مراحل معالجة مياه الفضلات في محطات المعالجة (المعالجة البيولوجية)

أهلا بكم اصدقائي في بودكست جديد على منصة كرسي. سنتكلم عن موضوع هام من الابحاث البيئية. وهو أهم مراحل معالجة مياه الفضلات في المحطة و أهمها علاج البيولوجي.

أهم خصائص مياه الفضلات

• التغيرات في الخصائص الكيميائية والبيولوجية في الفصول الرطبة والجافة.

• المعايير المؤثرة في اختيار نظام المعالجة. والتي تشمل هذه العناصر:

– المحتوى البيولوجي (الطلب الكيميائي الحيوي من الأكسجين، الطلب الكيميائي من الأكسجين، الكربون البيولوجي الكلي)

-الأس الهيدروجيني (pH)

– درجة الحرارة

– المحتوى من المواد الصلبة غير القابلة للتحلل

-مقدار سميتها للنظام البيولوجي

-ومقدار مقاومتها للتحلل البيولوجي

-وأيضًا مقدار احتوائها على المعادن الثقيلة

-رائحتها

-مقدار احتوائها على السيانيد

مراحل المعالجة في المحطات

مراحل المعالجة في المحطات

تتعرض مياه الفضلات في محطات المعالجة إلى أربعة مراحل، وهي:

المعالجة التحضيرية (Preliminary Treatment)

المعالجه الاوليه (Primary Treatment)

المعالجة الثانوية ( (Secondary Treatment

المعالجة الثالثیة (Tertiary Treatment)

1- المعالجة التحضيرية

تستخدم المعالجة التحضيرية لعزل الملوثات كبيرة الحجم من الدفيق الداخل إلى المحطة، ومن مرافقها: الغرايبل والمصافي وغرف إزالة الأتربة.

٢المعالجة الأولية

تعمل المعالجة الأولية على إزالة المواد الطافية والمواد القابلة للترسب بوقت معقول ومن مرافقها: خزانات الترسيب الأولية. وتستطيع خزانات الترسيب الأولية التخلص من ٥٠ % من الطلب الكيميائي الحيوي من الأكسجين، إضافة إلى ٦٠ % من المواد المستعلقة الكلية.

3- المعالجة الثانوية

تقوم المعالجة الثانوية على التخلص من معظم المواد العضوية بواسطة تحطيمها من قبل الجراثيم وغيرها من الكائنات الدقيقة أو بواسطة عمليات كيماوية. ويعتبر هذا النوع من المعالجة من أهم مراحل معالجة مياه الفضلات حيث تستطيع التخلص من ٨٥ % من الطلب الكيميائي الحيوي من الأكسجين و ٩٥ % من المواد الصلبة المستعلقة من المياه الداخلة إليها. وتُعَرِّف الوكالة الأمريكية لحماية البيئة EPA التنقية الثانوية بالمعالجة القادرة على تحقيق مياه خارجة بتركيز ٣٠: 30، BOD:TSS، أو كفاءة تخفيض ٨٥%.

4-المعالجة الثالثية

تستخدم المعالجة الثالثية للتخلص من الملوثات المتبقية من المعالجة الثانوية. وتشمل بذلك عمليات التخلص من النيتروجين والفسفور والمواد العالقة وغيرها. وتتألف مرافقها من وحدات معالجة فيزيائية وكيميائية وبيولوجية.

الیوم سنتحدث بالتفصیل عن المعالجه الثانویه

الهدف من المعالجة الثانویه او البیولوجیه

ﺗﻬدف المعالجة البيولوجية لمياه الفضلات إلى إزالة المواد الصلبة الغروانية الغير قابلة للترسب وتثبيت المادةالعضوية فيها. فعلى سبيل المثال ينحصر هدف المعالجة الرئيسي لمياه اﻟﻤﺠاري في تقليل محتواها العضوي من المواد الصلبة الذائبة والغروانية والمغذيات مثل النيتروجين والفسفور، بينما ينحصر هذا الهدف في المياه الصناعية في الإقلال من المواد العضوية وغير العضوية باعتبار أن قسما كبيرا منها ساما لكائنات المعالجة البيولوجية الدقيقة.

