محمد بشار خليل
02-09-2009, 02:49 PM
نظام تشغيل محطات المعالجة بطريقة الحمأة المنشطة
مقدمة:
إن أساس المعالجة في هذا النظام هو تحويل المواد العضوية والعالقة إلى حمأة يتم التخلص منها.
يتكون نظام الحمأة المنشطة عادة من المراحل التالية:
1- المرحلة الابتدائية: وتشمل المصافي ووحدة إزالة الرمال وتهدف إلى تخليص المياه العادمة من المواد الكبيرة وإزالة الرمال.
2- وتتكون من أحواض ترسيب أولية لإزالة المواد القابلة للترسيب.
3- المرحلة الثانية: وهي مرحلة أحواض التهوية وتعتبر المرحلة الأهم في المعالجة حيث يتم تزويد الحوض بالأكسجين بحيث يلبي احتياجات البكتريا العاملة في الحوض ويتم تصميم حجم الخزان لتحقيق درجة المعالجة المطلوبة.
4- المرحلة الثالثة: وهي تتكون من أحواض ترسيب ثانوية ليتم فصل الحمأة عن المياه المعالجة.
إن الوضع المتوازن لهذا الأحواض أن تكون كمية الحمأة المزالة مساوية للحمأة الداخلة للحوض وحيث انه لا يسمح لهذه الأحواض بتجميع الحمأة وإذا ما حصل ذلك فانه سيلاحظ الارتفاع المواد الصلبة في المياه الخارجة من الحوض.
إن وظيفة الحوض هو فصل الحمأة عن المياه وتجميعها في أسفل الحوض تمهيدا لإزالتها والتخلص منها( إرجاعها إلى حوض التهوية أو إلى وحدات معالجة الحمأة).
إن وجود بعض الأخطاء التصميمية فيما يتعلق بوجود أجزاء ميتة هيدروليكيا أو في مناسيب الهدارات والحواجز قد يؤدي إلى انخفاض كفاءة هذه الأحواض في التخلص من الحمأة.
العوامل المؤثرة على عملية المعالجة:
حيث أن نظام الحمأة المنشطة يعتمد على تواجد أحياء دقيقة عاملة( بكتريا بشكل عام) وللحصول على معالجة فعالة فانه لابد من التحكم بالمتغيرات التالية:
1- تواجد مواد عضوية ( طعام): يجب أن تتناسب كمية الطعام المتوفرة في حوض التهوية مع أعداد البكتريا فيه. يتم التحكم بهذا المتغير عن طريق التحكم بنسبة ( F/M ) ( الطعام / عدد البكتريا المتواجدة).
2- تزويد البكتريا بالأكسجين وحيث يفضل أن لا يقل تركيز الأكسجين المذاب عن 0,5 ملغم/ ليتر في أي بقعة من الحوض ولضمان ذلك فانه يستلزم أن تحتوي المياه الخارجة من الحوض على ما لا يقل عن 2 ملغم / ليتر من الأكسجين المذاب.
3- الحفاظ على درجة حرارة مناسبة : ومع أن هذا يعتمد على الأحوال الجوية المحيط بالموقع إلا انه يجب معرفة أن نشاط البكتريا العاملة في الحوض تتحسن بارتفاع درجة الحرارة حيث أن معامل تحليل BOD سوف يكون أعلى.
4- تجنب وصول مواد صناعية سامة قد تؤثر على نشاط البكتريا العاملة في أحواض التهوية.
إن هذا يشمل العناصر الثقيلة ( الرصاص, الزنك, الكادميوم, الزئبق، الخارصين، السيانيد ..... الخ) بالإضافة إلى المبيدات والفينول وان أفضل السبل للسيطرة على ذلك هو التحكم في مصادرها ومنع دخولها إلى شبكة الصرف الصحي من الصناعات ويتم ذلك بسن التشريعات المناسبة.
ومما هو جدير بالذكر أن لكل نظام ظروفه الخاصة (وخاصة طبيعة المياه العادمة) ولذلك فان لكل نظام أفضل حاله من حيث ( F/M) المواد العالقة, كمية الحمأة الراجعة ومستوى تركيز الأكسجين وعلى مشغل المحطة تحديد ذلك بالملاحظات والتجربة والخبرة.
بدء التشغيل:
يجب على المشغلين معرفة جميع الأجهزة المستخدمة في المحطة واستخداماتها بالإضافة إلى ذلك أيضا:
1- معرفة الأنابيب واتجاه التدفق.
2- أن يتم تشحيم جميع المعدات.
3- التأكد من خلو الأحواض من النفايات.
4- التأكد من إن أجهزة القياس والمؤشرات والإضاءة بأنها تعمل بشكل جيد.
5- التدريب على كيفية الصيانة للأجهزة المتوفرة في المحطة.
