ما هو مصنع معالجة مياه الصرف الصناعي وكيف يعمل؟

ما الذي تعالجه محطة معالجة مياه الصرف الصناعي فعليًّا

مياه الصرف الصناعي ليست مادة واحدة. بل هي هدف متغيِّر يتأثَّر بجداول الإنتاج والمواد الأولية ودورات التنظيف وحتى الطقس في الساحات المفتوحة. فالمحطة المصمَّمة استنادًا إلى عيِّنة واحدة أُخذت في يوم جيِّد ستواجه صعوباتٍ عند وصول الدفعة التالية. ولذلك، يجب أن تكون سلسلة المعالجة قادرةً على التعامل مع المواد العالقة والزيوت والمعادن الثقيلة والأحمال العضوية والعناصر الغذائية والأملاح وأحيانًا الحرارة. ولهذا السبب تبدأ محطة معالجة مياه الصرف الصناعي بالتحليل والوصف وليس باختيار المعدات. إذ تُحدِّد معدل التدفُّق وعوامل الذروة وتقلُّبات درجة الحموضة وتركيز الملوِّثات حجم كل خزان لاحق.

كيف تحمي المعالجة الأولية القلب البيولوجي

المعالجة الأولية هي البواب عند الباب. وتُنظِّم خزانات التسوية تدفق المياه ودرجة الحموضة. وتفصل فواصل الزيت عن الماء والطفو بالهواء المذاب الدهون والمواد العالقة. أما الترسيب الكيميائي والترسيب الفيزيائي فيزيلان المعادن مثل النحاس والنيكل والزنك. وإذا كانت هذه الخطوات ضعيفة، فإن المرحلة البيولوجية تدفع الثمن. فقد تثبِّط المعادن الثقيلة البكتيريا النترية. وقد تغشّى الزيوت الكتلة الحيوية. كما قد تقلل الأملاح العالية من عدد الكائنات الدقيقة التي تحلل المواد العضوية. وتوفر اللائحة ٤٠ سي.إف.آر الجزء ٤٠٣ الصادرة عن وكالة حماية البيئة الأمريكية إطاراً معترفاً به للمعالجة الأولية في العديد من المنشآت الصناعية، وهي موجودة لسبب وجيه: فالنواة البيولوجية حساسة جداً.

المرحلة البيولوجية حيث تتم الغالبية العظمى من العمل

بعد أن تؤدي معالجة ما قبل المعالجة وظيفتها، تقوم المعالجة البيولوجية بإزالة المواد العضوية المذابة والعناصر الغذائية. وتستند عمليات الحمأة المنشطة، ووحدات الترشيح بالغشاء الحيوي (MBR)، ووحدات التفاعل الحيوي بوساطة الوسائط المتحركة (MBBR)، والمفاعلات الدفعية المتسلسلة (SBR) إلى نفس الفكرة الأساسية: حيث تقوم الكائنات الدقيقة باستهلاك الكربون والنيتروجين والفوسفور. أما الاختلاف فيكمن في كيفية احتجاز المواد الصلبة داخل النظام. فتستخدم وحدة الترشيح بالغشاء الحيوي (MBR) أغشيةً لاحتجاز الكتلة الحيوية، مما يسمح بتقليل مساحة الموقع المطلوب وتحقيق ماء خارج أوضح. أما وحدة التفاعل الحيوي بوساطة الوسائط المتحركة (MBBR) فتستخدم وسائط متحركةً لزيادة المساحة السطحية. وتتم دورة المفاعلات الدفعية المتسلسلة (SBR) عبر مراحل الملء، والتفاعل، والترسيب، والتصريف في خزان واحد.

ولكل خيار من هذه الخيارات حدودٌ معينة. فتحتاج أغشية وحدة الترشيح بالغشاء الحيوي (MBR) إلى التنظيف وقد تتعرض للتلوث عند معالجة تدفقات تحتوي على كميات عالية من الزيوت أو الألياف. وقد تسد وسائط وحدة التفاعل الحيوي بوساطة الوسائط المتحركة (MBBR) إذا كانت معالجة ما قبل المعالجة غير كافية. أما المفاعلات الدفعية المتسلسلة (SBR) فتتطلب صمامات وأنظمة تحكم موثوقة، لأن الأداء يعتمد بشكل مباشر على ضبط التوقيت بدقة. ويقارن الجدول أدناه الخيارات البيولوجية الشائعة.

