كمؤسسة لمكافحة التلوث، فإن أهم مهمة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي هي ضمان استيفاء المخلفات للمعايير. ومع ذلك، ومع تزايد صرامة معايير التصريف وصرامة مفتشي حماية البيئة، فقد فرض ذلك ضغطًا تشغيليًا كبيرًا على محطة معالجة مياه الصرف الصحي. ويزداد الأمر صعوبةً يومًا بعد يوم لإخراج المياه.
وبحسب ملاحظة المؤلف، فإن السبب المباشر لصعوبة الوصول إلى معيار تصريف المياه هو وجود ثلاث حلقات مفرغة بشكل عام في محطات الصرف الصحي في بلدي.
الأول هو الدائرة المفرغة من انخفاض نشاط الحمأة (MLVSS/MLSS) وارتفاع تركيز الحمأة؛ والثاني هو الدائرة المفرغة من زيادة كمية المواد الكيميائية المستخدمة لإزالة الفوسفور، وزيادة إنتاج الحمأة؛ والثالث هو تشغيل محطة معالجة مياه الصرف الصحي على المدى الطويل، حيث لا يمكن إصلاح المعدات، مما يؤدي إلى تشغيل الأمراض على مدار السنة، مما يؤدي إلى حلقة مفرغة من انخفاض قدرة معالجة مياه الصرف الصحي.
#1
الدائرة المفرغة لانخفاض نشاط الحمأة وارتفاع تركيز الحمأة
أجرى البروفيسور وانغ هونغ تشن بحثًا على 467 محطة صرف صحي. لنلقِ نظرة على بيانات نشاط الحمأة وتركيزها: من بين هذه المحطات، كان متوسط قيمة MLVSS/MLSS أقل من 0.5 في 61% من محطات المعالجة، بينما كان متوسط قيمة MLVSS/MLSS أقل من 0.4 في حوالي 30% منها.
يتجاوز تركيز الحمأة في 2/3 من محطات معالجة مياه الصرف الصحي 4000 ملجم/لتر، ويتجاوز تركيز الحمأة في 1/3 من محطات معالجة مياه الصرف الصحي 6000 ملجم/لتر، ويتجاوز تركيز الحمأة في 20 محطة معالجة مياه الصرف الصحي 10000 ملجم/لتر.
ما هي عواقب الظروف المذكورة أعلاه (انخفاض نشاط الحمأة، ارتفاع تركيزها)؟ مع أننا اطلعنا على العديد من المقالات التقنية التي تُحلل الحقيقة، إلا أنه ببساطة، هناك نتيجة واحدة، وهي تجاوز إنتاج المياه للمعايير.
يمكن تفسير ذلك من جانبين. من جهة، بعد ارتفاع تركيز الحمأة، ولتجنب ترسبها، من الضروري زيادة التهوية. زيادة التهوية لن تزيد استهلاك الطاقة فحسب، بل ستزيد أيضًا من المساحة البيولوجية. ستؤدي زيادة الأكسجين المذاب إلى فقدان مصدر الكربون اللازم لعملية نزع النتروجين، مما يؤثر بشكل مباشر على عملية نزع النتروجين وإزالة الفوسفور في النظام البيولوجي، مما يؤدي إلى زيادة تركيز النيتروجين والفوسفور.
من ناحية أخرى، فإن التركيز العالي للطين يجعل واجهة الطين والماء ترتفع، ويتم فقدان الطين بسهولة مع مياه الصرف من خزان الترسيب الثانوي، مما سيؤدي إما إلى سد وحدة المعالجة المتقدمة أو يتسبب في تجاوز COD وSS للمياه العادمة للمعيار.
بعد أن تحدثنا عن العواقب، دعونا نتحدث عن سبب وجود مشكلة انخفاض نشاط الحمأة وتركيز الحمأة العالي في معظم محطات الصرف الصحي.
في الواقع، يعود ارتفاع تركيز الحمأة إلى انخفاض نشاطها. ولانخفاض نشاطها، يجب زيادة تركيزها لتحسين فعالية المعالجة. ويعود انخفاض نشاط الحمأة إلى احتواء مياه الصرف على كمية كبيرة من رمل الخبث، الذي يدخل وحدة المعالجة البيولوجية ويتراكم تدريجيًا، مما يؤثر على نشاط الكائنات الدقيقة.
