يعمل نظام التحلل المائي على تحلل المواد العضوية الجزيئية الكبيرة في مياه الصرف الصحي إلى مواد عضوية جزيئية صغيرة في ظل ظروف لا هوائية أو تحت ظروف نقص الأكسجين من خلال العمل الأيضي للكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية، مما يحسن من قابلية التحلل الحيوي لمياه الصرف الصحي. عملية التشغيل المحددة والنقاط الرئيسية هي كما يلي:
1 、 1 、 مبدأ التشغيل
يحد نظام تحمض التحلل المائي من عملية التخمير اللاهوائي إلى مرحلتي التحلل المائي وإنتاج الحمض من خلال التحكم في زمن الاحتباس الهيدروليكي (HRT)، وتجنب التدهور الكامل خلال مرحلة إنتاج الميثان. تشمل التفاعلات الأساسية ما يلي:
مرحلة التحلل المائي:
تفرز الكائنات الحية الدقيقة إنزيمات خارج الخلية (مثل البروتياز والليباز والسليولاز) لتكسير المواد العضوية غير القابلة للذوبان (مثل البروتينات والدهون والسكريات) إلى جزيئات صغيرة قابلة للذوبان (مثل الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والسكريات الأحادية).
على سبيل المثال، يتم تكسير السليلوز إلى سكريات السليلوز الثنائية والجلوكوز، بينما يتم تكسير البروتينات إلى ببتيدات قصيرة وأحماض أمينية.
مرحلة التحمض:
تقوم البكتيريا المنتجة للأحماض بتخمير نواتج التحلل المائي وتحويلها إلى أحماض دهنية متطايرة (VFA، مثل حمض الأسيتيك وحمض البروبيونيك وحمض الزبد) والكحول وثاني أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين.
عند هذه النقطة، تنخفض قيمة الأس الهيدروجيني للنظام بشكل طفيف (عادةً ما يتم الحفاظ عليها عند 5.5-6.5)، ولكنها لن تدخل مرحلة إنتاج الميثان.
2 、 عملية التشغيل
مرحلة المدخل:
يتم توزيع مياه الصرف الصحي بالتساوي في خزان التحميض المائي من خلال نظام توزيع المياه (مثل الأنابيب المثقبة السفلية وموزعات المياه الدوارة) لضمان التلامس الكافي مع الحمأة. يجب أن يستوفي نظام توزيع المياه المبادئ التالية:
يكون تدفق المياه لكل وحدة مساحة متماثلًا بشكل أساسي لمنع حدوث ماس كهربائي;
تلبية الطلب على الخلط الهيدروليكي وتعزيز خلط الحمأة ومياه الصرف الصحي;
من السهل ملاحظة الانسدادات وإزالتها بسرعة.
مرحلة التفاعل:
الظروف البيئية:
بيئة لا هوائية: يتم التحكم في الأكسجين المذاب (DO) بأقل من 0.2 مجم/لتر والحفاظ عليه من خلال تصميم محكم الإغلاق أو منخفض الاضطراب.
درجة الحرارة: تتميز درجة الحرارة المتوسطة (25-35 ℃) بكفاءة أعلى، ولكن يمكن أن تعمل أيضًا في درجة حرارة الغرفة (>15 ℃).
قيمة الأس الهيدروجيني: النطاق الأمثل هو 5.5 - 6.5، ويجب إضافة القلوية (مثل NaHCO3) لتخزين انخفاض الأس الهيدروجيني ومنع انهيار تحمض النظام.
العمل الميكروبي:
تعمل البكتيريا المُحللة للماء والبكتيريا المنتجة للأحماض معًا على تحليل الجزيئات العضوية الكبيرة تدريجيًا إلى جزيئات صغيرة من حمض الفوليك.
تمتص طبقة قاع الحمأة (تركيز MLSS 10000-20000 ملجم/لتر) وتعترض المواد الجسيمية، مما يحسن كفاءة التفاعل.
فصل المياه الطينية ومرحلة النفايات السائلة:
يتدفق السائل المختلط بعد التفاعل ببطء في الخزان، وتستقر الحمأة في قاع الخزان بسبب الجاذبية، مكونة طبقة حمأة. تتدفق المادة الطافية من السد العلوي أو المخرج الجانبي وتدخل وحدة المعالجة اللاحقة (مثل المعالجة البيولوجية الهوائية).
تصريف بعض الحمأة المعتقة بانتظام (التحكم في عمر الحمأة عند 10-20 يومًا) للحفاظ على نشاط الحمأة؛ يمكن إعادة جزء من المياه المعالجة إلى الواجهة الأمامية لضبط قيمة الأس الهيدروجيني للمياه العادمة المؤثرة أو تخفيف مياه الصرف الصحي عالية التركيز.
3 、 معلمات التحكم الرئيسية
زمن الاحتباس الهيدروليكي (HRT):
يتم التحكم فيها بشكل عام في غضون 4-12 ساعة، ويجب تعديلها وفقًا لنوع المادة العضوية في مياه الصرف الصحي وتركيزها ودرجة حرارتها. يمكن أن يؤدي الوقت القصير جدًا إلى تحلل مائي غير كامل، بينما قد يؤدي الوقت الطويل جدًا إلى تحمض مفرط للحمأة أو إنتاج كميات صغيرة من الميثان.
تركيز الحمأة (MLSS):
تعتبر الحمأة عالية التركيز (10000-20000 ملجم/لتر) هي المفتاح لوظائف النظام وتتطلب استخدام جهاز إعادة تدوير الحمأة للحفاظ على استقرار الكتلة الحيوية.
سرعة التدفق لأعلى:
يتم التحكم فيها بشكل عام عند 0.8-1.8 م/ساعة لضمان عدم ترسب الحمأة أو تدفقها بعيدًا.
جهد الأكسدة والاختزال (ORP):
من الضروري الحفاظ على نطاق من -100 إلى -300 مللي فولت وتنظيم نسبة NADH/NADH ⁺ من خلال الهيدروجيناز لتجنب تثبيط الأيض الناجم عن الاختزال المفرط.
4 、 الفعالية التشغيلية والمزايا التشغيلية
تحسين قابلية التحلل البيولوجي لمياه الصرف الصحي:
ويؤدي تحويل المركبات العضوية الجزيئية الكبيرة التي يصعب تحللها إلى جزيئات صغيرة سهلة التحلل من الأحماض العضوية المتطايرة إلى زيادة كبيرة في نسبة حمض البوتاسيوم والزيوت النباتية إلى حمض الكربون، مما يخلق ظروفًا مواتية للمعالجة الهوائية اللاحقة.
قم بإزالة بعض المواد العضوية:
من خلال الأيض الميكروبي، يمكن إزالة 10% -30% من COD في مياه الصرف الصحي، مما يقلل من ضغط المعالجة اللاحقة.
المواد الصلبة العالقة المعالجة مسبقاً:
يؤدي التحلل المائي إلى تخثر المواد الصلبة العالقة والمواد الغروية في مياه الصرف الصحي وترسبها، مما يقلل من تعكر النفايات السائلة ويقلل من خطر الانسداد في وحدات المعالجة اللاحقة.
تقلبات جودة المياه العازلة:
لديه قدرة تخزين مؤقتة معينة لحمل تأثير نوعية وكمية المياه الواردة، ويحقق استقرار ظروف تشغيل نظام المعالجة اللاحق.
