وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) ، المفسر في اللغة المكتوبة ، يشير إلى متوسط وقت إقامة مياه الصرف الصحي داخل هيكل المعالجة. ببساطة ،يشير إلى الوقت الذي تستغرقه مياه الصرف الصحي لدخول ومغادرة منشأة معالجةطريقة الحساب المعتادة هي تقسيم الحجم الفعلي للبنية المعالجة بكمية مياه الصرف الصحي التي تدخل البنية لكل وحدة وقت.
على سبيل المثال، لنفترض أن بركة بحجم فعلي 1000 متر مكعب (m3) مصممة للتعامل مع 5000 متر مكعب يومياً (m3/d) من الماء. يتم حساب HRT على النحو التالي:مدة الإقامة 4.8 ساعات هو وقت الاحتفاظ الهيدروليكي لذا عند بناء الهياكل يجب أن نأخذ بعين الاعتبار كاملة قدرة المعالجة اليوميةوالمتطلبات التي يجب تحقيقها بعد المعالجةتحدد قدرة المعالجة حجم جسم البركة. وتؤثر تركيز الملوثات على الوقت والظروف المطلوبة للتفاعل.قد تتطلب التركيزات العالية أوقات رد فعل أطول أو عمليات معالجة أكثر تعقيداً، والتي تتطلب أحجام أكبر من الخزان أو مزيد من الارتباط الفعال والتهوية وغيرها من المرافق لضمان رد فعل كاف.مؤشرات نوعية المياه المختلفة للمياه الصرفية تحدد عملية المعالجة المختارة ومعلمات تصميم الخزان، مثل وقت الاحتفاظ الهيدروليكي، وحمل الوحل، وما إلى ذلك. بالطبع، في الإنتاج الفعلي والتشغيل، ويتأثر وقت الاحتفاظ الهيدروليكي أيضا من قبل العديد من العوامل الأخرى.جودة وكمية المياه الواردة، وكذلك التغيرات الموسمية في درجة الحرارة.
تأثير درجة الحرارة على HRT: يمكن أن تؤثر درجة الحرارة على نشاط الكائنات الحية الدقيقة. عند درجات الحرارة المنخفضة ، ينخفض معدل الأيض في الكائنات الحية الدقيقة ،ربما إلى أقل من 50% من نشاطهم الصيفي، مما يؤدي إلى زيادة ضرورية في HRT بنحو 1.5 مرة للحفاظ على نفس كفاءة العلاج.تأثير جودة المياه المتدفقة على وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) يتطلب HRT أطول للملوثات عالية التركيز لضمان وقت تكسر بيولوجي كاف. تُؤثر نسبة المغذيات غير المتوازنة (C: N: P) على HRT ، والتي يمكن أن تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة وتؤثر على كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال ، انخفاض C:يمكن أن تحد نسبة N من عملية التنيتر وتتطلب تعويضًا عن طريق زيادة HRT لضمان إزالة النيتروجين الفعالةتأثير الـ pH على HRT: نطاق مناسب من الـ pH يمكن أن يعزز النشاط الأيضائي الميكروبي ويقلل من الـ HRT المطلوب.قيمة الحموضة غير المناسبة ستقلل من النشاط الميكروبي وتزيد من متطلبات HRTعلى سبيل المثال، يمكن أن يزيد تعديل قيمة الحموضة من 7.5 إلى 6.5 من HRT لعملية التنيتر بنحو 20٪ لأن البكتيريا التنيتر أكثر حساسية لتغيرات الحموضة.يؤدي تأثير المواد السامة على العلاج بالهرمونات إلى زيادة الطلب على العلاج بالهرمونات بسبب وجود المعادن الثقيلة أو المركبات العضوية السامة، والتي يمكن أن تمنع النشاط الميكروبي.
لذا ما هو تأثير وقت الاحتفاظ الهيدروليكي على عملية لدينا.