هناك الكثير من الخبث والرمال في المياه الواردة. أحدها ضعف تأثير الشبك في اعتراض المياه، والآخر هو أن أكثر من 90% من محطات معالجة مياه الصرف الصحي في بلدي لم تُبنَ خزانات ترسيب أولية.
قد يتساءل البعض: لماذا لا يُبنى خزان ترسيب أساسي؟ يتعلق الأمر بشبكة الأنابيب. هناك مشاكل مثل سوء التوصيل، والتوصيل المختلط، والتوصيل المفقود في شبكة الأنابيب في بلدي. ونتيجةً لذلك، تتميز جودة مياه الصرف الصحي الواردة إلى محطات الصرف الصحي بثلاث خصائص: تركيز عالٍ من المواد الصلبة غير العضوية (ISS)، وانخفاض الطلب الكيميائي الكيميائي (COD)، وانخفاض نسبة الكربون إلى النيتروجين (C/N).
تركيز المواد الصلبة غير العضوية في مياه الصرف مرتفع، أي أن محتوى الرمل مرتفع نسبيًا. في الأصل، كان خزان الترسيب الأساسي قادرًا على تقليل بعض المواد غير العضوية، ولكن نظرًا لانخفاض مستوى الطلب الكيميائي للأكسجين في مياه الصرف، فإن معظم محطات الصرف الصحي لا تُنشئ خزان ترسيب أساسي.
وفي التحليل النهائي، فإن انخفاض نشاط الحمأة هو إرث "النباتات الثقيلة والشباك الخفيفة".
سبق أن ذكرنا أن ارتفاع تركيز الحمأة وانخفاض نشاطها سيؤديان إلى زيادة تركيز النيتروجين والفوسفور في مياه الصرف. حاليًا، تتمثل استجابة معظم محطات الصرف الصحي في إضافة مصادر الكربون والمواد المُركّبة غير العضوية. ومع ذلك، فإن إضافة كميات كبيرة من مصادر الكربون الخارجية ستؤدي إلى زيادة إضافية في استهلاك الطاقة، بينما ستؤدي إضافة كميات كبيرة من المواد المُركّبة إلى إنتاج كميات كبيرة من الحمأة الكيميائية، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الحمأة وانخفاض إضافي في نشاطها، مما يُشكّل حلقة مفرغة.
#2
حلقة مفرغة حيث كلما زادت كمية المواد الكيميائية المستخدمة لإزالة الفوسفور، زاد إنتاج الحمأة.
لقد أدى استخدام المواد الكيميائية لإزالة الفوسفور إلى زيادة إنتاج الحمأة بنسبة تتراوح بين 20% إلى 30%، أو حتى أكثر.
لقد كانت مشكلة الحمأة مصدر قلق كبير لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي لسنوات عديدة، وذلك أساسا بسبب عدم وجود مخرج للحمأة، أو أن مخرجها غير مستقر.
ويؤدي هذا إلى إطالة عمر الحمأة، مما ينتج عنه ظاهرة شيخوخة الحمأة، وحتى التشوهات الأكثر خطورة مثل تراكم الحمأة.
الحمأة المتمددة ضعيفة التكتل. مع فقدان مياه الصرف من خزان الترسيب الثانوي، تُسد وحدة المعالجة المتقدمة، وينخفض تأثير المعالجة، وتزداد كمية مياه الغسيل العكسي.
إن زيادة كمية مياه الغسيل العكسي سوف تؤدي إلى نتيجتين، الأولى هي تقليل تأثير المعالجة للقسم الكيميائي الحيوي السابق.
يتم إرجاع كمية كبيرة من مياه الغسيل العكسي إلى خزان التهوية، مما يقلل من وقت الاحتفاظ الهيدروليكي الفعلي للهيكل ويقلل من تأثير المعالجة للمعالجة الثانوية؛
والثاني هو تقليل تأثير معالجة وحدة معالجة العمق بشكل أكبر.
