منشأة معالجة مياه الصرف الصحي

المواد الاستهلاكية الأكثر استخدامًا في محطات معالجة مياه الصرف الصحي

في عملية معالجة مياه الصرف الصحي يجب علينا استخدام العوامل التالية:

(1) المؤكسد: الكلور السائل أو ثاني أكسيد الكلور أو بيروكسيد الهيدروجين،

(2) عامل إزالة الرغوة: الكمية صغيرة جدًا؛

(3) مادة مُخَلِّبة: بولي كلوريد الألومنيوم أو بولي أكريلاميد أنيوني وكاتيوني، والمعروف أيضًا باسم بام أنيوني أو بام كاتيوني،

(4) عامل الاختزال: هيدرات كبريتات الحديدوز وما إلى ذلك؛

(5) معادلة الأحماض والقواعد: حمض الكبريتيك، الجير الحي، الصودا الكاوية، إلخ.

(6) عوامل إزالة الفوسفور الكيميائية وغيرها من العوامل.

الطريقة الفيزيائية: إزالة المواد الصلبة العالقة غير القابلة للذوبان والزيت في مياه الصرف الصحي عن طريق العمل الفيزيائي أو الميكانيكي؛ الترشيح، والترسيب، والفصل بالطرد المركزي، والتعويم، وما إلى ذلك.

الطريقة الكيميائية: إضافة المواد الكيميائية، من خلال التفاعلات الكيميائية، وتغيير الخصائص الكيميائية أو الفيزيائية للملوثات في مياه الصرف الصحي، بحيث تتغير في الحالة الكيميائية أو الفيزيائية، ومن ثم إزالتها من الماء؛ التحييد، الأكسدة، الاختزال، التحلل، التكتل، الترسيب الكيميائي، الخ.

الطريقة الفيزيائية والكيميائية: استخدام الإجراءات الفيزيائية والكيميائية الشاملة لتنقية مياه الصرف الصحي؛ التجريد، التجريد، الامتزاز، الاستخلاص، التبادل الأيوني، التحليل الكهربائي، التحليل الكهربائي، التحليل العكسي، إلخ.

الطريقة البيولوجية: استخدام التمثيل الغذائي الميكروبي، وأكسدة وتحلل الملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي إلى مواد غير ضارة، والمعروفة أيضًا باسم طريقة المعالجة الكيميائية الحيوية، وهي الطريقة الأكثر أهمية لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية؛ الحمأة المنشطة، المرشح البيولوجي، طاولة دوارة حية، بركة الأكسدة، الهضم اللاهوائي، إلخ.

