1.مقدمة

تعتمد المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي علي التحكم في العوامل المؤثرة علي تلك المعالجة وتوفير افضل الظروف للكائنات الحية الدقيقة للقيام بعملها في تكسير الملوثات العضوية القابلة للتحلل البيولوجي , فمثلا المعالجة بالحمأة المنشطة وهي احدي طرق المعالجة البيولوجية الهوائية لمياه الصرف بالنمو العالق تعتمد علي البكتيريا الهوائية في تكسير الاكسجين الحيوي المطلوب BOD ( المواد العضوية القابلة للتحلل البيولوجي ) ومن ثم فتوفير بيئة مناسبة لهذه البكتيريا والتحكم في التقاعلات الكيماحيوية داخل حوض التهوية هي من اسس التحكم في المنظومة البيولوجية للمعالجة ككل للحصول علي افضل كفاءة لازالة الملوثات في مياه الصرف.

2. التحكم فى كفاءة العملية البيولوجية

للتحكم فى كفاءة العملية البيولوجية نظام المعالجة بالحمأة المنشطة الراجعة ، يجب مراعاة الأسس الآتية:

– كمية الأكسجين المذاب وكفاءة عمملية تقليب السائل المخلوط.

-نسبة المواد العضوية (F) إلى كمية الكائنات الحية (M) .

-عمر الحمأة.

-معدل الترسيب ومعامل حجم الحمأة

أ-  كمية الأكسجين الذائب وكفاءة عملية تقليب السائل المخلوط

تعتمد عملية المعالجة بالحمأة المنشطة على البكتريا والكائنات الحية الهوائية  التى يلزم لحياتها توفر الأكسجين المذاب. ولكى تضمن استمرار العملية بكفاءة يجب الاحتفاظ بمقدار 2.5 مليجرام  /لتر أكسجين ذائب فى محتويات حوض التهوية وحوالى ثلث مليجرام  /لتر  فى الحمأة  المعادة من المروق الثانوى إلى أحواض التهوية. كما يجب قراءة الاكسجين الذائب في الاماكن الصحيحة المناسبة في حوض التهوية قراءة صحيحى دقيقة.

هذا بالإضافة إلى ضرورة مراعاة  أن التهوية تعمل على التقليب الكامل لمحتويات أحواض التهوية فانسداد ناشرات الهواء فى بعض الأماكن أو تعطُل المحركات الميكانيكية تقلل من عمملية الخلط وبذلك تنخفض قدرة الحمأة المنشطة على استهلاك المواد العضوية والتجمع مع بعضها.

ب- نسبة المواد العضوية (F) إلى كمية الكائنات الحية (M) .

تتغذى الكائنات الحية على المواد العضوية فإذا توفرت كمية المواد العضوية يزداد تكاثر ونمو وحركة الكائنات الحية، وبالتالى تزداد الحاجة إلى الأكسجين اللازم لحياتها، وبالعكس إذا انخفضت كمية المواد العضوية يموت كثير من الكائنات الحية.

ونظرا  لأن معدل نمو البكتريا الحية يتوقف على كمية المواد العضوية المتوفرة فلذلك يلزم الاحتفاظ بكمية من المواد العضوية متناسبة مع كمية الكائنات الحية اللازمة لاستهلاكها، ويتم حساب هذه النسبة من المعادلة التالية:

المواد العضوية (F) / الكائنات الحية (M)= وزن المواد العضوية بالكيلوجرام   / وزن الكائنات الحية بالكيلوجرام  .

ونظراً لأن هذه النسبة هى التى تتحكم فى معدل النمو المطلوب فلذلك يجب حفظها فى الحدود التى تضمن كفاءة التشغيل وهى حوالى 0.15 إلى 0.45 وذلك فى المحطات التى تعمل بطريقة الحمأة المنشطة التقليدية.

 

ولذلك يجب على العاملين الانتظام فى حساب هذه النسبة، واذا كانت هذه النسبة عالية فهذا يدل على أن كمية التغذية متوفرة وبالتالى يرتفع استهلاك الأكسجين المذاب، وتكون هذه النسبة فى انخفاض لأن ذلك يدل على نقص فى كمية المواد العضوية، ثم يبدأ الجوع الذى يقتل كمية من  الكائنات الحية وينخفض معدل استهلاك الأكسجين وتقل حركة ونشاط الكائنات الحية الموجودة.