نظرًا لأنه يجب إرجاع كمية كبيرة من مياه الغسيل العكسي إلى نظام الترشيح المتقدم للمعالجة، يتم زيادة معدل الترشيح وتقل سعة الترشيح الفعلية.
يصبح تأثير المعالجة الكلي ضعيفًا، مما قد يؤدي إلى تجاوز إجمالي الفوسفور والطلب الكيميائي للأكسجين في مياه الصرف الصحي للمعايير. ولتجنب تجاوز هذه المعايير، ستزيد محطة الصرف الصحي من استخدام عوامل إزالة الفوسفور، مما سيؤدي إلى زيادة كمية الحمأة.
في حلقة مفرغة.
#3
الدائرة المفرغة المتمثلة في التحميل الزائد لمحطات الصرف الصحي على المدى الطويل وانخفاض قدرة معالجة مياه الصرف الصحي
إن معالجة مياه الصرف الصحي لا تعتمد على الأشخاص فقط، بل تعتمد أيضًا على المعدات.
لطالما كانت معدات الصرف الصحي في طليعة معالجة المياه. إذا لم تُصَحَّ بانتظام، فستحدث مشاكل عاجلاً أم آجلاً. ومع ذلك، في معظم الحالات، لا يمكن إصلاح معدات الصرف الصحي، لأنه بمجرد توقف أحد المعدات، من المرجح أن يتجاوز إنتاج المياه المستوى المطلوب. في ظل نظام الغرامات اليومية، لا يستطيع الجميع تحمل تكلفتها.
من بين 467 محطة معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية التي قام البروفيسور وانج هونغ تشين بمسحها، فإن حوالي ثلثيها لديها معدلات حمولة هيدروليكية أكبر من 80٪، وحوالي الثلث أكبر من 120٪، و 5 محطات معالجة مياه الصرف الصحي أكبر من 150٪.
عندما يتجاوز معدل الحمل الهيدروليكي 80%، باستثناء بعض محطات معالجة مياه الصرف الصحي الضخمة، لا تستطيع محطات معالجة مياه الصرف الصحي العامة إيقاف المياه للصيانة بشرط وصول مياه الصرف إلى المستوى المطلوب، وعدم وجود مياه احتياطية للمهويات وخزانات الترسيب الثانوية وأجهزة الشفط والكاشطات. لا يمكن إصلاح المعدات السفلية بالكامل أو استبدالها إلا بعد تفريغها.
وهذا يعني أن حوالي ثلثي محطات الصرف الصحي لا تستطيع إصلاح المعدات بحجة ضمان أن المياه العادمة تلبي المعايير.
وفقًا لبحث البروفيسور وانغ هونغ تشن، يتراوح عمر أجهزة التهوية عادةً بين 4 و6 سنوات، إلا أن ربع محطات الصرف الصحي لم تُجرِ صيانةً لتهوية هذه الأجهزة لمدة تصل إلى 6 سنوات. أما مكشطة الطين، التي تحتاج إلى تفريغ وإصلاح، فلا تُصلح عادةً على مدار العام.
تعاني المعدات من عطل منذ فترة طويلة، وتتدهور قدرة معالجة المياه باستمرار. ولمواجهة ضغط مخرج المياه، لا سبيل لإيقافها للصيانة. وفي ظل هذه الحلقة المفرغة، سيظل نظام معالجة مياه الصرف الصحي مهددًا بالانهيار.
#4
اكتب في النهاية
بعد أن أصبحت حماية البيئة السياسة الوطنية الأساسية لبلادي، شهدت مجالات مكافحة تلوث المياه والغاز والمواد الصلبة والتربة وغيرها من الملوثات تطورًا سريعًا، ويُعتبر مجال معالجة مياه الصرف الصحي رائدًا فيها. وبسبب ضعف مستوى المعالجة، واجه تشغيل محطة الصرف الصحي معضلة، وأصبحت مشكلة شبكة الأنابيب والرواسب الطينية أبرز عيبين في قطاع معالجة مياه الصرف الصحي في بلادي.
والآن حان الوقت للتعويض عن النقائص.
وقت النشر: ٢٣ فبراير ٢٠٢٢