دور الكائنات الحية الدقيقة في المعالجة البیولوجیه

تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورًا أساسيًا في تخثير المواد الصلبة الذائبة والغروانية الغير قادرة على الترسب

وتثبيت المادة العضوية بيولوجيا. وهذا يؤدي بالتالي إلى تحويل هذه المواد إلى غازات وأنسجة خلوية جديدة للكائنات الحية الدقيقة. وبما أن هذه الأنسجة أكثر كثافة من الماء قليلا فإﻧﻬا تترسب بسهولة بفعل الجاذبية الأرضية، مخلفة وراءها الماء خاليا منها تقريبا.

عمليات المعالجة البيولوجية

تنقسم عمليات المعالجة البيولوجية إلى أربع مجموعات رئيسية، هي:

العمليات الهوائية؛ وعمليات النترتة اللاأكسجينية ؛(Anoxic Nitrification) والعمليات اللاهوائية؛ والعمليات الهوائية والنترتة اللاأكسجينية أو الهوائية واللاهوائية.

وتندرج تحت كل من هذه اﻟﻤﺠموعات تقسيمات أخرى حسب طبيعة النظام البيولوجي، مثل بيئة بيولوجية مستعلقة أو بيئة بيولوجية ملتصقة أو كليهما معًا.

ويتلخص عمل عمليات المعالجة هذه في:

( ١) إزالة المحتوى البيولوجي الكربوني في مياه الفضلات؛

( ٢) تحويل الأمونيا أو النيتروجين العضوي إلى النترات؛

( ٣) تحويل النترات إلى نيتروجين يتطاير إلى الجو (نزع النيتروجين)؛

( ٤) تحويل المادة العضوية في الحمأة الناتجة عن عمليات المعالجة الفيزيائية والبيولوجية إلى غازات وأنسجة خلوية (التثبيت).

أساسيات بسيطة في بيولوجيا الأحياء الدقيقة (المايكربيولوجي)

ينبغي لمصممي ومشغلي محطات المعالجة البيولوجية الإلمام، ولو بشكل بسيط، بأنواع وتراكيب الكائنات الحية الدقيقة وطريقة عملها حتى يتمكنوا من استغلالها بشكل فعّال في إزالة الملوثات.

تقع الكائنات الحية الدقيقة في ثلاثة ممالك رئيسية، هي: مملكة الأوليات ومملكة النبات، ومملكة الحيوان

تحتاج الكائنات الحية الدقيقة في تكاثرها وأثناء مزاولة وظائفها المعتادة إلى مصدر للطاقة ومصدر للكربون ومصدر للمغذيات غير العضوية كالنيتروجين والفسفور.
ومصدر آخر للعناصر النزرة مثل الكبريت والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم.

ويعتبر ثاني أكسيد الكربون والمادة العضوية من أكثر مصادر الكربون شيوعا للكائنات الحية الدقيقة. وتُسمى الكائنات التي يشكل ثاني أكسيد الكربون مصدر الكربون لها بالكائنات ذاتية التغذية.

أما تلك التي تشكل المادة العضوية مصدر الكربون لها فتسمى بالكائنات متنوعة التغذية. وتستمد الكائنات ذاتية التغذية طاقتها إما من الشمس ويطلق عليها حينئذ بالكائنات ذاتية التغذية واُلمخلقة ضوئيا، وإما من تفاعل أكسدة واختزال لمواد غير عضوية ويُطلق عليها حينئذ بالكائنات ذاتية التغذية واُلمخلقة كيميائيًا. بينما تستمد الكائنات متنوعة التغذية طاقتها من تفاعل أكسدة أو من تخمر مادة عضوية. وهنالك مسميات أخرى للكائنات الحية الدقيقة بحسب قدرﺗﻬا على استعمال الأكسجين.

فی هذا التحقیق سنتطرق الى احد اهم الانظمه البيولوجيه لمعالجة المياه و هو: أنظمة الوسط العالقنظام الحمأة المنشطة

أنظمة الوسط العالق- نظام الحمأة المنشطة

يوصف نظام الحمأة المنشطة بأنه نظام يقوم على خلط مياه الفضلات المنسابة إلى خزان التهوية مع الحمأة المنشطة المتواجدة فيه بصورة عالقة. ويطلق اصطلاحًا على السائل الناتج من عملية الخلط هذه بالسائل المختلط  ويمتاز هذا السائل في حالة المعالجة السليمة بلون يميل إلى اللون البني وبرائحة تشبه رائحة التربة غير العفنة. وتلعب الجراثيم الهوائية في هذا النظام مهمة تحطيم المادة العضوية الموجودة في مياه الفضلات وتحويلها هوائيا إلى ماء وثاني أكسيد الكربون وخلايا بكتيرية جديدة.

