"الاستراتيجيات [البصيرة] وحلول النظام لتحسين الأداء السيئ لاستقرار الحمأة" "

في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي ، تستخدم طريقة الحمأة المنشطة على نطاق واسع بسبب كفاءتها العالية وفعالية التكلفة. يحدد أداء تسوية الحمأة المنشطة مباشرة كفاءة الفصل الصلبة السائلة لخزانات الترسيب الثانوية ، مما يؤثر على استقرار جودة النفايات السائلة. عندما يكون أداء تسوية الحمأة المنشطة ضعيفًا ، غالبًا ما يتجلى كزيادة غير طبيعية في مؤشر حجم الحمأة (SVI) ، والحمأة التي يتجول في خزانات الترسيب الثانوية ، والحمأة العائمة ، والمواد الصلبة المفرطة المعلقة (SS) في النفايات السائلة. إذا لم يتم تناولها على الفور ، فقد يؤدي ذلك إلى شلل نظام معالجة مياه الصرف الصحي بأكمله. ستبدأ هذه المقالة بتحليل لأسباب ضعف أداء الحمأة المنشطة ، وتوضيح بشكل منهجي على تدابير الاسترداد المستهدفة ، واقتراح استراتيجيات وقائية طويلة الأجل لتوفير المراجع التقنية للتشغيل المستقر لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي.

`` `` تحليل الأسباب الأساسية لضعف الأداء المستقر في الحمأة المنشطة `` `

السبب الجذري لضعف أداء التسوية في الحمأة المنشطة هو بنية التلبد غير الطبيعية للحمأة أو اختلاف الكثافة المنخفض بين الحمأة والماء ، مما يمنع التسوية الفعالة في خزان الترسيب الثانوي. استنادًا إلى الممارسة الهندسية ، يمكن تصنيف الأسباب الأساسية إلى ثلاثة أنواع رئيسية: العوامل البيولوجية ، والعوامل التشغيلية ، والعوامل البيئية ، على النحو المفصل أدناه

(1) العوامل البيولوجية: خلل المجتمع الميكروبي

العوامل البيولوجية هي السبب الأكثر شيوعًا لسوء استقرار الحمأة ، المرتبطة في المقام الأول بالأنواع الميكروبية والكمية والحالة التمثيلية ، مع انتفاخ خيطي وغير متزايد من الأمثلة النموذجية.

floc blowking: تكاثر مفرط للبكتيريا الخيطية في الحمأة المنشطة ، حيث تتشابك خيوطها لتشكيل بنية floc فضفاضة ، مما يعيق فصل المياه. تشمل الأسباب الشائعة:

الخلل في نسبة المؤثرة من الكربون إلى النيتروجين (C/N) ، مثل مصادر الكربون المفرطة (على سبيل المثال ، مياه الصرف الصحي الكربوهيدرات عالية التركيز) أو عدم كفاية المغذيات النيتروجين/الفوسفور ، يؤدي إلى ميزة تنافسية معززة للبكتيريا الخيطية ؛

تركيز الأكسجين المذاب (DO) منخفض جدًا (عادةً <2mg/l) ، خاصة في المناطق التي تعاني من نقص الأكسجين المترجمة في خزان التهوية. تشعرت البكتيريا الخيطية (مثل nocardia و thiothrix) في بيئات الأكسجين المنخفضة وتتكاثر على نطاق واسع ؛

يحتوي المؤثر على مواد مثبطة (مثل المعادن الثقيلة والمركبات العضوية السامة) ، والتي تقمع نمو البكتيريا الطبيعية. البكتيريا الخيطية ، كونها أكثر مقاومة للسمية ، تهيمن تدريجيا.

2. الفخامة الخيطية: المعروف أيضًا باسم blaking اللزج ، تصبح الحمأة فضفاضة ولزجة بسبب امتصاص كمية كبيرة من الماء ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في سرعة التسوية. تشمل الأسباب الرئيسية:

-تركيز المادة العضوية في التأثير مرتفع للغاية (مثل COD> 3000mg/L) ، مما يؤدي إلى تكاثر الميكروبات المفرط وعدم كفاية التكوين للهياكل المدمجة في FLOCs ؛

-إذا كان عمر الحمأة (SRT) طويلًا جدًا ، فإن الكائنات الحية الدقيقة ستدخل فترة التراجع ، وسيؤدي الإفراز المفرط للمواد البوليمرية خارج الخلية (EPS) إلى تعزيز الماء من FLOCs ؛

-عملية إزالة النترج غير طبيعية ، ويتم تقليل النترات في خزان الترسيب الثانوي إلى غاز النيتروجين في ظل الظروف اللاهوائية. تعلق الفقاعات على flocs الحمأة ، مما تسبب لها في التعويم.

