استراتيجيات التحليل والتحسين للمشاكل الشائعة في تشغيل نظام الحمأة المنشطة
نظرًا لأن تكنولوجيا المعالجة البيولوجية الأكثر استخدامًا في إدارة مياه الصرف الصحي ، تعمل عملية الحمأة المنشطة (ASPP) من خلال المجتمعات الميكروبية في خزانات التهوية التي تحطّم الملوثات عبر عمليات التمثيل الغذائي التي تشمل الحطام العضوي والمواد غير العضوية. ومع ذلك ، تحدث أعطال النظام بشكل متكرر بسبب الجودة المتغيرة الجودة ، واختلالات المعلمة التشغيلية ، والتقلبات البيئية ، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة العلاج وجودة النفايات السائلة. تحلل هذه الدراسة بشكل منهجي الأسباب والآليات والحلول لـ 19 تحديًا تشغيليًا نموذجيًا ، مما يوفر التوجيه الفني للحفاظ على العمليات المستقرة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي.
يعد أداء الترسيب والكثافة والنشاط الميكروبي للحمأة المنشطة أساسًا للتشغيل المستقر للنظام. غالبًا ما تكون هذه المشكلات هي مصدر تشوهات أخرى وتحتاج إلى إعطاء الأولوية.
تعتبر حمأة الحمأة هي المشكلة الخبيثة الأكثر شيوعًا ، والتي تتجلى في التدهور السريع لأداء تسوية الحمأة (SVI> 150 مل/جم) ، وتعكر طاف ، وحتى تدفق سطح الحمأة في خزان الترسيب الثانوي.
·
سبب التقسيم:
·
o تورم بكتيري خيالي: في ظل ظروف مصدر كافي ماء ومصدر الكربون ولكن عدم وجود النيتروجين (N) والفوسفور (P) (على سبيل المثال ، c/n> 20 ، c/p> 100) ، الأكسجين المذاب (do) <0.5 ملغ/l ، phens <6.5. ميزة تنافسية قوية ، وتراجع البكتيريا المتداخلة لإعاقة الترسيب.
o لا تتجاوز الفلوك: عندما تتجاوز المادة العضوية الذائبة (على سبيل المثال ، أحادي السكاريد ، الأحماض العضوية) في التأثير 0.5 كجم بود/(KGMLSS · د) ، تصبح الطائفة البكتيرية 'تشبه الهلام اللزجة ' بسبب امتصاص المياه المفرط وفقدان القدرة على التسوية. تتفاقم هذه الظاهرة عند دمجها مع عدم كفاية مغذيات النيتروجين/البوتاسيوم أو مستويات الأكسجين المذاب أقل من 1 ملغ/لتر.
·
حل الاستراتيجيات ：
·
o مقاييس الطوارئ: أضف الطين (50-100 ملغ/لتر) ، الجير المائي (لضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.0-8.0) أو الحمأة الهضم للارتداد (لإدخال مجموعات بكتيرية مهيمنة) ، وتثبيط البكتيريا الخيطية من خلال زيادة الوزن البدني أو المنافسة البيولوجية ؛ في الحالات الخطيرة ، يمكن إضافة 0.5-1.0 ملغ/لتر من الكلور السائل لقتل البكتيريا الخيطية بشكل انتقائي (يجب مراقبة نشاط FLOCs البكتيرية).
O تنظيم النظام: تدهور جزء من المادة العضوية القابلة للتحلل بسهولة من خلال التهوية (التهوية لمدة 1-2 ساعة) لتقليل F/M من ماء المدخل ؛ زيادة شدة التهوية ، والتحكم في DO في 2-3 ملغ/لتر ؛ ملحق مصدر النيتروجين (مثل اليوريا) أو مصدر الفوسفور (مثل فوسفات الصوديوم) ، بحيث يلتقي n و p bod₅: n: p = 100: 5: 1.
o آلية الوقاية: تم رصد SVI والمرحلة الميكروبية (الملاحظة المجهرية للبكتيريا الخيطية) أسبوعيًا. عندما SVI> 120 مل/غرام ، تم ضبط معلمات التشغيل مسبقًا.