6- تسجيل الملاحظات وبشكل يومي.
بالإضافة إلى ذلك فانه يتم إدخال مياه لوحدات المعالجة للتأكد من أن جميع البوابات والمحابس والمضخات وأجهزة التهوية بأنها تعمل بشكل جيد.
في حالة البدء بالتشغيل قان المحطة تحتاج ما بين 6 – 12 أسبوعا لتشكيل بيئة مناسبة في أحواض التهوية وتكون كفاءة المحطة خلال هذه الفترة منخفضة وللمساعدة في تقصير هذه المدة الزمنية فانه ينصح بعمل التالي:
أ – إحضار حمأة منشطه من محطة عاملة أخرى ووضعها في أحواض التهوية بهدف تسريع تكون الحمأة المنشطة.
ب – إرسال المياه مباشرة من الترسيب الثانوي إلى حوض التهوية وبمعدلات مرتفعه.
التحكم بعملية المعالجة:
إن مفتاح التحكم بعملية المعالجة في نظام الحمأة المنشطة يعتمد على كمية الحمأة الواجب إخراجها من النظام وهناك عدة طرق لتحديد هذه الكمية وهي:
1- السيطرة والاحتفاظ بعدد ثابت من المواد الصلبة العالقة ( MLVSS) في حوض التهوية وعلى المشغل تحديد هذا العدد ونفترض انه 2000 ملغم / لتير فإذا ارتفع هذا العدد في حوض التهوية فعلى المشغل زيادة كمية الحمأة الواجب إخراجها من النظام تخفيض العدد إلى التركيز المطلوب.
إن هذه الطريقة سهلة التطبيق وتحتاج إلى عمل مخبري بسيط وتعطي نتائج جيدة خاصة إذا كانت نوعية المياه العادمة ثابتة الخواص.
ومن مساوئ هذه الطريقة أنها لا تعتبر كمية الطعام ( BOD ) القادمة للمحطة ففي حالة ارتفاع ذلك والإبقاء على مستوى ثابت من (MLVSS ) فان هذا يؤدي إلى ارتفاع قيمة ( F/M ) والذي سيؤدي إلى تقليل كفاءة المحطة وبالإمكان مواجهة ذلك بأن يتحسن المشغل ( MLVSS ) حسب الظروف.
2- السيطرة والاحتفاظ بنسبة ثابتة لـ ( الطعام / البكتريا العاملة F/M ) إن هذا يعني التحكم بكمية الحمأة المزالة للحفاظ على نسبه ثابتة لـ ( F/M ) إن ذلك يعني أن على المشغل أن يزيد أو يقلل( MLVSS ) لتناسب زيادة أو نقصان تركيز الأكسجين الممتص حيويا ( BOD ) إن معظم المحطات تعمل بـ ( F/M ) ما بين 0,1 – 0,5 .
إن الصعوبة في تطبيق هذه الطريقة هو عدم معرفة المشغل بكمية المواد العضوية القادمة للمحطة. لوحظ في الأردن مثلا ارتفاع تركيز المواد العضوية القادمة يوم الجمعة، وفي هذه الحالة فعلى المشغل زيادة تركيز ( MLVSS ) مساء الخميس للاستعادة للأحمال العضوية الزائدة المتوقع قدومها يوم الجمعة ويتم ذلك برفع كمية الحمأة الراجعة إلى حوض التهوية. من مساوئ هذه الطريقة أنها تحتاج إلى عمليات مخبريه أكثر لتحديد الطعام والبكتريا العاملة وكذلك فانه حتى لو تم تثبيت ( BOD/MLVSS ) فهذا لا يعني بالضرورة إن( F/M ) ثابتة.
3- التحكم والسيطرة على عمر الحمأة ( مدة مكث الحمأة في النظام) وهي تساوي كمية المواد الصلبة في النظام ( في حوض التهوية وحوض الترسيب الثانوي) مقسوما على كمية الصلبة الخارجة من النظام لكل يوم ( الحمأة المزالة والمواد الخارجة مع المياه المعالجة ). يتم التحكم بمدة المكث عن طريق التحكم بكمية الحمأة المراد إزالتها. أن هذه الطريقة سهلة وتحتاج إلى عمل مخبري سهل، إلا انه يجب معرفة عمر الحمأة الأفضل قد يكون متغيرا ويعتمد على ظروف المحطة التشغيلية ( كتغير درجة الحرارة مثلا).
إن على المشغل أن يراقب التغيرات الفيزيائية كنوع المياه ولونها ووجوه الرغوة في حوض التهوية وارتفاع كتل من الحمأة للأعلى في حوض الترسيب النهائي.
إن هذه دلائل على وجود بعض الخلل في التحكم بعملية المعالجة وعلى المشغل اتخاذ الإجراءات المناسبة لكل حاله.