أولاً، دعونا نقوم بإدراج العديد من الآثار المحتملة لتقليل فترة العلاج بالهرمونات: أ. تأثير المعالجة السيئ: الوقت غير الكافي لمفاعلة مياه الصرف الصحي مع الكائنات الحية الدقيقة،مما يؤدي إلى عدم كفاية إزالة الملوثات مثل المواد العضوية، النيتروجين والفوسفور، وصعوبة الامتثال لمعايير جودة المياه الصالحة للصرف.
ب - تقييد نمو الميكروبات: لا تملك الكائنات الحية الدقيقة وقتًا كافًا لاستيعاب المواد الغذائية والمشاركة في الأنشطة الأيضية ، مما قد يؤثر على نموها وتكاثرها.مما يقلل من النشاط البيولوجي واستقرار نظام المعالجة. ج. صعوبة في تطوير الوحل: لا يؤدي إلى تطوير وتكيف المجتمعات الميكروبية،ومن الصعب تشكيل مجتمعات ميكروبية مهيمنة قادرة على التكيف مع نوعية المياه المحددةمقاومة الضربات الضعيفة: تقليل قدرة نظام المعالجة على التعامل مع التقلبات في جودة المياه الواردة والكمية، مما يجعلها عرضة للعمل غير المستقر.زيادة عبء المعالجة اللاحقة: بسبب عدم كفاية المعالجة المسبقة ، تدخل المزيد من الملوثات إلى وحدة المعالجة التالية ، مما يزيد من صعوبة وتكلفة المعالجة اللاحقة.لا يؤدي إلى تكوين وثبات الأفلام الحيوية: بالنسبة لعملية المعالجة باستخدام طريقة الفيلم الحيوي ، قد لا يسمح وقت الاحتفاظ الهيدروليكي القصير جدًا للفيلم الحيوي بالنمو والنضج بالكامل ، مما يؤثر على تأثير المعالجة.التأثير على التفاعلات الكيميائية: إذا كانت هناك خطوة لإضافة العوامل الكيميائية للتعليم ، فقد يؤدي وقت الاحتفاظ الهيدروليكي القصير جدًا إلى خلط غير متساو للعوامل مع مياه الصرف الصحي ، وعدم كفاية التفاعل ،و انخفاض فعالية العواملوالآثار المحتملة للعلاج بالهرمون
a. النمو المفرط للميكروبات الحية في النظام، قد يؤدي التدريب الممتد إلى شيخوخة الوحل وتوسعه، ويقلل من أداء ترسب الوحل.وزيادة تركيز المواد الصلبة المتعلقة بالنفايات (SS)تشير العلاقة بين عمر الوحل (SRT) ووقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) إلى أن SRT يجب أن يكون 2-3 مرات على الأقل من HRT للحفاظ على نشاط الوحل.تمديد قصير لفترة الاحتفاظ الهيدروليكية عادة لا يسبب آثار سلبية كبيرة، لأن نظام المعالجة لديه قدرة معينة على التخزين والتكيف.من السهل أن يسبب التهوية المفرطة. يستهلك المزيد من الكهرباء ويزيد من تكاليف التشغيل. تخفيف بنية الطحالب من الوحل لا يؤدي إلى معالجة الرواسب اللاحقة.زيادة تكاليف البنية التحتية والتشغيل قد تتطلب بناء خزانات معالجة أكبر سعة لتحقيق أوقات الاحتفاظ الهيدروليكية الطويلة للغاية، وبالتالي زيادة استثمارات البنية التحتية.
