بصفتها فرعًا من العلوم البيئية ، أحرزت تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الحضرية تقدمًا كبيرًا في بلدي ، لكنها لا تزال تتخلف عن مستوى التنمية الحضرية. في حين تم البحث في بعض المعدات والعمليات وتطويرها في السنوات الأخيرة ، فقد استفادت هذه الجهود بشكل أساسي من التقنيات والخبرات والمعدات المتقدمة من الخارج واستيرادها. تشمل عمليات معالجة مياه الصرف الصحي في المصانع الكيميائية الحضرية ، والتي تم استخدامها على نطاق واسع وهي قيد التطوير والبحوث ، وعادةً ما تشمل العلاج الأساسي والثانوي والثلاثية. دعونا نلقي نظرة على هذه العمليات أدناه.
1. يتم تصنيف طرق معالجة مياه الصرف الأساسية من خلال طبيعة طريقة العلاج:
1) الطرق المادية: ترشيح الشاشة ، الترسيب ، التعويم ، فصل الطرد المركزي ، فصل الغشاء ، إلخ.
2) الطرق الكيميائية: التخثر ، هطول الأمطار الكيميائية ، التحييد ، الاستخراج ، الأكسدة والاختزال ، التحليل الكهربائي ، إلخ.
3) الطرق البيولوجية: الهوائية واللاهوائية
2. بناءً على درجة مهام العلاج والعلاج ، يمكن تصنيفها على النحو التالي:
1) العلاج الأساسي: العلاج الميكانيكي
2) العلاج الثانوي: العلاج البيولوجي كعملية أولية
3) العلاج العالي: التحكم في التخثث وإعادة استخدامه
3. عملية معالجة مياه الصرف الصحي
معالجة مياه الصرف الصحي الأولية
1. شاشات
التصنيف: استنادًا إلى الشكل ، يمكن تصنيفها على أنها شاشات مسطحة وشاشات منحنية ؛ استنادًا إلى التباعد بين القضبان ، يمكن تصنيفها على أنها شاشات خشنة وشاشات متوسطة وشاشات رائعة.
مبدأ العمل: يتم تجميع نظام أسنان أشعل النار الفريد في سلسلة شاشة دوارة. مدفوعًا بتقليل المحرك ، تدور سلسلة أسنان أشعل النار مقابل اتجاه تدفق الماء. عندما تصل سلسلة أشعل النار إلى الجزء العلوي من الجهاز ، فإن توجيه القضبان المنحنية والقضبان المنحنية يخلق حركة تنظيف نسبية - بين كل مجموعة من أسنان أشعل النار. معظم المواد الصلبة تندرج عن طريق الجاذبية ، في حين أن الحطام المتبقي الذي يلتزم بأسنان أشعل النار يتم اجتيازه بالحركة العكسية للكنس.
2. غرفة الحصى
الغرض: يفصل الجزيئات غير العضوية الكثيفة عن مياه الصرف الصحي ، وحماية المضخات والأنابيب من التآكل ، مما يقلل من حجم هياكل معالجة الحمأة ، وزيادة المحتوى العضوي للحمأة ، وتعزيز قيمة الحمأة كسماد.
الأنواع: غرفة الحصار الأفقية (الجاذبية) ، غرفة الحصيلة الهوائية
3. دبابة المعادلة
الغرض: لضمان التشغيل الطبيعي لهياكل أو معدات العلاج اللاحقة ، يجب تنظيم حجم مياه الصرف الصحي والجودة. يتم خلط مياه الصرف الصحي الحمضية والقلوية في خزان المعادلة لتحقيق التحييد. يمكن أيضًا أن تكون مياه الصرف الصحي عالية درجة الحرارة- تم تفريغها لفترة قصيرة من الزمن لموازنة درجة حرارة الماء.
