البضائع الجافة/تحليل شامل لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح

1طرق توليد مياه الصرف الصحي عالية الملح
1.1 مياه الصرف الصحي من عمليات استبدال مياه البحر
ما يسمى بديل مياه البحر يشير إلى الاستبدال المباشر لموارد المياه العذبة المستخدمة في بعض الحالات دون معالجة تحلية مياه البحر.

في الصناعة، يمكن استخدام مياه البحر على نطاق واسع كمياه تبريد الغلاية وتطبيقها في الصناعات مثل الطاقة الحرارية والطاقة النووية والبتروكيماويات والمعادن ومصانع الصلب.استهلاك المياه البحرية للتبريد في البلدان المتقدمة تجاوز 100 مليار متر مكعبفي الوقت الحالي، الاستخدام السنوي لمياه البحر في الصين هو أكثر من 6 مليارات متر مكعب.بدأت محطة توليد الطاقة في تشينغداو باستخدام مياه البحر كمياه تبريد صناعية في عام 1936 ولديها تاريخ أكثر من 60 عامافي الوقت الحاضر، تستخدم 12 شركة ساحلية في الصناعات الكهربائية والكيميائية والمنسوجة وغيرها من الصناعات في تشينغداو 837 مليون متر مكعب من مياه البحر سنوياً.يصل استهلاك مياه البحر السنوي في تيانجين إلى 1.8 مليار متر مكعب بالإضافة إلى أكثر من 70 شركة للطاقة الحرارية الساحلية والطاقة النووية والكيمياء والبتروكيماويات وغيرها مثل محطة تشينغداو للطاقة الحراريةمحطة هوانغداو للطاقة الحرارية ومحطة شنغهاي للبتروكيماويات العامة استخدمت مباشرة مياه البحر بطرق مختلفةبالنسبة للصناعات مثل الطباعة والصباغة ومواد البناء وإنتاج القلوية والطماطم ومعالجة المأكولات البحرية ، يمكن استخدام مياه البحر أيضًا كمياه الإنتاج الصناعي.

إمدادات المياه المنزلية الحضرية. في الحياة الحضرية، يمكن أن يحل ماء البحر محل المياه العذبة كمياه لغسل المراحيض. في الوقت الحاضر، يبلغ معدل اختراق غسل المياه البحرية في هونغ كونغ أكثر من 70٪،والخطة المستقبلية هي زيادة معدل الاختراق إلى 100%في بعض الوحدات في مدن مثل داليان، تيانجين، تشينغداو، يانتاي، الخ،هناك أيضا ممارسات لاستخدام مياه البحر لسحب المراحيض، ولكن النطاق صغير نسبيا.
1.2 مياه الصرف الصحي الصناعية
تنتج بعض الصناعات، مثل الطباعة والصباغة وصناعة الورق والصناعات الكيميائية والدوائية، مياه الصرف الصحي العضوية عالية المحتوى على الملح أثناء الإنتاج.
1.3 مياه الصرف الصحي الأخرى عالية الملوحة
مياه الصابورة للسفن
الحد من مياه الصرف الصحي الناتجة أثناء إنتاج المياه
مياه الصرف الصحي المنزلية الناتجة على السفن الكبيرة

مبدأ التثبيط للملوحات غير العضوية على الكائنات الدقيقة

2.1 مبدأ التثبيط

المواد السامة الرئيسية في مياه الصرف الصحي المالحة هي السموم غير العضوية ، وهي تركيزات عالية من الأملاح غير العضوية.

تأثير المواد السامة على معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية يرتبط بنوع وتركيز المواد السامة التي يمكن تقسيمها عموماً إلى ثلاث فئات:تأثير محفز، تأثير مثبط، وتأثير سام مع زيادة التركيز.

التأثير السام للملوحات غير العضوية ذات التركيز العالي على معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية هو بسبب زيادة الضغط الأوسموسي البيئي.الذي يدمر الغشاء الخلوي والأنزيمات داخل الكائنات الدقيقة، وبالتالي تعطيل أنشطتهم الفسيولوجية.

1 تنمو الكائنات الدقيقة بشكل جيد تحت الضغط التشعبي.بينما خلايا الدم الحمراء في محلول NaCl بكتلة 9g/L تحافظ على شكلها وحجمها، وتتنمو بشكل جيد عند الضغط التناضحي المنخفض (ρ (NaCl) = 0.1g/L) ، يتسلل عدد كبير من جزيئات الماء في المحلول إلى جسم الميكروبات، مما يتسبب في توسع الخلايا الميكروبيّة.وفي الحالات الشديدة3 تحت ضغط أوزموسي مرتفع (ρ (NaCl) = 200g/L) ، تتسلل كمية كبيرة من جزيئات الماء من الكائنات الحية الدقيقة إلى الفضاء الخارجي.يسبب انفصال جدار الخلايا

2.2 معدل بقاء الكائنات الدقيقة في المياه العذبة عند مستويات الملوحة المختلفة

الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في بيئات المياه العذبة أو هياكل معالجة المياه العذبة التي تم تطعيمها في بيئات عالية الملح لا تبقى على قيد الحياة إلا جزئيًا. هذا هو اختيار الملوحة للميكروبات الحية.يتم تعريف معدل بقاء الكائنات الدقيقة في المياه العذبة على أنه 100%، وعندما تتجاوز الملوحة 20g/L، فإن معدل البقاء على قيد الحياة أقل من 40٪.يُعتقد بشكل عام أنه لا يمكن استخدام الكائنات الدقيقة المختلفة في المياه العذبة للمعالجة..