ترتفع الحمأة من أسفل خزان الترسيب الثانوي إلى السطح ، وتشكل طبقة طينية عائمة سوداء أو رمادية ، مصحوبة برائحة كريهة.
·
سبب التقسيم:
·
O Denitration و Floating: تستخدم وقت الاحتفاظ بخزان الترسيب الثانوي طويل جدًا (> 4 ساعات) ، والبكتيريا النيتروجية في الحمأة تستخدم نتراتها كاستقبال للإلكترون لإنتاج فقاعات N₂ ، والتي يتم ربطها بالحمأة ، وجعل كثافتها أقل وتطفو (الطين العائم فضفاضة في الغالب ، وسوف تهرب الفقاعات بعد الحمل).
o الانحلال والتعويم: نقص الأكسجة المحلية في خزان الترسيب الثانوي (مثل تراكم الحمأة في أسفل الخزان ، وفشل المكشطة) ، ينتج التحلل اللاهوائي للحمأة الغازات مثل H₂s و CH₄ ، مما يؤدي إلى حمأة سوداء ورائحة الرائحة والطفو (الحواف العائمة لها نتف عالي ومستحضرات قوية من).
o تأثير المفصل لتوسيع الحمأة: الحمأة الموسعة لها أداء سوء تسوية ، لذلك لا يمكن تركيزها بفعالية في خزان الترسيب الثانوي وترتفع مع تدفق المياه.
·
حل الاستراتيجيات ：
·
تقصير وقت الاحتفاظ الهيدروليكي بخزان الترسيب الثانوي إلى 2-3 ساعات لتحسين توحيد توزيع المياه ؛ تحقق من حالة تشغيل مكشطة الحمأة وأزل الوحل المتراكم في أسفل الخزان (يجب أن يكون سمك الوحل المتراكم أقل من 0.3 متر).
o إذا كان تعويم النتروجين ، يمكن تقليل DO في نهاية خزان التهوية (يتم التحكم فيها عند 0.5-1.0 ملغم/لتر) لتقليل الكمية الدفترية من النترات في الحمأة ؛ إذا كان تعويمًا للوهلة ، فيجب إصلاح جهاز التهوية لخزان الترسيب الثانوي (مثل تثبيت التحريك الغاطس) للحفاظ على DO في أسفل الخزان> 0.5 ملغ/لتر.
o في وقت واحد ، قم بحل مشكلة حمض الحمأة (انظر أعلاه) وتحسين أداء الترسيب للحمأة من المصدر.
خزان التهوية أو حمأة الإرجاع أسود وله رائحة الكبريتيد.
· السبب: متى <0.5 ملغ/لتر في خزان التهوية ، تتكاثر البكتيريا اللاهوائية (مثل إزالة الكبريت) بكميات كبيرة ، مما يقلل من الكبريتات إلى H₂ ، ويتجمع H₂s مع Fe²⁺ في الماء لتوليد هطول FES الأسود ، الذي يرتبط بسطح الأحرف والرصاص الأسود.
حل الاستراتيجيات ：
o تحسين قدرة إمدادات الأكسجين لنظام التهوية (مثل زيادة عدد رؤوس التهوية وتحسين ضغط المروحة) ، والتحكم في DO في 2-3 ملغ/لتر ؛ تحقق مما إذا كان خط أنابيب التهوية يتسرب وتنظيف انسداد رأس التهوية.
o زيادة نسبة عودة الحمأة (من 50 ٪ إلى 70 ٪ -100 ٪) لتسريع تجديد الحمأة وتقليل تكوين البيئة اللاهوائية.
o إذا كان المؤثر يحتوي على كبريتات عالية التركيز (＞ 500 ملغ/لتر) ، يجب تقليل محتوى الكبريتات أثناء المعالجة (على سبيل المثال ، CA² + هطول الأمطار).
يصبح لون الحمأة رماديًا وأبيض فاتحًا ، ويقل أداء الترسيب.