（2） العوامل التشغيلية: انحراف معلمات التحكم في العملية

يمكن للسيطرة غير السليمة على معلمات التشغيل في أنظمة معالجة الصرف الصحي تعطيل البيئة التمثيلية الطبيعية للحمأة المنشطة وتسبب مشاكل في الترسيب.

-نظام التهوية غير الطبيعي: يؤدي التهوية غير المتكافئة إلى تقلبات مفرطة في تركيز DO في خزان التهوية (البيروكسيد المحلي أو نقص الأكسجة) ، أو شدة التهوية العالية (مثل نسبة المياه المائية> 15: 1) ، والتي تنهار حميات الحمأة وتشكل جزيئات صغيرة ؛

-التحكم في نسبة الارتجاع: نسبة ارتداد الحمأة منخفضة للغاية (عادة أقل من 50 ٪) ، مما يؤدي إلى عدم كفاية تركيز الحمأة (MLSS) في خزان التهوية وصعوبة في تكوين FLOC ؛ إذا كانت نسبة الجزر مرتفعة للغاية (> 150 ٪) ، فقد تجلب الحمأة السائبة التي لم تستقر في خزان الترسيب الثانوي إلى خزان التهوية ، مما يؤدي إلى تفاقم تدهور الترسيب ؛

-تفريغ الحمأة المغطاة: يؤدي عدم كفاية الحمأة المتبقية إلى عمر الحمأة المفرطة ، وشيخوخة الحمأة ، أو تفكك ، أو MLSs العالية (> 5000 ملغ/لتر) ، مما يؤدي إلى زيادة لزوجة خليط مياه الحمأة في خزان التهوية وزيادة مقاومة التسوية.

（3） العوامل البيئية: التغييرات المفاجئة في جودة مياه التدفق والظروف الخارجية

يمكن أن تؤدي التغييرات المفاجئة في البيئة الخارجية أو جودة المياه الواردة التي تتجاوز القدرة على التكيف مع الحمأة المنشطة بسهولة إلى مشاكل في الترسيب.

-القوانين في جودة المياه المؤثرة: مثل الزيادات المفاجئة (> 9) أو قطرات (<6) في درجة الحموضة المؤثرة ، والتي يمكن أن تلحق الضرر ببنية جدران الخلايا الميكروبية وتؤدي إلى تفكك الحمأة المنشطة ؛ يمكن أن تؤثر التغيرات المفاجئة في درجة حرارة الماء في مدخل (مثل اختلاف درجة الحرارة> 5 ℃/D) على معدل الأيض الميكروبي ، وخاصة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة (<15 ℃) ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من معدل تسوية الحمأة ؛

-الحمل المؤقت: في فترة زمنية قصيرة من الزمن ، تدخل كمية كبيرة من تركيز المياه العادمة (مثل التفريغ المتقطع لمياه الصرف الصناعية) إلى النظام ، أو أن المواد الصلبة المعلقة (SS) في التأثير مرتفعة للغاية (مثل> 500 ملغ/لتر) ، ولا يمكن أن يتم تنشيط الحمأة بشكل جيد أو تميل إلى التضمين " انخفاض في أداء الترسيب ؛

-بيئة تشغيل غير طبيعية لخزان الترسيب الثانوي: مثل توزيع المياه غير المتكافئ في مدخل خزان الترسيب الثانوي ، وسرعة التدفق المحلي العالي (> 0.5 م/ساعة) ، وتآكل طبقة الحمأة ؛ يمكن أن يؤدي التراكم المفرط للحمأة في خزان الترسيب الثانوي (بسمك طبقة الرواسب أكبر من 0.5 متر) إلى تحلل اللاهوائي للحمأة ، مما ينتج غازات مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين ، الذي يحمل الحمأة حتى السطح.

2 、 تدابير الاسترداد المستهدفة لضعف تسوية الحمأة المنشطة

استجابة لمشاكل التسوية الناتجة عن أسباب مختلفة ، من الضروري تبني نهج "تعديل سياسة تصنيف التشخيص الدقيق" ، وتنفيذ مقاييس الاسترداد على مراحل ، وتجنب التشغيل الأعمى الذي يزيد من تدهور النظام.