ج- عمر الحمأة

عمندما تكون الكائنات الحية حديثة التكوين فهى بذلك تكون كالأطفال صغار السن تأكل جيداً وتتميز بخفة الوزن وكثرة الحركة، لذلك يصعب ترسيبها.

بعكس ما إذا كانت الكائنات الحية باقية لمدة طويلة فى أحواض التهوية وتصبح فى حالة الكهولة فيقل استهلاكها للغذاء وتقل حركتها فلا تقدر على تكوين مجمومات وترسب بسرعة زائدة عن المطلوب.

والمطلوب لاستمرار كفاءة عملية التنقية الاحتفاظ بأكبر عدد من الكائنات الحية فى طور الشباب )عمر من 3 إلى 5 أيام(  فى حالة محطات الحمأة  المنشطة بالطريقة التقليدية. أما فى حالة استخدام طريقة التهوية الممتدة فيكون عمر الكائنات الحية من 20 إلى 30 يوم، حيث تتوافر فى هذا العمر جميع الشروط من حيث الاستهلاك الجيد للمواد العضوية كتغذية وزيادة فى الوزن والحركة البسيطة عند الترسيب، والتى تسمح باستخدامها كمرشح فى المروق الثانوى، فعندما تكون درجة الرسوب إلى القاع بطيئة يمكن لهذه المجموعات أن تلتقط معها ما يتبقى من المواد العالقة وهذا ما يجعل كفاءة التنقية تصل إلى أكثر من90 %

ولحساب عممر الحمأة نستخدم المعادلة التالية:

عمر الحمأة = وزن المواد العالقة فى حوض التهوية )كجم( / وزن المواد العالقة الخارجة من المروقات الابتدائية )كجم/ يوم(.

 

 

 

د. معامل حجم الحمأة

إذا أخذنا عمينة من السائل المخلوط من أحواض التهوية ووضعناها فى مخبار مدرج إلى علامة اللتر، تبدأ الرواسب فى النزول إلى أسفل وبعد 30 دقيقة من الزمن نلاحظ أن حجم ما ترسب فى قاع المخبار يختلف باختلاف العينات.

فمنها مثلا ما يصل حجمه إلى 500 مللى لتر وأخرى 250 مللى لتر، وغيرها تصل إلى 100 مللى لتر مثلا، ويدل ذلك على أن معدل الترسيب فى مدة 30  دقيقة يختلف باختلاف تكوين الحمأة.

ولشرح نتائج هذه التجربة نجد أن معدل الترسيب البطىء ) 500 مللى لتر مثلا ( بعد 30 دقيقة يدل على أن الحمأة أخف وزناً مما أعطى ترسيب 350 مللى لتر، والتجربة التى أعطت 100مللى لتر بعد 30 دقيقة تعتبر أثقلهم فى الوزن. بمعنى أن الحمأة الخفيفة تدل على أنها حديثة التكوين )صغيرة السن( والثقيلة التى ترسب بسرعة تكون كبيرة السن. ولكى نتمكن من التحكم فى معدل الترسيب يجب أن نحسب معدل حجم الحمأة الذى يمكن حسابه من المعادلة التالية وتسمى (SVI) :

معدل حجم الحمأة (SVI)= حجم الحمأة المترسبة بعد 30 دقيقة بالمللى لتر / تركيز المواد العالقة فى نفس العينة )مجم/لتر(

 

 

 

 

 

 

ويبين الشكل التالي بعض العوامل المؤثرة والمتحكمة في كفاءة المعالجة البيولوجية لمياه الصرف بالحمأة المنشطة.

أحمد أحمد السروي

إستشاري معالجة المياه والدراسات البيئية

المراجع العلمية

• احمد السروي, المراقبة والتحكم في عمليات المعالجة البيولوجية , دار الكتب العلمية 2106.
• أسس التحكم فى المعالجات البيولوجية باستخدام نتائج التحاليل الكيميائية, الدورة التدريبية عمن: خطوات العمل القياسية للتحاليل المعملية لمياه الصرف الصحى, كوفى – كيمونكس مصر, 2008.