من بينها، تعتمد طريقة المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي على تحويل الكائنات الحية الدقيقة للمواد العضوية المعقدة إلى مواد بسيطة، والمواد السامة إلى مواد غير سامة من خلال عمل الإنزيمات. ووفقًا لمتطلبات الأكسجين المختلفة للكائنات الحية الدقيقة التي تلعب دورًا في عملية المعالجة، يمكن تقسيم المعالجة البيولوجية إلى نوعين: المعالجة البيولوجية بالغاز الجيد (الأكسجين) والمعالجة البيولوجية اللاهوائية (الأكسجين). تتم المعالجة البيولوجية بالغاز الجيد في وجود الأكسجين، من خلال دور الشعيرات الغازية الجيدة في القيام بذلك. من خلال أنشطتها الحيوية الخاصة - الأكسدة والاختزال والتخليق وغيرها من العمليات - تؤكسد البكتيريا جزءًا من المادة العضوية الممتصة إلى مادة غير عضوية بسيطة (ثاني أكسيد الكربون، الماء، NO3-، PO43-، إلخ) للحصول على الطاقة اللازمة للنمو والنشاط، وتحويل الجزء الآخر من المادة العضوية إلى العناصر الغذائية التي تحتاجها الكائنات الحية لتحقيق نموها وتكاثرها. تتم المعالجة البيولوجية اللاهوائية في غياب الأكسجين من خلال عمل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. عندما تُحلل البكتيريا اللاهوائية المواد العضوية، فإنها تحتاج إلى الحصول على الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون، وأكسيد النيتروجين، وأكسيد النيتروز، وغيرها للحفاظ على حاجتها من الأكسجين، لذا فإن نواتج تحللها هي CH4، وH2S، وNH3، وما إلى ذلك. لمعالجة مياه الصرف الصحي بطريقة بيولوجية، يجب أولاً تحليل قابلية التحلل البيولوجي للملوثات في مياه الصرف الصحي. هناك ثلاثة جوانب رئيسية: قابلية التحلل البيولوجي، وشروط المعالجة البيولوجية، والحد الأقصى لتركيز الملوثات المسموح به الذي له تأثير مثبط على النشاط الميكروبي في مياه الصرف الصحي. تشير قابلية التحلل البيولوجي إلى مدى إمكانية تغيير التركيب الكيميائي للملوثات من خلال الأنشطة الحيوية للكائنات الحية، وبالتالي تغيير خصائصها الكيميائية والفيزيائية. للحصول على غاز جيد، تشير المعالجة البيولوجية إلى إمكانية تحويل الملوثات إلى ثاني أكسيد الكربون، وماء، ومواد بيولوجية بواسطة الكائنات الدقيقة من خلال المستقلبات الوسيطة ومعدل تحويل هذه الملوثات في ظل ظروف غازية جيدة. لا يمكن للكائنات الدقيقة تحلل الملوثات العضوية بفعالية إلا في ظل ظروف معينة (الظروف الغذائية، والظروف البيئية، وما إلى ذلك). إن الاختيار الصحيح للظروف الغذائية والبيئية يُمكّن من إتمام عملية التحلل البيولوجي بسلاسة. ومن خلال دراسة المعالجة البيولوجية، يُمكن تحديد نطاق هذه الظروف، مثل الرقم الهيدروجيني (pH) ودرجة الحرارة ونسبة الكربون والنيتروجين والفوسفور.

في أبحاث إعادة تدوير موارد المياه، يُولي الناس اهتمامًا كبيرًا لإزالة مختلف ملوثات الجسيمات النانوية الميكرونية. تشير ملوثات الجسيمات النانوية الميكرونية في الماء إلى جسيمات دقيقة بحجم أقل من ميكرومتر واحد. تركيبها معقد للغاية، مثل المعادن الطينية الدقيقة المختلفة، والمواد العضوية الاصطناعية، والدبال، والزيوت، والطحالب، إلخ. بصفتها ناقلًا بقوة امتصاص عالية، غالبًا ما تمتص المعادن الطينية الدقيقة أيونات المعادن الثقيلة السامة، والملوثات العضوية، والبكتيريا المسببة للأمراض، والملوثات الأخرى على السطح. يمكن أن تشكل مواد الدبال والطحالب في المياه الطبيعية مواد مسرطنة من الهيدروكربونات المكلورة مع الكلور أثناء عملية تطهير الكلور في معالجة تنقية المياه. إن وجود هذه الملوثات النانوية الميكرونية ليس له تأثير ضار مباشر أو محتمل على صحة الإنسان فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تدهور خطير في جودة المياه ويزيد من صعوبة معالجتها، كما هو الحال في عملية المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي الحضرية. نتيجةً لذلك، تطفو كتل خزان الترسيب لأعلى، ويسهل اختراق خزان الترشيح، مما يؤدي إلى انخفاض جودة المياه العادمة وزيادة تكاليف التشغيل. لا تستطيع تقنيات المعالجة التقليدية إزالة هذه الملوثات النانوية الدقيقة بفعالية من المياه، كما أن بعض تقنيات المعالجة المتقدمة، مثل غشاء الترشيح الفائق والتناضح العكسي، يصعب استخدامها على نطاق واسع نظرًا لارتفاع الاستثمار والتكلفة. لذلك، ثمة حاجة ملحة للبحث والتطوير لتقنيات جديدة وفعالة واقتصادية لمعالجة المياه.