عمر الحمأة (SRT): دليل عملي أساسي لإزالة الحمأة بدقة في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي

في تشغيل وصيانة محطات معالجة مياه الصرف الصحي، تعد إزالة الحمأة هي الأكثر أهمية والأكثر عرضة للخطأ-(الرابط/الخطوة). تؤدي إزالة الحمأة المفرطة إلى فقدان الحمأة الفعالة، وفشل النترجة، وتجاوز النفايات السائلة للمعايير؛ تؤدي إزالة الحمأة غير الكافية إلى شيخوخة الحمأة وتفككها، ويحتوي الطاف على جزيئات دقيقة. يعتمد العديد من الأشخاص على الحدس عند إزالة الحمأة، مما يؤدي إلى تذبذب SRT وتشغيل النظام غير المستقر.

لحل مشاكل إزالة الحمأة، المفتاح هو حساب عمر الحمأة (SRT) بدقة، وليس الخبرة فقط. يتيح فهم SRT إزالة الحمأة الكمية، مما يضمن التشغيل المستقر لنظام الحمأة.

عمر الحمأة (SRT): نسبة إجمالي كمية الحمأة المنشطة العاملة في خزان التهوية إلى كمية الحمأة المتبقية التي يتم تصريفها يوميًا، وتقاس بالأيام (د). وهو يمثل متوسط ​​وقت بقاء الحمأة المزروعة حديثًا في خزان التهوية. بعبارات أبسط: متوسط ​​عدد الأيام التي تبقى فيها مجموعة من الحمأة في الخزان منذ التوليد وحتى التفريغ.

صيغة الحساب: (نسخة مبسطة)

SRT=إجمالي حجم حمأة النظام / تصريف الحمأة الزائدة يوميًا

SRT=(MLSS × V) ÷ (Q_w × MLSS_w)

شرح المعلمة:

MLSS: تركيز حمأة السائل المختلط في خزان التهوية، وحدة كجم/م3، مما يعكس إجمالي كمية الحمأة الموجودة في النظام.

V: الحجم الفعال لخزان التهوية بوحدة متر مكعب.

Q_w: حجم تصريف الحمأة الزائدة اليومي، الوحدة م³/د.

MLSS_w: تركيز الحمأة (كجم/م³)، محسوبًا على أنه تركيز الحمأة في قاع خزان الترسيب الثانوي، بشكل عام 1.5-2 مرة من MLSS الخاص بخزان التهوية.

لاحظ الفرق: SRT ≠ HRT (زمن الاحتفاظ الهيدروليكي)

HRT هو وقت الاحتفاظ بالمياه العادمة (عدة ساعات)، وهو ما يمثل معدل تجديد المياه؛ SRT هو وقت الاحتفاظ بالحمأة (عدة أيام إلى أكثر من عشرة أيام، أو حتى أطول)، وهو ما يمثل دورة نمو الميكروبات. وهما مفهومان مختلفان تماما.

مثال 1 (حساب عمر الحمأة): يحتوي خزان التهوية في المصنع على MLSS يبلغ 3 كجم/م3، وحجم الخزان الفعال 2500 م3، وتصريف الحمأة اليومي 50 م3، مع تركيز الحمأة 6 كجم/م3.

إجمالي حجم حمأة النظام=خزان التهوية MLSS × حجم الخزان=3 × 2500=7500 كجم

تصريف الحمأة اليومي=حجم تصريف الحمأة اليومي × تركيز الحمأة=50 × 6=300 كجم

عمر الحمأة (SRT)=إجمالي حجم الحمأة ÷ حجم تصريف الحمأة اليومي=7500 ÷ 300=25 يوم

مثال 2 (حساب حجم تفريغ الحمأة): الهدف SRT للمحطة هو 25 يومًا، ويحتوي خزان التهوية على MLSS يبلغ 3 كجم/م3، وحجم الخزان الفعال 2500 م3، وتركيز الحمأة 6 كجم/م3.

إجمالي حجم الحمأة=3 × 2500=7500 كجم

تصريف الحمأة اليومي=إجمالي حجم الحمأة ÷ SRT=7500 ÷ 25=300 كجم

حجم تصريف الحمأة اليومي=حجم تصريف الحمأة اليومي ÷ تركيز الحمأة=300 ÷ 6=50 م³

تتوافق العمليات المختلفة مع نطاقات SRT مختلفة، وتتأثر بدرجة حرارة الماء: -تتأيض الكائنات الحية الدقيقة ذات درجة الحرارة المرتفعة بسرعة، لذلك يمكن أن يكون SRT أقصر؛ تنمو البكتيريا الآزوتية ذات الحرارة المنخفضة-ببطء، لذا يجب أن يكون SRT أطول.

عملية الحمأة المنشطة التقليدية: 5-15 يومًا

العمليات ذات وظيفة النترجة (إزالة النيتروجين والفوسفور): 10-20 يومًا

تهوية ممتدة، عملية خندق الأكسدة: 20-30 يومًا

عملية غشاء MBR: 30-60 يومًا (تتمتع وحدات الغشاء بقدرة احتجاز قوية، مما يمكن أن يطيل عمر الحمأة بشكل كبير)

التحكم التقليدي SRT لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية: 10-20 يومًا.

يشير SRT الطويل للغاية إلى أن الحمأة ظلت في الخزان لفترة طويلة جدًا، مما أدى إلى تقادم الحمأة. هذه حالة غير طبيعية تحدث بشكل متكرر في موقع-.