4. دبابات الترسيب
أنواع شائعة من خزانات الترسيب: خزان ترسيب التدفق الأفقي ، خزان ترسيب التدفق العمودي ، خزان ترسيب التدفق الشعاعي ، خزان ترسيب التدفق المائل
مقارنة بين العديد من خزانات الترسيب:
(1) خزان التدفق الأفقي: بنية بسيطة ، وتأثير جيد للترسيب ، ولكن مساحة أرضية كبيرة ، والعديد من المشكلات مع تصريف الحمأة ، وتستخدم حاليًا في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الكبيرة والمتوسطة والصغيرة ؛
(2) خزان التدفق العمودي: مساحة أرضية صغيرة ، تصريف الحمأة المريحة ، وسهلة الإدارة ، لكن الخزان عميق جدًا ، والبناء صعب ، والتكلفة مرتفعة ، لذلك فهي مناسبة بشكل عام فقط للاستخدام في نباتات معالجة الصرف الصحي الصغيرة والمتوسطة- ؛
(3) خزان التدفق الشعاعي: الأنسب للاستخدام في محطات معالجة المياه الكبيرة ، مع آلات تصريف الحمأة الموحدة ، وتأثير التشغيل الجيد ، ولكنه يتطلب ارتفاع جودة البناء ومستوى الإدارة ؛
(4) خزان التدفق المائل: مناسبة بشكل أساسي لخزانات الترسيب الأولية ، وتستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه ، وكفاءة الترسيب العالية ، ووقت الإقامة القصير ، ومساحة الأرضية الصغيرة ، والعيوب سهلة تولد الطحالب ، وصعوبة التفريغ ، وسهلة التسد ، والصيانة غير المريحة.
(5) تعويم الهواء:
الوظيفة: يعرف تعويم الهواء أيضًا باسم التعويم. إنها عملية إدخال الهواء في مياه الصرف الصحي لتوليد فقاعات صغيرة كحاملات ، مما تسبب في ملوثات مثل الزيت المستحلب والمواد الصلبة المعلقة الصغيرة في مياه الصرف الصحي للالتزام بالفقاعات. تطفو الفقاعات على سطح الماء عن طريق الطفو ، ويتم جمع الرغوة أو حثالة على سطح الماء لفصل الشوائب وتنقية مياه الصرف الصحي.
المعالجة الثانوية لمياه الصرف الصحي
1. يُعرف المعالجة الثانوية لمياه الصرف الصحي أيضًا بالمعالجة البيولوجية
تتمثل المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي في استخدام وظائف الأكسدة والتحلل والتحول للكائنات الحية الدقيقة ، وذلك باستخدام المادة العضوية (كمية صغيرة من المادة غير العضوية) في مياه الصرف الصحي كمواد غذائية للكائنات الحية الدقيقة ، واتخاذ تدابير اصطناعية معينة لخلق بيئة قابلة للتحكم ، ومن خلال العملات الأيضية للكائنات الحية الدقيقة.
تصنيف المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي: العلاج البيولوجي الهوائي ، العلاج البيولوجي اللاهوائي (الاختياري)
بالنسبة للمعالجة البيولوجية الهوائية ، يشار إلى طريقة الحمأة المنشطة التقليدية ، وخندق الأكسدة ، وطريقة الحمأة المنشطة التسلسل بشكل جماعي على أنها طريقة الحمأة المنشطة ؛ من بينها ، يشار إلى المرشح البيولوجي ، القرص الدوار البيولوجي ، السرير المميت ، ومفاعل رفع الهواء (ABS) مجتمعة على أنها طريقة الأغشية الحيوية.
2. تدفق عملية طريقة الحمأة المنشطة تتضمن العمليات:
(1) طريقة SBR التقليدية: عملية SBR هي طريقة الحمأة المنشطة المتقطعة ، والتي تتكون من خزانات رد فعل التهوية واحدة أو أكثر. الصرف الصحي يدخل الخزان على دفعات. بعد تنقية الحمأة المنشطة ، يتم تفريغ طاف من الخزان لإكمال دورة التشغيل. تكمل كل دورة عمل خطوات العملية الأربع لمدخل المياه ، ورد الفعل ، والترسيب ، والتفريغ بالتسلسل.
تتمثل خاصية عملية SBR في أنه يحتوي على وظيفة تنظيم وتعادل معينة ، والتي يمكن أن تخفف من عدم استقرار النظام الناجم عن التقلبات في جودة المياه المؤثرة وحجم المياه. العملية بسيطة ، مع وجود هياكل علاج أقل. يدمج خزان تفاعل التهوية التهوية والترسبات وعودة الحمأة ، مما يلغي الحاجة إلى خزانات الترسيب الأولية ، وخزانات الترسيب الثانوية ، وأنظمة إرجاع الحمأة. علاوة على ذلك ، فإن كمية الحمأة صغيرة وسهلة الجفاف. يمكن أن يحقق التحكم في ظروف عملية معينة تأثيرًا أفضل لإزالة الفوسفور ، ولكنه أيضًا لديه عيب في طلب مستويات عالية من التحكم التلقائي والأدوات التحليلية المستمرة عبر الإنترنت.