（1） تدخل في حالات الطوارئ: يخفف بسرعة من الاتجاه المتفاقم للتسوية

عندما يكون ترسيب الحمأة المنشطة سيئًا ويتجاوز SS السائل المعيار (مثل> 30 ملغ/لتر) أو الحمأة في خزان الترسيب الثانوي تنجرف بشدة ، يجب اتخاذ تدابير الطوارئ أولاً للتحكم في التلوث وخلق ظروف لاستعادة لاحقة.

1. تعزيز فصل الطين والماء:

-مضغوطة مضغوطة غير عضوية (مثل كلوريد polyaluminum (PAC) والكبريتات الحديدية) إلى خزان التهوية أو خزان الترسيب الثانوي ، مع تعديل الجرعة وفقًا لتركيز الحمأة (عادةً 50-200 ملغ/لتر) ، لتعزيز تجلط الدم من الحماخ وزيادة معدل الترطبات ؛

-إذا كانت لزوجة الحمأة مرتفعة للغاية ، يمكن إضافة تخثر خامل (مثل الرماد المتطاير والأرض الدياتومي) بجرعة 5 ٪ -10 ٪ من MLSS لتعزيز كثافة Floc وتقليل امتصاص الماء ؛

-تقليل حمولة التدفق ، والتحكم في الحمل الحجمي COD أقل من 0.3-0.5 كجم COD/(KGMLSS · D) ، وتقليل الضغط الأيضي الميكروبي ، وتجنب المزيد من تخفيف FLOCs.

2. تحسين تشغيل خزان الترسيب الثانوي:

-Suspend أو تقليل ارتداد الحمأة ، انتظر الحمأة في خزان الترسيب الثانوي لتستقر بالكامل (عادة 1-2 ساعات) ، ثم تفريغ السائل العلوي الصافي لتجنب الدورة الدموية الفضفاضة ؛

-إذا كان هناك إزالة النتروجين في خزان الترسيب الثانوي ، يمكن إضافة كمية صغيرة من التهوية إلى الخزان (مثل فتح جهاز التهوية السفلية) للحفاظ على تركيز DO من 1-2mg/L وتثبيط تفاعل النتروجين ؛

-قم بتوضيح الحمأة المتراكمة في خزان الترسيب الثانوي وتفريغ الحمأة المتقدمة في أسفل الخزان من خلال مضخة تصريف الحمأة لتجنب التحلل اللاهوائي الذي يؤثر على أداء الحمأة الكلية.

（2） تعديل النظام: استهداف علاج أداء الحمأة بناءً على أسبابه

بعد تدابير الطوارئ للتحكم في التلوث ، من الضروري ضبط معلمات العملية وفقًا للأسباب واستعادة الأداء المتساقط للحمأة المنشطة بشكل أساسي.

1. تدابير الاسترداد للتوسع البكتيري الخيطي

إمدادات المغذيات المتوازنة: تحقق من نسبة C/N/P المؤثرة. إذا كان النيتروجين/الفوسفور غير كافٍ ، فأضف اليوريا (مصدر النيتروجين) أو فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم (مصدر الفوسفور) إلى خزان التهوية للتحكم في نسبة C/N في 10-15: 1 و C/P في 50-100: 1 ، مما يعزز القدرة على التنافسية للبكتيريا الصخرية ؛

-تركيز الأكسجين المذاب: اضبط نظام التهوية للتأكد من أن تركيز DO في خزان التهوية يظل مستقرًا عند 2-4 ملغ/لتر ، وخاصة في زوايا الخزان والمناطق ذات التهوية المعطلة. من الضروري صيانة أو إضافة نقاط التهوية في الوقت المناسب للقضاء على مناطق نقص الأكسجين المحلية ؛

-سن الحمأة الشتورتين: زيادة كمية تصريف الحمأة الزائدة ، والتحكم في عمر الحمأة في 5-8 أيام (تم تعديلها وفقًا لدرجة حرارة الماء ، ويمكن تمديدها بشكل مناسب إلى 10 أيام في درجات حرارة منخفضة) ، وتقليل عدد البكتيريا الخيطية من خلال "تأثير الغسيل" -البكتيريا الخيطية لها دورة نمو أطول ، ويمكن لسن البلعمة القصيرة أن تدينها ؛

-عوامل مضادة للبكتيريا مضادة (استخدام بحذر): إذا كانت البكتيريا الخيطية (مثل البكتيريا المنتجة للكبريتات) تتكاثر بأعداد كبيرة ، فيمكن إضافة كمية صغيرة من الأكسدة القائمة على الكلول راقب عن كثب لتجنب التثبيط المفرط.