الأعراض النموذجية: حمأة داكنة اللون-، انخفاض في مؤشر SVI (عادة<70), finely broken flocs; fine particles in the supernatant of the secondary sedimentation tank; thin, brownish scum on the surface; high SS in the effluent, with COD generally normal.

الأسباب الأساسية: عدم كفاية تصريف الحمأة، مما يؤدي إلى ارتفاع SRT. تؤدي التغذية الميكروبية غير الكافية إلى مرحلة التنفس الداخلي، مما يتسبب في تفكك كتل الحمأة وعمرها، مما يقلل من تجمعات البكتيريا الفعالة.

التدابير التصحيحية: قم بزيادة تصريف الحمأة تدريجياً بنسبة 10%-20% في كل مرة، مع المراقبة لمدة 3-5 أيام قبل إجراء تعديلات طفيفة. تجنب الإفرازات المفاجئة. بمجرد استقرار ظروف التشغيل، قم بإصلاح حجم تصريف الحمأة وإجراء تعديلات يومية صغيرة.

يشير SRT القصير للغاية إلى تفريغ الحمأة المفرط، حيث يتم تفريغ الحمأة قبل أن تنضج، مما يؤدي إلى حمأة غير ناضجة بشكل كافٍ في النظام.

الأعراض النموذجية: صعوبة في زيادة MLSS (تشبع التسييل المختلط)، مياه البركة العكرة؛ تتجاوز بسهولة معايير COD في النفايات السائلة، وسوء النترجة، والنيتروجين المفرط للأمونيا.

السبب الأساسي: الإفراط في تصريف الحمأة، مع تجاوز معدل فقدان الحمأة معدل الانتشار الميكروبي. تتمتع البكتيريا الآزوتية بدورة جيل طويلة، ولا يمكن الاحتفاظ بأعمار الحمأة القصيرة، مما يؤدي إلى فشل عملية نزع النتروجين.

الخطة العلاجية: تقليل تصريف الحمأة وتمديد SRT (وقت الاحتفاظ بالحمأة). عندما يكون SRT أقل من 5 أيام، يصعب الاحتفاظ بالبكتيريا الآزوتية، وسوف يرتفع نيتروجين الأمونيا بشكل ملحوظ. يجب تعليق تصريف الحمأة لمدة 3-7 أيام للسماح للحمأة بالتعافي. تستغرق إعادة بناء مجتمع البكتيريا الآزوتية في درجة حرارة الغرفة أكثر من 10 أيام، وحتى أطول في فصل الشتاء.

يرتبط كل من SRT وF/M (تحميل الحمأة) عكسيًا ويجب استخدامهما جنبًا إلى جنب في-الموقع، ولا يتم الحكم عليهما بشكل منفصل:

F/M منخفض → ركيزة غير كافية، حمأة وفيرة → SRT المقابل أطول، والحمأة عرضة للشيخوخة، ويلزم تصريف الحمأة المناسب.

ارتفاع F/M ← ركيزة كافية، حمأة غير كافية ← SRT المقابل أقصر، الحمأة ليست ناضجة، ويجب تقليل تصريف الحمأة للحفاظ على الحمأة.

إستراتيجية التشغيل والصيانة: أولاً، قم بفحص F/M لتحديد ما إذا كان تفريغ الحمأة ضروريًا، ثم قم بحساب SRT لتحديد كمية تفريغ الحمأة، وتحقيق التحكم الدقيق.

الحمأة الداكنة، انخفاض SVI (عادة<70), supernatant contains fine particles: Long SRT (aging), increase sludge discharge.
انخفاض MLSS، المياه العكرة، ارتفاع نيتروجين الأمونيا: SRT قصير (الحمأة الصغيرة)، يقلل من تصريف الحمأة.
ترسيب سريع ولكن طاف عكر، تسرب الحمأة: غالبًا ما يكون بسبب تقلبات الأحمال أو تراكم الحمأة، لا علاقة له بـ SRT.
تصريف الحمأة دون تغيير ولكن مع انخفاض مستمر في MLSS: انخفاض تركيز التدفق أو تسمم الحمأة.

المفهوم الخاطئ 1: نقص-تصريف الحمأة على المدى الطويل، خوفًا من فقدان الحمأة وعدم تركيز الحمأة بشكل كافٍ.

كثير من الناس يخافون من تسرب الحمأة ولا يجرؤون على تصريف الحمأة. سيؤدي تفريغ الحمأة- على المدى الطويل إلى ارتفاع مفرط في SRT، وتقادم الحمأة وتفككها، وانخفاض كفاءة المعالجة. يهدف تصريف الحمأة إلى استبدال الحمأة القديمة وغير الفعالة، وهي عملية ضرورية لتحسين المجتمع الميكروبي.

المفهوم الخاطئ 2: تقلب حجم تصريف الحمأة، والتعديل بشكل تعسفي.

سوف يسبب تقلب حجم تصريف الحمأة تقلبات جذرية في SRT، مما يعطل مجتمع الميكروبات، وخاصة البكتيريا الآزوتية الضارة، مما يؤدي إلى نيتروجين الأمونيا غير المستقر. المبادئ الأساسية لإزالة الحمأة: الاستقرار والاستمرارية والضبط الدقيق-.

إن الإزالة الدقيقة للحمأة لا تتعلق بالحدس؛ يتعلق الأمر بالبيانات. إن إتقان حساب SRT وتقييم حالة التشغيل وطرق الضبط وتجنب المخاطر الشائعة وحساب SRT بدقة سيضمن إزالة الحمأة بنجاح.