c. يمكن أن يؤدي عدم التوازن الغذائي إلى استهلاك مفرط للمواد الغذائية في مياه الصرف الصحي، مما يؤدي إلى عدم التوازن في نسبة المواد الغذائية اللازمة لنمو الميكروبات،الذي لا يؤدي إلى عملية الأيض الطبيعية وتكاثر الكائنات الدقيقةمناقشة تأثير وقت الاحتفاظ الهيدروليكي على العملية
وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) ، المفسر في اللغة المكتوبة ، يشير إلى متوسط وقت إقامة مياه الصرف الصحي داخل هيكل المعالجة. ببساطة ،يشير إلى الوقت الذي تستغرقه مياه الصرف الصحي لدخول ومغادرة منشأة معالجةطريقة الحساب المعتادة هي تقسيم الحجم الفعلي للبنية المعالجة بكمية مياه الصرف الصحي التي تدخل البنية لكل وحدة وقت.افترض أن حوضًا بحجم فعلي يبلغ 1000 متر مكعب (م 3) مصمم للتعامل مع 5000 متر مكعب يوميًا (م 3 / يوم) من الماءيتم حساب HRT على النحو التالي: وقت الإقامة 4.8 ساعة هو وقت الاحتفاظ الهيدروليكي. لذلك عند بناء الهياكل يجب أن نأخذ بعين الاعتبار تماما القدرة اليومية المعالجة،تركيز الملوثات، والمتطلبات التي يجب تحقيقها بعد المعالجة.تركيز الملوثات يؤثر على الوقت والظروف المطلوبة للتفاعلقد تتطلب التركيزات العالية أوقات تفاعل أطول أو عمليات معالجة أكثر تعقيداً والتي تتطلب أحجام أكبر في الخزان أو مزج أكثر فعالية ، والتهوية ،ومرافق أخرى لضمان رد فعل كاف- المؤشرات المختلفة لجودة المياه من الصرف الصحي تحدد عملية المعالجة المختارة والمعايير التصميمية للخزان، مثل وقت الاحتفاظ الهيدروليكي، حمولة الوحل، الخ.في الإنتاج الفعلي والتشغيل، يؤثر وقت الاحتفاظ الهيدروليكي أيضا على العديد من العوامل الأخرى. على سبيل المثال، نوعية وكمية المياه الواردة، فضلا عن تغيرات درجة الحرارة الموسمية.تأثير درجة الحرارة على HRT: يمكن أن تؤثر درجة الحرارة على نشاط الكائنات الحية الدقيقة. عند درجات الحرارة المنخفضة، ينخفض معدل الأيض من الكائنات الحية الدقيقة، وربما إلى أقل من 50٪ من نشاطها الصيفي،مما يؤدي إلى زيادة ضرورية في HRT بنحو 1.5 مرات للحفاظ على نفس كفاءة المعالجةتأثير جودة المياه المتدفقة على وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) يتطلب HRT أطول للملوثات عالية التركيز لضمان وقت تكسر بيولوجي كاف. تُؤثر نسبة المغذيات غير المتوازنة (C: N: P) على HRT ، والتي يمكن أن تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة وتؤثر على كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال ، انخفاض C:يمكن أن تحد نسبة N من عملية التنيتر وتتطلب تعويضًا عن طريق زيادة HRT لضمان إزالة النيتروجين الفعالةتأثير الـ pH على HRT: نطاق مناسب من الـ pH يمكن أن يعزز النشاط الأيضائي الميكروبي ويقلل من الـ HRT المطلوب.قيمة الحموضة غير المناسبة ستقلل من النشاط الميكروبي وتزيد من متطلبات HRTعلى سبيل المثال، يمكن أن يزيد تعديل قيمة الحموضة من 7.5 إلى 6.5 من HRT لعملية التنيتر بنحو 20٪ لأن البكتيريا التنيتر أكثر حساسية لتغيرات الحموضة.يؤدي تأثير المواد السامة على العلاج بالهرمونات إلى زيادة الطلب على العلاج بالهرمونات بسبب وجود المعادن الثقيلة أو المركبات العضوية السامةإذاً ما هو تأثير وقت الاحتفاظ الهيدروليكي على عمليتنا؟
أولاً، دعونا نقوم بإدراج العديد من الآثار المحتملة لتقليل فترة العلاج بالهرمونات: أ. تأثير المعالجة السيئ: الوقت غير الكافي لمفاعلة مياه الصرف الصحي مع الكائنات الحية الدقيقة،مما يؤدي إلى عدم كفاية إزالة الملوثات مثل المواد العضوية، النيتروجين والفوسفور، وصعوبة الامتثال لمعايير جودة المياه الصالحة للصرف.