(2) عملية CASS: عملية CASS هي نظام تهوية مدخل المياه SBR مستمر. ليس فقط خصائص عملية SBR ، وهي بسيطة وموثوقة ، ومرنة في التشغيل ، وأتمتة للغاية ، ولكن لها أيضًا تأثيرات كبيرة في إزالة الفوسفور والنيتروجين. يتم تحقيق هذه الوظيفة بشكل أساسي عن طريق تقسيم خزان CASS إلى مناطق مختلفة وظيفيًا من خلال جدران التقسيم. يختلف الأكسجين المذاب ، وتركيز الحمأة ، والحمل العضوي في كل مقصورة ، والكائنات الحية في كل خزان مختلفة أيضًا. تحقق العملية برمتها مدخل المياه والمخرج المستمر. في الوقت نفسه ، يتم تعيين محدد ومنطقة اللاهوائية قبل أو في خزان SBR التقليدي لتحسين تأثيرات إزالة الفوسفور والنيتروجين.
(3) طريقة MSBR: عملية MSBR هي عملية معالجة مياه الصرف الصحي تم تطويرها في أوائل الثمانينيات. بعد التحسين والتطوير المستمر ، فإن العملية الأخيرة هي عملية الجيل الثالث. (4) طريقة AB هي اختصار عملية التحلل الحيوي -. كان رائدًا من قبل البروفيسور بونك من جامعة آخن للتكنولوجيا في ألمانيا في منتصف السبعينيات من القرن الماضي. تم تطبيق العملية على الممارسة الهندسية في أوائل الثمانينيات. بالمقارنة مع عملية الحمأة المنشطة التقليدية ، فإن عملية AB لها الميزات الرئيسية التالية: لا يتم إعداد خزان ترسيب أولي ، وقسم يتكون من خزان الامتزاز وخزان الترسيب الوسيط هو نظام العلاج الأساسي ؛ يتكون القسم B من خزان التهوية وخزان الترسيب الثانوي ؛ يحتوي كل من الأقسام A و B على نظام إرجاع حمأة مستقل ، ويتم فصل القسمين بالكامل. يحتوي كل قسم على مجتمع ميكروبي فريد من نوعه ، وهو ما يفضي إلى الاستقرار الوظيفي. عمليات تطور SBR الأخرى: عملية ICEAS ، عملية الفكرة ، DAT - عملية IAT 3. طريقة الأغشية الحيوية: تم تطوير طريقة الأغشية الحيوية الهوائية بناءً على مبدأ التنظيم الذاتي للتربة. من المبدأ الأساسي للتدهور الميكروبي الهوائي للمادة العضوية ، فإن طريقة الأغشية الحيوية وطريقة الحمأة المنشطة هي نفسها. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أن طريقة الحمأة المنشطة تعتمد على الحمأة المنشطة المعلقة في خزان التهوية لتتحلل المادة العضوية ، في حين تعتمد طريقة الأغشية الحيوية بشكل أساسي على الفيلم الميكروبي المثبت على سطح الناقل لتنقية المادة العضوية.
آلية العلاج البيولوجي اللاهوائي
يمكن تقسيمها إلى أربع مراحل: مرحلة التحلل المائي ، مرحلة التحمض (تسمى أيضًا مرحلة التخمير) ، مرحلة إنتاج حمض الأسيتيك ، ومرحلة إنتاج الميثان.
مرحلة التحلل المائي: البكتيريا المائية تحول المادة العضوية غير القابلة للذوبان إلى المادة العضوية القابلة للذوبان وتحويلها العالي -
مرحلة التحمض: يتم تحويل منتجات التحلل المائي الصغيرة - المنتجة في مرحلة التحلل المائي إلى مركبات أبسط في خلايا البكتيريا الحمضية وتفرز خارج الخلايا. المنتجات الرئيسية لهذه المرحلة هي VFA ، الكحول ، حمض اللبنيك ، CO2 ، NH3 ، H2S ، إلخ. في نفس الوقت ، تستخدم البكتيريا المتحمضية بعض المواد لتجميع المواد الخلوية الجديدة.
تكوين الأسيتات: في هذه المرحلة ، يتم تحويل منتجات مرحلة التحمض إلى حمض الخليك ، H₂ ، حمض الكربونيك ، والمواد الخلوية الجديدة.