·
سبب التكوين ：
·
o البكتيريا الخيطية (مثل nocardia) أو ciliates المرفقة (مثل التريبانوزومات) تزيد من التأسيس وتحتل الجسم الرئيسي من الحمأة ؛
o قيمة الرقم الهيدروجيني للتأثير أقل من 6.0 ، مما يمنع نشاط البكتيريا غير المتجانسة ويؤدي إلى حدوث الحمأة.
·
حل الاستراتيجيات ：
·
أضف NaOH أو Na₂co₃ لضبط درجة الحموضة في ماء مدخل إلى 6.5-7.5 ، واستعادة البيئة المناسبة للكائنات الحية الدقيقة للبقاء على قيد الحياة.
o إذا كانت البكتيريا الخيطية متضخمة ، تتم الإشارة إلى طريقة إضافة الكلور لـ 'Bludge blowk ' (0.3-0.5 ملغم/لتر) لتثبيط نمو البكتيريا الخيطية.
o قم بزيادة حمل الحمأة (ارتفع F/ M إلى 0.3-0.5 kgbod₅/ (KGMLSS · D) لتعزيز النمو السائد من FLOCs البكتيرية.
كوحدة رئيسية للحمأة وفصل المياه ، تحدد حالة تشغيل خزان الترسيب الثانوي مباشرة جودة النفايات السائلة. تتركز المشكلات الشائعة في سطح الطين ، طاف وفقدان الحمأة.
يتجاوز سطح الطين المستوى السائل المصمم ، وجزء من الحمأة يتدفق مع النفايات السائلة.
السبب: انتفاخ الحمأة (SV> 90 ٪ ، SVI> 200 مل/ز) هو السبب الرئيسي ، لا يمكن ضغط تشابك البكتيريا الخيطية إلى الحمأة ، ولا يزال سمك طبقة الحمأة في الارتفاع ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تكون سرعة الكاشطة بطيئة جدًا (<1 r/h) أو يتم حظر أنبوب تصريف الحمأة ، مما يؤدي أيضًا إلى تراكم سطح الطين.
حل الاستراتيجيات ：
O هو أن يكون جوهر حل الحمأة (انظر أعلاه) ، ويكمله تعزيز المواد الكيميائية: إضافة الكربون الحبيبي (10-20 ملغ/لتر) أو الحمأة المهضومة (زادت نسبة الاسترداد بنسبة 20 ٪) لزيادة كثافة الحمأة.
o تحقق من نظام تفريغ الحمأة ، وإلغاء خط الأنابيب المحظور ، وضبط سرعة مكشطة الحمأة إلى 1-2 R/H ، والتأكد من أن تصريف الحمأة اليومية هو 1/3-1/2 من الحمأة في المجمع.
تطفو الحمأة الدقيقة على سطح الماء ، وزيادة سمك القد و bod₅ من النفايات السائلة.
· السبب: تركيز المواد السامة (مثل المعادن الثقيلة والفينولات) في الماء مرتفع للغاية (يتجاوز عتبة التسامح الميكروبي) ، أو يتقلب الرقم الهيدروجيني بشكل حاد (أقل من 5.0 أو أكثر من 9.0) ، مما يؤدي MGO₂/(GVSS · H) ، مما يشير إلى انخفاض النشاط الميكروبي بشكل كبير.
حل الاستراتيجيات ：
في حالة الطوارئ ، تم إيقاف الحمأة السامة في حمام السباحة للمياه وتجمع التفريغ (50 ٪-70 ٪ من تصريف الحمأة) ، وتم إضافة المواد الغذائية مثل الجلوكوز (50-100 ملغ/لتر) وتعزيز تكاثر الكائنات الحية الدقيقة الحية.
س إدخال مياه الصرف الصحي المحلية (التي تمثل 30 ٪ -50 ٪ من المدخل) أو الحمأة الصحية (مثل نقل من محطات مياه الصرف الصحي الأخرى) لتسريع إعادة تأهيل الحمأة ؛ إذا تأثرت المواد السامة ، فيجب إضافة أجهزة إزالة السموم (مثل تجمع خلل المعادن الثقيلة) في مرحلة المعالجة.