2. تدابير الاسترداد للتوسع البكتيري غير الخيطي

-مراقبة تركيز المادة العضوية في التأثير: عن طريق ضبط الصمام المؤثر أو إنشاء خزان تجانس ، يمكن التحكم في COD من المؤثر في خزان التهوية في حدود 1000-2000 ملغ/لتر. إذا كان التركيز المؤثر مرتفعًا جدًا ، فيمكن استخدام طرق مثل التحويل والتخفيف لتقليل الحمل ؛

-تحسين عمر الحمأة والتفريغ: إذا كان عمر الحمأة طويلًا جدًا ، فزود تصريف الحمأة الزائدة ، والتحكم في MLSs في 3000-4000mg/L ، وضبط عمر الحمأة إلى 8-12 يومًا ، وتعزيز التمثيل الغذائي الطبيعي للميكروبات ، وتقليل إفراز EPS ؛

-التهوية والتحريك: زيادة شدة التهوية بشكل مناسب (نسبة الماء في الهواء 12-15: 1) ، وتعزيز تأثير خلط الطين والماء ، وتجنب الطوائف من امتصاص الكثير من الماء بسبب الوقوف ، ولكن من الضروري تجنب التهوية المفرطة التي تحطم flocs.

3. تدابير الاسترداد للعوامل التشغيلية/البيئية

-نظام التهوية المستقرة: تفقد الأهوية بانتظام (مثل فترات الهوية الغشائية والأنابيب المثقبة) ، واستبدال الأجزاء التالفة ، وضمان تهوية موحدة ؛ ضبط الوقت الحقيقي لمعدل التهوية من خلال جهاز المراقبة عبر الإنترنت لتجنب التقلبات ؛

-تحسين نسبة الارتداد: استنادًا إلى MLSS وظروف الترسيب في خزان الترسيب الثانوي ، تحكم في نسبة الجزر بنسبة 70 ٪ -100 ٪ للتأكد من أن MLSs من خزان التهوية مستقرة عند 3000-4000 ملغ/l ، مع تجنب تجنب طبقة الحماخ في خزان الترسبات الثانوية ؛

-قم بتعديل معلمات بيئة ماء المدخل: إذا كان الرقم الهيدروجيني من ماء المدخل غير طبيعي ، فأضف الحمض (مثل حمض الكبريتيك) أو القلويات (مثل هيدروكسيد الصوديوم) إلى الخزان المنظم للسيطرة على الرقم الهيدروجيني بين 6.5-8.5 ؛ إذا كانت درجة حرارة الماء منخفضة للغاية ، فيمكن استخدام جهاز تسخين (مثل تسخين البخار) للحفاظ على درجة حرارة الماء عند 15-25 ℃ (نطاق درجة الحرارة الأمثل للكائنات الحية الدقيقة) ؛

-للتعامل مع أحمال التأثير: يتم تثبيت خزان تنظيم الطوارئ في المدخل. عندما يدخل تركيز عالي أو مياه الصرف السامة ، يتم تخفيفه أولاً وتحييده في الخزان التنظيمي ، ثم يتم ضخه ببطء في خزان التهوية. في الوقت نفسه ، يتم زيادة كثافة التهوية وإضافة المغذيات للمساعدة في التكيف مع الكائنات الحية الدقيقة مع تغييرات الحمل.

（3） التحقق والتوحيد: تأكد من تأثير الاسترداد المستقر

بعد اتخاذ تدابير الاسترداد ، من الضروري مراقبة مؤشرات المفاتيح بشكل مستمر ، والتحقق من فعاليتها ، وضبط المعلمات لتجنب المشكلات المتكررة.

مؤشرات التراجع: الكشف اليومي لـ SVI (المعدل الطبيعي 50-150 مل/ز) ، MLSS ، DO ، المؤثرة C/N/P ، SS السائلة وغيرها من المؤشرات. إذا ظل SVI مستقرًا في المعدل الطبيعي لمدة 3 أيام متتالية و SS SS <10mg/l ، فإنه يشير إلى أن تسوية الحمأة قد تمت استعادةها ؛

-تصلب المعلمة: ترسيخ شدة التهوية المثلى ، ونسبة الارتجاع ، ومعدل تفريغ الحمأة ، وجرعة ملح المغذيات وغيرها من المعلمات أثناء عملية الاسترداد لتشكيل خطة تشغيل موحدة ؛

-تدجين الحضرة: إذا كانت جودة مياه التدفق غير مستقرة لفترة طويلة ، فيمكن تدجين الحمأة المنشطة عن طريق زيادة حمل التدفق تدريجياً (بنسبة 10 ٪ -20 ٪ في كل مرة) لتعزيز مقاومة التأثير.