المواد الصلبة، والحمأة، وخطوة الفصل — وهي أمور يقلل الناس من شأنها

تَعامُلُ المَحْطَّاتِ مَعَ الطِّينِ يُمَثِّلُ النُّقْطَةَ الَّتي تَفْقِدُ فِيها كَثيرٌ مِنَ المَحْطَّاتِ تَوازُنَ الكُتْلَةِ. وَتَفْصِلُ المُرَسِّباتُ الثَّانَوِيَّةُ أَوْ الأَغْشِيَةُ الماءَ المُعالَجَ عَنِ البِيُوتِ المَادِّيَّةِ. وَيُكَثَّفُ الطِّينُ النَّشِطُ المَرْمِيُّ، ثُمَّ يُجَفَّفُ، وَيُرسَلُ إِلَى التَّخَمُّرِ أَوِ التَّسْمِيدِ أَوِ التَّخْلِيصِ مِنْهُ. وَيُمْكِنُ لِآلةِ جَفْفِ الطِّينِ الدَّوَّارَةِ أَنْ تُقَلِّلَ الحَجْمَ، لَكِنَّ أَداءَها يَتَوَقَّفُ عَلَى كَمِّيَّةِ البُولِيمِرِ المُضَافَةِ وَاتِّساقِ المَادَّةِ المُغذِّيَةِ. فَإِذا كَانَ الطِّينُ رَقِيقًا جِدًّا أَوْ قَدِيمًا جِدًّا، فَإِنَّ مَرحَلَةَ الجَفْفِ تُنتِجُ كَعْكًا رَطِبًا وَتَكاليفَ نَقْلٍ مُرْتفِعَةً. وَيَخلُقُ المُصمِّمونَ الَّذِينَ يَتجاهَلونَ طَرِيقَةَ تَعامُلِ الطِّينِ مَحْطَّاتٍ تَحقِّقُ حُدودَ الإِفْرَاجِ، لَكِنَّها لا تَقدِرُ عَلَى إِدارَةِ المَادَّةِ الصَّلْبَةِ النَّاتِجَةِ عَنْها.

نِظَامُ التَّحكُّمِ وَأَخذُ العَيِّنَاتِ وَالاِلتِزَامُ بِشُروطِ الإِفْرَاجِ

الامتثال ليس نتيجة معملية شهرية. بل هو مشكلة تحكم مستمرة. وتساعد أجهزة استشعار درجة الحموضة (pH) والجهد الأكسدة-الاختزال (ORP) والأكسجين المذاب والعكارة، التي تعمل عبر الإنترنت، المشغلين على توجيه العملية. أما أخذ العينات المتناسبة مع معدل التدفق، كما ورد في إرشادات المواصفة القياسية الدولية ISO 5667، فيوفّر صورةً أكثر دقةً مقارنةً بعينةٍ مأخوذةٍ لحظيًّا عند منتصف النهار. ويمكن لمُتحكِّم منطقي قابل للبرمجة (PLC) ضبط عمليات التهوية وإضافات المواد الكيميائية ومعدلات إعادة تدوير الحمأة. لكن التشغيل الآلي لا ينجح إلا إذا كانت الأجهزة معقَّبة بدقةٍ وكانت نقاط أخذ العينات تمثِّل التدفق تمثيلاً صحيحاً. فقد يفشل محطةٌ ما في الوفاء بشروط الترخيص رغم امتلاكها كيمياءً مثاليةً وضعف جودة أخذ العينات.

ملاءمة المحطة لتيار النفايات قبل البدء في الإنشاء

أكبر خطأ في مشاريع مياه الصرف الصناعي هو نسخ تصميمٍ بلدي. فتيارات المياه الصناعية أكثر تقلّبًا، وأعلى تركيزًا، وأكثر احتمالًا لاحتواء مواد مثبِّطة. واختبار تجريبي أو على الأقل دراسة تفصيلية لإمكانية المعالجة يستحقان الوقت المُستغرق. وفي مشروع تجديد في حديقة إلكترونيات وطلاء في جنوب الصين، اكتشف فريق المشروع أن النيكل والنحاس المركَّب كانا يصلا إلى الخزان البيولوجي عبر مصرف أرضي أُهمِل في التصميم. وبسبب ذلك، فقدت الكتلة الحيوية قدرتها على النترجة لأسابيع. والحل لم يكن زيادة حجم الخزان، بل فصل المصادر، وإنشاء خط معالجة مخصص لت precipitate الفلزات، وتركيب منظومة تحكّم بالموصلية لتحويل الدفعات عالية الملوحة بعيدًا عن النظام. وغالبًا ما لا تظهر هذه النوعية من الاكتشافات في الرسومات الهندسية، لكنها تُقرّر ما إذا كانت المحطة ستعمل أم لا.

1. وصِف تيار النفايات حسب خط الإنتاج، وليس فقط حسب متوسط المصنع.

2. افصل التيارات عالية التركيز، وعالية الملوحة، والسامّة عند مصدرها.

3. صمِّم خزان التسوية ليتّسع لأقصى تدفق أسبوعي، وليس لمتوسط التدفق اليومي.

4. خطّط لمعالجة الطين قبل صب أول خزان.

تُدار شركة إي في يو كمؤسسة تكنولوجية متكاملة متخصصة في معالجة المياه، وتغطي مجالات البحث والتطوير والتصميم، وتصنيع المعدات، والتركيب والتشغيل التجريبي، والتدريب. وتشمل منتجاتها محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتكاملة، وأنظمة الترشيح الغشائي الحيوي (إم بي آر)، وأنظمة تحلية مياه البحر، وماكينات عصر الحمأة باللولب، وماكينات إنتاج المياه النقية باستخدام تقنية التناضح العكسي، وكلوريد البوليألومينيوم. وللمشاريع الصناعية التي تعالج مياه الصرف، والتي تتطلب توفير المعدات ودعم العمليات ضمن إطار واحد، فإن هذه المجموعة من المنتجات تقلل الفجوات التنسيقية بين مرحلتي التصميم والتشغيل الأولي.