الميثان: في هذه المرحلة ، يتم تحويل حمض الأسيتيك ، H₂ ، حمض الكربونيك ، حمض الفورميك ، والميثانول إلى CH₄ ، CO₂ ، والمواد الخلوية الجديدة.
عملية المعالجة الثلاثية
في السنوات الأخيرة ، بدأت بلدي في التركيز على البحث وتطوير عمليات المعالجة الثلاثية. في الوقت الحالي ، يمكن تقسيم عمليات المعالجة الثلاثية الأكثر استخدامًا إلى العمليات التقليدية ، وتكنولوجيا MBR ، وتكنولوجيا المعالجة العميقة LM.
1. العملية التقليدية
تضيف عمليات المعالجة الثلاثية التقليدية التخثر ، والترشيح ، والتطهير للعلاج البيولوجي ، بما في ذلك ترشيح الرمال ، وترشيح الغشاء ، والتناضح العكسي ، وتطهير الأشعة فوق البنفسجية ، والكلور السائل ، وتطهير الأوزون. بشكل عام ، فإن طرق المعالجة هذه لها تكاليف معالجة المياه منخفضة نسبيًا وقابلة للحياة اقتصاديًا.
2. تقنية MBR
تستخدم تقنية MBR ، المعروفة أيضًا باسم تكنولوجيا المفاعل الحيوي للأغشية ، انتقائية وفعالية فصل الغشاء مع فعالية ودقة المعالجة البيولوجية لزيادة إزالة المواد الضارة عن الماء. تتميز عملية MBR باستبدال خزان الترسيب الثانوي في عمليات الحمأة المنشطة التقليدية مع نظام فصل الغشاء. هذا يلغي معظم وحدات العلاج التقليدية ، مما يؤدي إلى وفورات كبيرة في الاستثمار. استهلاك الطاقة مماثل لعمليات معالجة المياه التقليدية. وقت الاحتفاظ بمياه الصرف الصحي في معدات المعالجة قصيرة ، ومعدلات إزالة COD و NH3-N مرتفعة للغاية ، وجودة النفايات السائلة تلبي معايير المياه المحلية والمختلطة.
3. عملية العلاج المتقدمة LM
عملية المعالجة المتقدمة LM هي عملية علاج بيئية جديدة. إنه يدمج خزانًا لاهوائيًا مع خزان هوائي ، ويضيف بركة أكسدة محسّنة ومحسّنة في الأراضي الرطبة- كوحدات علاجية متقدمة ، وتحقيق جودة النفايات السائلة التي تلبي معايير المياه المحلية والمختلطة. تدفق العملية على النحو التالي: الخزان اللاهوائي البيولوجي - دبابة هوائية مغلقة - Open Aerobic Tank - Clarifier - reside- ويمكن استخدام خزانات الأكسدة البيئية بدلاً من الخزانات الهوائية المغلقة والمفتوحة. تتميز عملية المعالجة المتقدمة LM بانخفاض الحمأة الزائدة ، وتكاليف التشغيل المنخفضة ، وسهولة الإدارة ، والفوائد الجمالية. مقارنة بعمليات معالجة المياه الأخرى ، هذه الطريقة اقتصادية نسبيًا.
4. حالة التطبيق واتجاهات التطوير
حاليًا ، تستخدم عمليات المعالجة التقليدية في الغالب في أنظمة المعالجة الثلاثية في بلدي. كما تستخدم MBRs على نطاق واسع ، على سبيل المثال في معالجة المياه المعاد استخدامها للمجتمعات السكنية على طول شارع تشانغان في بكين.
في الممارسة الحالية لبلدي ، لا تزال عمليات المعالجة التقليدية بشكل عام تم اختيارها بسبب سهولة استخدامها وتكنولوجيا التطبيق الناضجة. في الوقت الحالي ، تركز الأبحاث المكثفة على الصعيدين المحلي والدولي على معالجة مياه الصرف الصحي المعالجة الثانوية باستخدام الترشيح الميكروفيني وتقنيات التناضح العكسي لتلبية معايير المياه المعاد استخدامها. يوضح الشكل 10 مثالًا نموذجيًا لتدفق عملية المعالجة هذه. تستخدم أنظمة الأراضي الرطبة على نطاق واسع على المستوى الدولي ، وقد بدأت البحث في هذا المجال أيضًا في بلدي. بسبب زيادة التلوث البيئي وانخفاض كبير في موارد المياه العذبة في بلدي ، من المتوقع أن تستمر عمليات المعالجة العليا في الحصول على اهتمام متزايد.