م. بشار خليل
(http://environment-sy.host.sk/index.php)
مقدمة:
إن أساس المعالجة في هذا النظام هو تحويل المواد العضوية والعالقة إلى حمأة يتم التخلص منها.
يتكون نظام الحمأة المنشطة عادة من المراحل التالية:
1- المرحلة الابتدائية: وتشمل المصافي ووحدة إزالة الرمال وتهدف إلى تخليص المياه العادمة من المواد الكبيرة وإزالة الرمال.
2- وتتكون من أحواض ترسيب أولية لإزالة المواد القابلة للترسيب.
3- المرحلة الثانية: وهي مرحلة أحواض التهوية وتعتبر المرحلة الأهم في المعالجة حيث يتم تزويد الحوض بالأكسجين بحيث يلبي احتياجات البكتريا العاملة في الحوض ويتم تصميم حجم الخزان لتحقيق درجة المعالجة المطلوبة.
4- المرحلة الثالثة: وهي تتكون من أحواض ترسيب ثانوية ليتم فصل الحمأة عن المياه المعالجة.
إن الوضع المتوازن لهذا الأحواض أن تكون كمية الحمأة المزالة مساوية للحمأة الداخلة للحوض وحيث انه لا يسمح لهذه الأحواض بتجميع الحمأة وإذا ما حصل ذلك فانه سيلاحظ الارتفاع المواد الصلبة في المياه الخارجة من الحوض.
إن وظيفة الحوض هو فصل الحمأة عن المياه وتجميعها في أسفل الحوض تمهيدا لإزالتها والتخلص منها( إرجاعها إلى حوض التهوية أو إلى وحدات معالجة الحمأة).
إن وجود بعض الأخطاء التصميمية فيما يتعلق بوجود أجزاء ميتة هيدروليكيا أو في مناسيب الهدارات والحواجز قد يؤدي إلى انخفاض كفاءة هذه الأحواض في التخلص من الحمأة.
العوامل المؤثرة على عملية المعالجة:
حيث أن نظام الحمأة المنشطة يعتمد على تواجد أحياء دقيقة عاملة( بكتريا بشكل عام) وللحصول على معالجة فعالة فانه لابد من التحكم بالمتغيرات التالية:
1- تواجد مواد عضوية ( طعام): يجب أن تتناسب كمية الطعام المتوفرة في حوض التهوية مع أعداد البكتريا فيه. يتم التحكم بهذا المتغير عن طريق التحكم بنسبة ( F/M ) ( الطعام / عدد البكتريا المتواجدة).
2- تزويد البكتريا بالأكسجين وحيث يفضل أن لا يقل تركيز الأكسجين المذاب عن 0,5 ملغم/ ليتر في أي بقعة من الحوض ولضمان ذلك فانه يستلزم أن تحتوي المياه الخارجة من الحوض على ما لا يقل عن 2 ملغم / ليتر من الأكسجين المذاب.
3- الحفاظ على درجة حرارة مناسبة : ومع أن هذا يعتمد على الأحوال الجوية المحيط بالموقع إلا انه يجب معرفة أن نشاط البكتريا العاملة في الحوض تتحسن بارتفاع درجة الحرارة حيث أن معامل تحليل BOD سوف يكون أعلى.
4- تجنب وصول مواد صناعية سامة قد تؤثر على نشاط البكتريا العاملة في أحواض التهوية.
إن هذا يشمل العناصر الثقيلة ( الرصاص, الزنك, الكادميوم, الزئبق، الخارصين، السيانيد ..... الخ) بالإضافة إلى المبيدات والفينول وان أفضل السبل للسيطرة على ذلك هو التحكم في مصادرها ومنع دخولها إلى شبكة الصرف الصحي من الصناعات ويتم ذلك بسن التشريعات المناسبة.
ومما هو جدير بالذكر أن لكل نظام ظروفه الخاصة (وخاصة طبيعة المياه العادمة) ولذلك فان لكل نظام أفضل حاله من حيث ( F/M) المواد العالقة, كمية الحمأة الراجعة ومستوى تركيز الأكسجين وعلى مشغل المحطة تحديد ذلك بالملاحظات والتجربة والخبرة.
بدء التشغيل:
يجب على المشغلين معرفة جميع الأجهزة المستخدمة في المحطة واستخداماتها بالإضافة إلى ذلك أيضا:
1- معرفة الأنابيب واتجاه التدفق.
2- أن يتم تشحيم جميع المعدات.
3- التأكد من خلو الأحواض من النفايات.
4- التأكد من إن أجهزة القياس والمؤشرات والإضاءة بأنها تعمل بشكل جيد.
5- التدريب على كيفية الصيانة للأجهزة المتوفرة في المحطة.
6- تسجيل الملاحظات وبشكل يومي.