وتتهيأ البيئة الهوائية داخل الخزان بواسطة أنابيب نفث الهواء أو المهويات الميكانيكية والتي تقوم بالإضافة إلى ذلك بالإبقاء على استمرارية عملية الخلط. وبعد انقضاء فترة وجيزة من الخلط (4-8 ساعات) ينتقل السائل المختلط إلى حوض الترسيب الثانوي ﺑﻬدف فصل الجراثيم عنه عن طريق ترسبها. ثم يُعاد جزء من الجراثيم المترسبة،ويطلق عليها عادة بالحمأة المنشطة المسترجعة إلى حوض التهوية ثانية للمحافظة على أعداد ثابتة منها داخله ، ويلقى الباقي خارج النظام ليُعاد معالجته قبل التخلص النهائي منه. ويتوقف مستوى الجراثيم داخل خزان التهوية على كفاءة المعالجة المطلوبة وعوامل أخرى تتعلق بمعدلات نمو الجراثيم نفسها.

 تصميم مرافق فصل المواد الصلبة

وكما سبق شرحه، فإن مهمة خزان الترسيب الثانوي تنحصر في فصل الحمأة المنشطة من السائل المختلط.وتمثل هذه العملية المرحلة النهائية للحصول على دفيق جيد النقاوة وقليل المحتوى من الطلب الحيوي من الأكسجين والعوالق. وعلى الرغم أن الخزان الثانوي وخزان التهوية متشاﺑﻬان في التصميم؛
إلا أن الأول، ونتيجة لكثافة تركيز المواد الصلبة المتندفة، يحتاج إلى اعتبارات تصميمية خاصة، من بينها ما يلي:

١- سعي المواد الصلبة المترسبة في خزان الترسيب الثانوي إلى تشكيل طبقة في قاع الخزان متفاوتة السماكة.
ويمكن لهذه الطبقة عند التدفق الأقصى، ونتيجة لقصور مضخات استرجاع الحمأة أو تجاوز سعة الخزان، ملءالخزان بأكمله والفيضان من على هداراته.

٢- سعي السائل المختلط أثناء خروجه من خزان التهوية ودخوله إلى خزان الترسيب الثانوي إلى الجريان على شكل تيار كثيف.

لابد من ذكر ان احد اهم المعوقات التي يتعرض لها النظام هي: تضخم الحمأة

تضخم الحمأة

تُعّرف الحمأة المتضخمة بأﻧﻬا تلك التي تعاني من ضعف الخصائص الترسيبية والديناميكية. ويعود تضخم الحمأة إلى سببين، أولهما نمو الكائنات الحية الدقيقة الخيطية في الحمأة بدرجة كبيرة، وثانيهما انتفاخ الجراثيم، نتيجة امتلاءها بالماء إلى الدرجة التي تصبح فيها كثافتها منخفضة، مما يفقدها القدرة على الترسب. ومن أسباب تضخم الحمأة الشائعة :

١- خصائص المياه الفيزيائية والكيميائية، ٢- ومحددات تصميم محطة المعالجة، ٣- وكيفية تشغيل المحطة.

ولتفادي زيادة الحمل على مرافق المحطة المختلفة يجب التحقق من أن الماء المتروع من الحمأة أثناء عمليات معالجتها أو غيرها لا يعود إلى المحطة أثناء أوقات الدفق الهيدروليكي أو العضوي الأقصى. وكحلول مؤقتة اضطرارية لتضخم الحمأة نتيجة الكائنات الحية الدقيقة الخيطية، يمكن إضافة الكلورين أو بيروكسيد الهيدروجين لمياه الفضلات أو للحمأة المسترجعة.

سنستعرض في تحقيقاتنا القادمه اهم أنواع احواض  المعالجه البيولوجيه و المستخدمه بشكل شائع في معالجه مياه فضلات في العالم. تابعونا دائما

Related audio
الوعي البيئي
08:32 Minutes

الوعي البيئي| تأثير المناخ وتغيراته على البيئة

غزل إبراهيم

ان الحاجة تصبح ماسة للوعي البيئي عند ظهور مشكلة بيئية مثل التلوث وانتشار الأوبئة والآفات الزراعية و التلوثات البحرية كما انه معني بكل الأحداث المعاصرة التي تتمثل في التلوث بكل أشكاله، في البراري والبحار والأنهار والغابات.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

السلة