يحمل النفايات السائلة عددًا كبيرًا من جزيئات الحمأة الدقيقة ، ويتجاوز SS المعيار.
·
سبب التكوين ：
·
o تكون الحمأة ناقصة مزمنًا في العناصر الغذائية (f/m <0.1 kgbod₅/(KGMLSS · d)) ، ويتم تفكك الكائنات الحية الدقيقة بسبب 'الجوع ' ، ويتم كسر flocs (لدينا <8 mgo₂/(gvs · h)) ؛
O INLET C/N اختلال التوازن (C/N <5) ، فإن النيتروجين الأمونيا مرتفع جدًا بحيث يمنع التوليف الميكروبي ؛
o تكون درجة حرارة المسبح أكثر من 40 ℃ (مثل التعرض لأشعة الشمس الصيفية أو حرارة مياه الصرف الصناعية) ، ويتم طبقة بروتين الكائنات الحية الدقيقة ؛
o سرعة الدوران لخزان الترسيب الثانوي مرتفعة جدًا (> 30 ص/دقيقة) ، وتدمر قوة القص الميكانيكية Floc.
·
حل الاستراتيجيات ：
·
أضف مصادر الكربون القابلة للتحلل بسهولة مثل النشا وحمض الأسيتيك ، أو إدخال مياه الصرف الصحي عالية التركيز (مثل مياه الصرف الصحي الغذائي) ، لزيادة F/ M إلى 0.1-0.3 kgbod₅/ (KGMLSS · D).
o اضبط C/N إلى 10-20 (ملحق الميثانول والجلوكوز ومصادر الكربون الأخرى) ؛ عندما تكون درجة حرارة المسبح مرتفعة للغاية ، أضف برج التبريد أو سقيفة الظل للتحكم في درجة الحرارة بين 15-35 ℃.
تقليل سرعة التحريك إلى 10-20 ص/دقيقة لتقليل التلف الميكانيكي.
كان الطاف رماديًا وسوداء ، وتجاوز COD و BOD₅ المعيار (لدينا> 20 mGO₂/(GVSS · H) ، مما يشير إلى أن التمثيل الغذائي الميكروبي كان قويًا ولكن الحمل كان مرتفعًا جدًا.
· السبب: حمل الحمأة مرتفع جدًا (f/m> 0.5 kgbod₅/(KGMLSS · d)) ، لا يمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تتحلل تمامًا من المواد العضوية ، مما يؤدي إلى تصريف الحطام العضوي غير المتنفس مع النفايات السائلة.
حل الاستراتيجيات ：
تقليل تدفق التدفق (تقليل بنسبة 20 ٪ -30 ٪) أو تحويل جزء من التدفق إلى الخزان التنظيمي لتقليل الحمل الفوري ؛
تقليل تصريف الحمأة (تعليق تصريف الحمأة لمدة 1-2 أيام) ، وتحسين MLSS إلى 3000-4000 ملغم/لتر ، وتعزيز قدرة علاج النظام ؛
س تمديد وقت التهوية (من 6 إلى 8 ساعات إلى 8-10 ساعات) لضمان التحلل الكامل للمواد العضوية.
خزان التهوية هو المكان الأساسي للتمثيل الغذائي للميكروبات ، وظروفه البيئية (مثل الأكسجين المذاب ، الرغوة ، حالة الحمأة) تؤثر بشكل مباشر على كفاءة العلاج.
بقايا التعويم بنية أو رمادية ، مع نسيج لزج وسمك أكثر من 5 سم.
· السبب: النمو الزائد للأكتينوميسيت مثل nocardia و levliclates ، التي تنقل خيوطها لبعضها البعض لتشكيل بنية شبكة ، وتصوير الحطام العضوي والفقاعات ؛ كما أن تركيز المنظفات العالية (مثل LAS) في الماء يشكل أيضًا كسر حثالة.