5.4 إضافة المعارضين

التأثير المتعارض يشير إلى الحالة التي يتم فيها تقليل التأثير السام للسمم بسبب وجود أو زيادة مادة أخرى.

يمكن أن نرى من الشكل أن التأثير السام لمادة سامة واحدة ينخفض مع زيادة تركيز منخفض من مادة أخرى، وبعد الوصول إلى حالة جيدة،يتراجع معدل التفاعل مع زيادة مستمرة في تركيز المضاد.

في الوقت الحالي ، وجدت الأبحاث أن K له تأثير مضاد على Na ، مما يقلل من الآثار السامة لملوحات Na على الكائنات الحية الدقيقة.

قد يكون المبدأ الرئيسي هو وظيفة النقل العكسي Na + / K +. على الرغم من أن نمو البكتيريا يتطلب بيئة عالية من الصوديوم ، فإن تركيز Na داخل الخلية ليس مرتفعًا. على سبيل المثال ،مضخة البروتونات H+ التي تتوسطها البكتيريا الهالوفيلية لها وظيفة النقل العكسي Na+/K+، والذي لديه القدرة على امتصاص وتركيز K + و تفريغ Na + إلى خارج الخلية K + ، كمحلول متوافق ،يمكن أن ينظم الضغط التناضحي لتحقيق التوازن داخل الخلية وخارجها، مع تركيز يصل إلى 7mol / L، للحفاظ على نفس نشاط الماء داخل وخارج.والحشرات الأرخية الهالوفيلية تستخدم التراكم داخل الخلية لتركيزات عالية من K+ لمواجهة البيئة العازلة العالية خارج الخليةعلى سبيل المثال ، يمكن أن يحل ناقل Na + / K + العكسي في الخميرة الملح الزائد من الجسم ويحسن تحمل الملح

5.5 اختيار تكنولوجيا معالجة مناسبة

تؤثر تقنيات المعالجة المختلفة على نطاق تحمل الملح من الكائنات الحية الدقيقة. فيما يلي حدود تركيز NaCl في العديد من طرق المعالجة البيولوجية المبلغ عنها

معالجة الوحل

عملية الوحل النشط

المرشح البيولوجي

التطهير الذاتي

طريقة الأكسدة بالاتصال في مرحلتين

NaCI ((mg/L)

5000~10000

8000~9000

10000~40000

عشرة آلاف

25000 ~ 35000

من المعتقد عموماً أن تحمل الملح في عملية الفيلم الحيوي أكبر من معالجة الوحل المنشط المعلّق.إضافة قطعة متسامحة مع الملح يمكن أن تحسن إلى حد كبير نطاق تحمل الملح من القطاعات الهوائية اللاحقة.

متطلبات التصميم لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح
6.1 إضافة خزان لمراقبة الملوحة
التغيرات في الملوحة لها تأثير كبير على الأنظمة المستقرة ، والتي تظهر في انخفاض حاد في كفاءة المعالجة وفقدان كبير للطين.يجب إنشاء خزان تنظيم أثناء التصميم لضمان الاستقرار النسبي للملوحةيمكن تثبيت أجهزة مراقبة التوصيل في مدخل ومخرج بركة التنظيم لتعزيز التحكم عبر الإنترنت وتعزيز ردود الفعل للملوحة.منع صدمة الملح من التسبب في فشل نظام المعالجة.
6.2 تقليل حمولة الوحل
الملوحة تقلل من معدل التحلل الحيوي، وبالتالي يجب أن يكون الحمل التصميمية أقل نسبيا. وقد أظهرت العديد من الدراسات أن مؤشر الوحل ينخفض في بيئات عالية الملح،لذلك ليس هناك حاجة للقلق حول توسع الوحل الناجمة عن الحمل المنخفض.
6.3 زيادة تركيز الوحل
الحمأة عالية الملح المعالجة لديها ضعف التخثر وفقدان الحمأة الشديد. لذلك يجب ضمان تركيز الحمأة العالي في التصميم. وهذا هو أيضا وسيلة لتحسين كفاءة المعالجة.عند تصميم خزانات تركيز الوحل، يمكن ضمان تخزين خاد إضافي لتجديد الخاد بسرعة عندما يتم فقدانه.
6.4 زيادة وقت الاحتفاظ في خزان التوضيح
يؤثر محتوى الملح المرتفع على خصائص التخثر ، وبالتالي فإن وقت الإقامة الممتد مفيد لتسوس الوحل.
6.5 زيادة معدل التهوية
تتكيف الكائنات الدقيقة مع البيئات المملحة عالية من خلال زيادة معدلات التنفس الهوائي، مما يؤدي إلى استهلاك أكسجين إضافي أثناء التنفس.زيادة تركيز الأكسجين المذاب في الماء مفيدة لتمثيل الكائنات الدقيقةتوفير المتطلبات الفسيولوجية للتكيف مع بيئات عالية الملح.