ب - تقييد نمو الميكروبات: لا تملك الكائنات الحية الدقيقة وقتًا كافًا لاستيعاب المواد الغذائية والمشاركة في الأنشطة الأيضية ، مما قد يؤثر على نموها وتكاثرها.مما يقلل من النشاط البيولوجي واستقرار نظام المعالجة. ج. صعوبة في تطوير الوحل: لا يؤدي إلى تطوير وتكيف المجتمعات الميكروبية،ومن الصعب تشكيل مجتمعات ميكروبية مهيمنة قادرة على التكيف مع نوعية المياه المحددةمقاومة الضربات الضعيفة: تقليل قدرة نظام المعالجة على التعامل مع التقلبات في جودة المياه الواردة والكمية، مما يجعلها عرضة للعمل غير المستقر.زيادة عبء المعالجة اللاحقة: بسبب عدم كفاية المعالجة المسبقة ، تدخل المزيد من الملوثات إلى وحدة المعالجة التالية ، مما يزيد من صعوبة وتكلفة المعالجة اللاحقة.لا يؤدي إلى تكوين وثبات الأفلام الحيوية: بالنسبة لعملية المعالجة باستخدام طريقة الفيلم الحيوي ، قد لا يسمح وقت الاحتفاظ الهيدروليكي القصير جدًا للفيلم الحيوي بالنمو والنضج بالكامل ، مما يؤثر على تأثير المعالجة.التأثير على التفاعلات الكيميائية: إذا كانت هناك خطوة لإضافة العوامل الكيميائية للتعليم ، فقد يؤدي وقت الاحتفاظ الهيدروليكي القصير جدًا إلى خلط غير متساو للعوامل مع مياه الصرف الصحي ، وعدم كفاية التفاعل ،و انخفاض فعالية العواملوالآثار المحتملة للعلاج بالهرمون
a. النمو المفرط للميكروبات الحية في النظام، قد يؤدي التدريب الممتد إلى شيخوخة الوحل وتوسعه، ويقلل من أداء ترسب الوحل.وزيادة تركيز المواد الصلبة المتعلقة بالنفايات (SS)تشير العلاقة بين عمر الوحل (SRT) ووقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) إلى أن SRT يجب أن يكون 2-3 مرات على الأقل من HRT للحفاظ على نشاط الوحل.تمديد قصير لفترة الاحتفاظ الهيدروليكية عادة لا يسبب آثار سلبية كبيرة، لأن نظام المعالجة لديه قدرة معينة على التخزين والتكيف.من السهل أن يسبب التهوية المفرطة• استهلاك المزيد من الكهرباء وزيادة تكاليف التشغيل.
ج. زيادة تكاليف البنية التحتية والتشغيل قد تتطلب بناء خزانات معالجة ذات سعة أكبر لتحقيق أوقات احتجاز هيدروليكية طويلة بشكل مفرط.وبالتالي زيادة استثمارات البنية التحتيةوهذا يعني أيضا ارتفاع استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة.
c. يمكن أن يؤدي عدم التوازن الغذائي إلى استهلاك مفرط للمواد الغذائية في مياه الصرف الصحي، مما يؤدي إلى عدم التوازن في نسبة المواد الغذائية اللازمة لنمو الميكروبات،الذي لا يؤدي إلى عملية الأيض الطبيعية وتكاثر الكائنات الدقيقة.
(د) تتعطل البيئة اللاهوائية: إذا كان وقت الإقامة طويلًا جدًا ، فقد تتلاشى المنطقة التي كان ينبغي أن تكون في بيئة الاهوائية مع الأكسجين.تؤثر على عملية إطلاق الفوسفور من بكتيريا التراكم البوليفوسفاتية وتقلل من كفاءة إزالة الفوسفورقد يؤدي أيضا إلى نمو مفرط من الكائنات الحية الدقيقة الأخرى، تنافس مع البكتيريا تتراكم البوليفوسفات للحصول على المواد الغذائية المحدودة والمساحة المعيشية،يؤثر على نمو وتمثيل البكتيريا المتراكمة البوليفوسفات، وبالتالي تتداخل مع كفاءة إزالة الفوسفور.يمكن أن يؤدي التخمير اللاهوائي لفترة طويلة من الوحل المتواضع إلى إنتاج الميثان وغازات أخرى، مما يتسبب في طوف الطين وتؤثر على تأثير الرواسب.قد يؤدي وقت الاحتفاظ الهيدروليكي الطويل إلى تفكك العوامل أو تفاعلها مع مواد أخرى، مما يؤدي إلى فشل وتأثير تأثير هطول الأمطار.