حل الاستراتيجيات ：
o الإزالة اليدوية لـ Scum (1-2 مرة في اليوم) لتجنب عودتها إلى خزان التهوية (يمكن إعداد جهاز قشط Scum) ؛
o زيادة كمية تصريف الحمأة (يتم تقصير عمر الحمأة من 15-20 يومًا إلى 10-15 يومًا) لتقليل تراكم الأكتينوميسيتات ؛
o إذا كانت المنظفات مفرطة ، فيجب إضافة جهاز فصل رغوة (مثل خزان تعويم الهواء) في مرحلة المعالجة.
يجب الحكم على سبب مشكلة الرغوة وفقًا للألوان واللزوجة والاستقرار ، ويجب اتخاذ العلاج المستهدف:
· السائل الرغوي الأبيض (هش): يحدث هذا عندما يتجاوز المنظفات الأنيونية (على سبيل المثال ، LAS) 10 ملغ/لتر في الماء المؤثر ، مما يقلل من التوتر السطحي ويسبب تكوين رغوة. الحلول: زيادة تدفق مياه الرش (5-10 لتر/ساعة لكل متر مربع من مساحة سطح خزان التهوية) أو إضافة عوامل defoaming (على سبيل المثال ، مركبات تعتمد على البولي إيلتور في جرعة 5-10 ملغ/لتر).
· الرغوة اللزجة (لا يمكن كسرها بسهولة): عندما يكون حمل الحمأة مرتفعًا بشكل مفرط (F/M> 0.5 kgbod₅/(KGMLSS · D)) ، ينتج تدهور المادة العضوية غير المكتملة كمية كبيرة من المنتجات الوسيطة (مثل polysaccharides) ، مما يؤدي إلى رغوة عصرية. الحل: تقليل الحمل المؤثر (التحويل أو التخفيف) وتمديد وقت التهوية.
· الرغوة الشاي/الرمادية: شيخوخة الحمأة (عمر الحمأة> 30 يومًا) ، بعد تحلل الكائنات الحية الدقيقة الميتة ، الدهون المنبعثة من سطح الحمأة على سطح الفقاعة ، وتشكيل رغوة ملونة. الحل: زيادة كمية تصريف الحمأة ، والتحكم في عمر الحمأة إلى 15-20 يومًا ، وتعزيز تجديد الحمأة.
سيؤدي تقلب كمية الماء أو اختلال النظام إلى أن تنحرف المؤشرات عن المعيار ، لذلك من الضروري تتبع المصدر والضبط بسرعة.
PH <6.0 ، وخاصة في وحدة المعالجة اللاهوائية.
السبب: حمولة المفاعل اللاهوائي مرتفع للغاية (> 3.0 كيلوغرام/(M³ · D)) ، ويتجاوز معدل التمثيل الغذائي للبكتيريا المنتجة للحمض (VFA) (VFA> 1500 مل/لتر) وتراكم الأحماض الدهنية المتطايرة (VFA) (VFA> 1500 ملغ/لتر) وتراكم PH.
حل الاستراتيجيات ：
تقليل الحمل اللاهوائي (تعليق تناول الماء أو تحويل 50 ٪ من تناول الماء) ، وأضف nahco₃ لضبط الرقم الهيدروجيني على 6.5-7.5 ؛
o زيادة شدة التحريك للمفاعل اللاهوائي لتعزيز التلامس بين VFA والميثانوجينات ؛
o في حالة تأثير الحمل المفاجئ ، يمكن إضافة الكربون المنشط الحبيبي (100-200 ملغ/لتر) إلى جزء من المادة العضوية.
عندما يكون MLSS> 4000 ملغ/لتر و F/M <0.1 KGBOD₅/(KGMLSS · D) في خزان التهوية ، يكون التمثيل الغذائي الميكروبي بطيئًا.
· السبب: تركيز منخفض من BOD₅ (＜ 100 ملغ/لتر) أو MLSs العالية (على سبيل المثال ، الحد المفرط لتفريغ الحمأة).