بالإضافة إلى ذلك فانه يتم إدخال مياه لوحدات المعالجة للتأكد من أن جميع البوابات والمحابس والمضخات وأجهزة التهوية بأنها تعمل بشكل جيد.
في حالة البدء بالتشغيل قان المحطة تحتاج ما بين 6 – 12 أسبوعا لتشكيل بيئة مناسبة في أحواض التهوية وتكون كفاءة المحطة خلال هذه الفترة منخفضة وللمساعدة في تقصير هذه المدة الزمنية فانه ينصح بعمل التالي:
أ – إحضار حمأة منشطه من محطة عاملة أخرى ووضعها في أحواض التهوية بهدف تسريع تكون الحمأة المنشطة.
ب – إرسال المياه مباشرة من الترسيب الثانوي إلى حوض التهوية وبمعدلات مرتفعه.
التحكم بعملية المعالجة:
إن مفتاح التحكم بعملية المعالجة في نظام الحمأة المنشطة يعتمد على كمية الحمأة الواجب إخراجها من النظام وهناك عدة طرق لتحديد هذه الكمية وهي:
1- السيطرة والاحتفاظ بعدد ثابت من المواد الصلبة العالقة ( MLVSS) في حوض التهوية وعلى المشغل تحديد هذا العدد ونفترض انه 2000 ملغم / لتير فإذا ارتفع هذا العدد في حوض التهوية فعلى المشغل زيادة كمية الحمأة الواجب إخراجها من النظام تخفيض العدد إلى التركيز المطلوب.
إن هذه الطريقة سهلة التطبيق وتحتاج إلى عمل مخبري بسيط وتعطي نتائج جيدة خاصة إذا كانت نوعية المياه العادمة ثابتة الخواص.
ومن مساوئ هذه الطريقة أنها لا تعتبر كمية الطعام ( BOD ) القادمة للمحطة ففي حالة ارتفاع ذلك والإبقاء على مستوى ثابت من (MLVSS ) فان هذا يؤدي إلى ارتفاع قيمة ( F/M ) والذي سيؤدي إلى تقليل كفاءة المحطة وبالإمكان مواجهة ذلك بأن يتحسن المشغل ( MLVSS ) حسب الظروف.
2- السيطرة والاحتفاظ بنسبة ثابتة لـ ( الطعام / البكتريا العاملة F/M ) إن هذا يعني التحكم بكمية الحمأة المزالة للحفاظ على نسبه ثابتة لـ ( F/M ) إن ذلك يعني أن على المشغل أن يزيد أو يقلل( MLVSS ) لتناسب زيادة أو نقصان تركيز الأكسجين الممتص حيويا ( BOD ) إن معظم المحطات تعمل بـ ( F/M ) ما بين 0,1 – 0,5 .
إن الصعوبة في تطبيق هذه الطريقة هو عدم معرفة المشغل بكمية المواد العضوية القادمة للمحطة. لوحظ في الأردن مثلا ارتفاع تركيز المواد العضوية القادمة يوم الجمعة، وفي هذه الحالة فعلى المشغل زيادة تركيز ( MLVSS ) مساء الخميس للاستعادة للأحمال العضوية الزائدة المتوقع قدومها يوم الجمعة ويتم ذلك برفع كمية الحمأة الراجعة إلى حوض التهوية. من مساوئ هذه الطريقة أنها تحتاج إلى عمليات مخبريه أكثر لتحديد الطعام والبكتريا العاملة وكذلك فانه حتى لو تم تثبيت ( BOD/MLVSS ) فهذا لا يعني بالضرورة إن( F/M ) ثابتة.
3- التحكم والسيطرة على عمر الحمأة ( مدة مكث الحمأة في النظام) وهي تساوي كمية المواد الصلبة في النظام ( في حوض التهوية وحوض الترسيب الثانوي) مقسوما على كمية الصلبة الخارجة من النظام لكل يوم ( الحمأة المزالة والمواد الخارجة مع المياه المعالجة ). يتم التحكم بمدة المكث عن طريق التحكم بكمية الحمأة المراد إزالتها. أن هذه الطريقة سهلة وتحتاج إلى عمل مخبري سهل، إلا انه يجب معرفة عمر الحمأة الأفضل قد يكون متغيرا ويعتمد على ظروف المحطة التشغيلية ( كتغير درجة الحرارة مثلا).
إن على المشغل أن يراقب التغيرات الفيزيائية كنوع المياه ولونها ووجوه الرغوة في حوض التهوية وارتفاع كتل من الحمأة للأعلى في حوض الترسيب النهائي.
إن هذه دلائل على وجود بعض الخلل في التحكم بعملية المعالجة وعلى المشغل اتخاذ الإجراءات المناسبة لكل حاله.
م. بشار خليل
(http://environment-sy.host.sk/index.php)