عادةً ما نستخدم طرقًا لتمديد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي. تقليل كمية المياه المعالجة: هذا نهج أكثر مباشرة ، لكنه قد يؤثر على كفاءة ومدى المعالجة.زيادة حجم خزان التفاعل: من خلال توسيع أو تجديد خزان التفاعل لزيادة حجمه الفعلي ، يمكن تمديد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي. من خلال تغيير نمط التدفق داخل المفاعل ،مثل استخدام تصميم على شكل U أو متعدد الغرف، يمكن زيادة مسار تدفق مياه الصرف الصحي داخل المفاعل ، وبالتالي تمديد HRT.خفض معدل تدفق المدخل أو الخروج يمكن أيضا تحقيق تمديد وقت الاحتفاظ الهيدروليكيعندما يتم تمديد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي عن طريق التحكم في معدل التدفق الخارجي للحد من، إذا ظل معدل التدفق ثابت، فإنه سيؤدي إلى ارتفاع مستوى السائل في البركة.هذا يتطلب مستوى معين من سعة الخزانإذا كانت سعة الخزان صغيرة جدًا ، فقد يسبب ارتفاع مستوى السائل سلسلة من المشاكل ، مثل زيادة خطر الإفراط والتأثير على التشغيل الطبيعي لنظام المعالجة.وهناك أيضا طرق لزيادة وقت الاحتفاظ الهيدروليكي في فترة قصيرة من الزمن عن طريق ضبط نسبة ارتداد، ولكن هذا غالبا ما يؤدي إلى مشاكل أخرى.
تمديد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي ضمن نطاق معقول عادة ما يكون مفيدًا لإزالة الملوثات.هذا يمكن أن يسمح للمياه الصحيّة أن يكون لها وقت اتصال وتفاعل أكثر كفاية مع الكائنات الدقيقة، والمواد الكيميائية، وما إلى ذلك، مما يساعد على تحسين تدهور المادة العضوية وكفاءة إزالة النيتروجين والفوسفور.وقت الاحتفاظ الهيدروليكي أطول يمكن أن يزيد من فرص تفكيكهافي عملية إزالة النيتروجين والفوسفور البيولوجي ، يمكن أن يوفر أيضًا ظروفًا أكثر ملاءمة لنمو وتمثيل الكائنات الحية الدقيقة ،وبالتالي تحسين كفاءة إزالة النيتروجين والفوسفوروقت الاحتفاظ الهيدروليكي لجسم الخزان في النطاق المشترك: الخزان الجهازي: 1-2 ساعة خزان الترسب التخثر 1.5-3 ساعات خزان غير أكسيدية: 2-4 ساعات خزان تنظيم: 4-24 ساعة
حمام التطهير: 0.5-2 ساعات.
مرشح الألياف: 0.5-1 ساعة خزان هوائي: 4-8 ساعات خزان الحموضة: 4-6 ساعات خزان الرواسب: ما بين 30 ثانية و 2 دقيقة. البيانات المذكورة أعلاه هي مجرد مرجع تقريب.يجب تعديل HRT الفعلي وفقًا لخصائص مياه الصرف الصحي الخاصة، أهداف معالجة المياه والظروف البيئية، وينبغي الإشارة إلى المعايير الوطنية والمحلية ذات الصلة.يجب أن تعتمد التحسينات على الظروف الفعليةتجدر الإشارة إلى أن هذه الأوقات هي قيم إرشادية نظرية وقد تحتاج إلى تعديل وفقاً للظروف الفعلية في العمليات العملية.
