخاب فروکتانت‌ها و عوامل کمک‌کننده به فرآیند ته‌نشینی، و همچنین تعیین مقدار مناسب آن‌ها، تصمیمات بهتری بگیریم.