حل الاستراتيجيات ：
إدخال مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز (مثل مياه الصرف الصحي البلدية ومياه الصرف الصناعية مختلطة) لزيادة مدخل BOD₅ إلى 200-300 ملغ/لتر ؛
o قم بزيادة تصريف الحمأة لتقليل MLSS إلى 2000-3000 ملغم/لتر واستعادة f/m إلى 0.2-0.4 kgbod₅/(kgmlss · d).
· زيادة تلوين النفايات السائلة: يحدث هذا عندما يسبب التلبد في الحمأة (على سبيل المثال ، SVI> 150 مل/جم) فقدان المادة العضوية الغروية ، أو عندما يحتوي التأثير على مواد ملونة حرارية (على سبيل المثال ، الأصباغ). الحلول: تحسين أداء تسوية الحمأة (راجع التحكم في الحمأة) ، وأضف PAC (50-100 ملغ/لتر) لتعزيز إزالة اللون عند الضرورة.
· مستويات عالية من النفايات السائلة ومستويات COD: ناتجة عن تسمم الحمأة (على سبيل المثال ، المعادن الثقيلة ، المبيدات) أو صدمة الحمل مما يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في النشاط الميكروبي. الحلول: تفريغ حمأة الطوارئ (30 ٪ -50 ٪) ، إدخال الحمأة الصحية مع مكملات المغذيات للتنشيط ؛ تحديد المواد السامة في المياه المؤثرة ، وتركيب وحدات المعالجة الإضافية.
· التأثير غير الكافي (COD> 1000 ملغ/لتر): الحمل الأيضي الميكروبي المفرط والاستهلاك السريع. الحل: زيادة MLSs إلى 3000-4000 ملغ/لتر (تقليل تصريف الحمأة) ، أو تخفيف التأثير (على سبيل المثال ، مزيج مع مياه الصرف الصحي منخفض التركيز).
· عوامل التخفيض غير العضوية المفرطة (على سبيل المثال ، S²⁻ ، Fe²⁺> 50 ملغ/لتر) في التأثير: يستهلك أكسدة العوامل المخفضة قدرًا كبيرًا من DO ، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين في النظام. الحل: زيادة كثافة التهوية (رفع ما إلى 3-4 ملغ/لتر) أو أكسدة عوامل تقليل أثناء المعالجة (على سبيل المثال ، تجريد S²⁻ من خلال التهوية).
· التداخل في تحديد COD: CL⁻> 1000 ملغ/لتر أو نتريت في الماء المؤثر يؤثر على كفاءة أكسدة ثنائي كرومات البوتاسيوم. الحل: أضف HGSO₄ (عامل إخفاء CL⁻) أو حمض الأمينوسفونيك (عامل إخفاء نتريت) أثناء القياس.
تعتمد التشغيل المستقر لأنظمة الحمأة المنشطة على توازن ديناميكي بين 'الكائنات الحية المائية المائية-البيئة ' ، حيث قد يؤدي أي خلل في سلسلة التفاعلات. في الممارسة العملية ، يجب إنشاء آلية الإدارة السريعة للوقاية من الاستجابة السريعة: المراقبة اليومية للمعلمات الرئيسية مثل DO و MLSS و SVI ؛ التحليل الأسبوعي للتكوين الميكروبي ؛ التقييم الشهري لنشاط الحمأة (لدينا) لتحديد الاتجاهات غير الطبيعية على الفور ؛ وتدابير الطوارئ ذات الطبقات - - معالجة الأسباب الجذرية (على سبيل المثال ، الجرعات الكيميائية) للسيطرة الفورية. تحل التعديلات المنهجية (على سبيل المثال ، التحكم في الحمل ، التنظيم ، نسب المغذيات) المشكلات الأساسية ، في حين أن الآليات الوقائية (على سبيل المثال ، المعالجة المعززة ، تنبيهات المعلمة) تمنع التكرار. فقط من خلال دمج المبادئ التقنية مع الخبرة العملية ، يمكننا تحقيق تشغيل فعال ومستقر لأنظمة الحمأة المنشطة ، مما يضمن الامتثال المستمر لمعايير الجودة السائلة.
