الحمأة المنشطة عبارة عن خليط ندفي يتكون من العديد من الكائنات الحية الدقيقة. يتم خلط المياه العادمة والحمأة جيدًا وتلامسها. تستهلك الكائنات الحية الدقيقة المواد العضوية الموجودة في الماء، ثم تقوم بفصل الحمأة عن الماء. ثم يتم إرجاع الحمأة إلى النظام لمزيد من المعالجة.
وتنقسم العملية إلى: تفاعل التهوية، وفصل الماء-الحمأة، وعودة الحمأة، وتصريف الحمأة الزائدة.
1. خزان التهوية: تدخل المياه العادمة إلى خزان التهوية، حيث يتم إدخال الهواء للتهوية.
ويضمن التحريك الخلط الدقيق لمياه الصرف الصحي والحمأة المنشطة؛ يتم توفير الأكسجين للكائنات الحية الدقيقة. تستهلك البكتيريا الهوائية COD والمواد العضوية. تعمل البكتيريا النتروجينية على تحويل نيتروجين الأمونيا إلى نيتروجين النترات.
من الناحية المرئية، يكون لون الكتل -بنيًا مصفرًا وندفيًا ولها خصائص استقرار جيدة.
2. خزان الترسيب الثانوي - الحمأة-فصل الماء: يتدفق السائل المختلط عن طريق الجاذبية إلى خزان الترسيب الثانوي، ويتم إيقاف التهوية والتحريك. تستقر كتل الحمأة المنشطة إلى الأسفل بفعل الجاذبية. الطبقة العليا الشفافة هي النفايات السائلة المعالجة، والتي يمكن تصريفها أو معالجتها بشكل أكبر.
3. عودة الحمأة: يتم ضخ معظم الحمأة المستقرة مرة أخرى إلى الواجهة الأمامية لخزان التهوية باستخدام مضخة العودة. الوظيفة: إن تجديد خزان التهوية باستمرار بالكائنات الحية الدقيقة يضمن تركيزًا بكتيريًا ثابتًا، مما يسمح للنظام بالعمل بشكل مستمر. بدون التدفق العكسي، يتم غسل الكائنات الحية الدقيقة باستمرار عن طريق تدفق المياه، مما يتسبب في انهيار النظام بسرعة.
4. تصريف الحمأة الزائدة: تستهلك الكائنات الحية الدقيقة مياه الصرف الصحي وتتكاثر، مما يؤدي إلى زيادة كمية الحمأة. يجب تفريغ الحمأة الزائدة بشكل دوري؛ تسمى هذه الحمأة الزائدة بالحمأة الزائدة ويتم إرسالها إلى معدات نزح المياه من الحمأة لمعالجتها.
تصريف قليل جدًا: تركيز الحمأة مرتفع جدًا، مما يؤدي بسهولة إلى تراكم الحمأة والحمأة العائمة.
الكثير من التصريف: يكون تركيز الحمأة منخفضًا جدًا، مما يؤدي إلى عدم كفاية الكائنات الحية الدقيقة وعدم كفاية المعالجة.
العملية الكاملة: التهوية ← الترسيب الثانوي ← التدفق العكسي للحمأة ← التفريغ الزائد ← إزالة النيتروجين والفوسفور
1. مرحلة نقص الأكسجين (بدون أكسجين): تعمل البكتيريا النازعة للنيتروجين على تحويل نترات النيتروجين إلى غاز النيتروجين، الذي يتسرب، مما يحقق إزالة النيتروجين بالكامل.
2. المرحلة اللاهوائية (بدون أكسجين): بدون أكسجين ولا نيتروجين نترات: تقوم البكتيريا المتراكمة بالفوسفات - بإطلاق الفوسفور.
3. التهوية الهوائية: تقوم البكتيريا المتراكمة بالفوسفات- بامتصاص الفوسفور بقوة؛ وأخيرًا، يتم إخراج الفوسفور من النظام عن طريق تفريغ الحمأة الزائدة.
الشذوذات الشائعة وفهمها:
تراكم الحمأة: يؤدي النمو المفرط للبكتيريا الخيطية إلى ضعف ترسيب الحمأة وطفو الحمأة في خزان الترسيب الثانوي.
التسمم بالحمأة: تسبب المواد السامة الموجودة في السائل موتاً جماعياً للميكروبات، مما يؤدي إلى فشل العلاج.
الأكسجين المذاب العالي بشكل مفرط: تتأكسد الحمأة نفسها، مما يؤدي إلى انخفاض حجم الحمأة؛ يمنع الأكسجين المذاب المنخفض للغاية (DO) الكائنات الحية الدقيقة من استهلاك ما يكفي من العناصر الغذائية، مما يؤدي إلى عدم كفاية مستويات COD ونيتروجين الأمونيا.