ما هو زمن الاحتباس الهيدروليكي (HRT)؟
يشير زمن الاستبقاء الهيدروليكي (HRT) إلى متوسط زمن بقاء المياه أو الحمأة في نظام المعالجة في المفاعل، أي متوسط زمن تفاعل مياه الصرف الصحي أو الحمأة والكائنات الحية الدقيقة في المفاعل الحيوي. وهو أحد المعلمات المهمة في تصميم وتشغيل أنظمة معالجة المياه، والذي يؤثر بشكل مباشر على تأثير تنقية النظام وجودة النفايات السائلة.
كيف يتم حساب العلاج التعويضي بالهرمونات؟
تُحسب سرعة الاستجابة السريعة على أنها سرعة الاستجابة السريعة = V/Q، حيث V هو الحجم الفعال للمفاعل وQ هو معدل التدفق المؤثر. وبدلًا من ذلك، يمكن حسابه باستخدام ارتفاع المفاعل وسرعة الارتفاع: HRT = H/u، حيث H هو ارتفاع المفاعل و u هي سرعة الارتفاع.
ما هي وظائف العلاج بمياه الصرف الصحي المعالجة بالهيدروجين في معالجة مياه الصرف الصحي؟
1) النمو الميكروبي والتمثيل الغذائي: في عمليات المعالجة البيولوجية، تؤثر تقنية المعالجة بالموارد البشرية بشكل مباشر على امتصاص المواد العضوية والنيتروجين والفوسفور والملوثات الأخرى وتدهورها وتحويلها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. تضمن المعالجة التعويضية بالموارد البشرية المناسبة أن الكائنات الحية الدقيقة لديها الوقت الكافي لإكمال أنشطتها الأيضية ضمن دورة حياتها، وبالتالي إزالة الملوثات بفعالية.
2) تأثير المعالجة والاستقرار: يساعد وقت الاحتباس الهيدروليكي المعقول في الحفاظ على استقرار تشغيل النظام. وقد يؤدي قصر فترة الاحتباس الهيدروليكي إلى عدم إتاحة الوقت الكافي للكائنات الدقيقة لمعالجة الملوثات بالكامل، مما يؤدي إلى تدني جودة النفايات السائلة؛ في حين أن فترة الاحتباس الهيدروليكي الطويلة جداً قد تسبب نمواً مفرطاً للكائنات الدقيقة في النظام، مما يسبب مشاكل مثل تضخم الحمأة.
3) تصميم العملية وتحسينها: عند تصميم منشآت معالجة مياه الصرف الصحي، فإن تحديد فترة المعالجة الحرارية المناسبة بناءً على تأثير المعالجة المتوقع وخصائص جودة المياه المؤثرة له أهمية كبيرة لتحسين كفاءة استخدام الموارد، وتقليل شغل الأراضي وتكاليف التشغيل.
4) التكيف مع تغيرات الأحمال: من خلال تعديل تقنية معالجة مياه الصرف الصحي، من الممكن الاستجابة بمرونة للتغيرات في تصريف مياه الصرف الصحي وتركيزات الملوثات، مما يسمح لمرافق معالجة مياه الصرف الصحي بالتعامل بفعالية أكبر مع ظروف التشغيل المختلفة.
كيف يتم ضبط العلاج التعويضي بالحرارة في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي المختلفة؟
هناك اختلافات كبيرة في تحديد زمن الاحتباس الهيدروليكي في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي المختلفة. فعلى سبيل المثال، في عملية الحمأة المنشطة، يجب أن تكون فترة الاحتباس الهيدروليكي طويلة بما يكفي لضمان قدرة الكائنات الحية الدقيقة على تحلل المواد العضوية والمغذيات بالكامل؛ بينما في نظام المفاعل الحيوي الغشائي (MBR)، بسبب كفاءته العالية في فصل المواد الصلبة عن السوائل، يمكن عادةً تعيين فترة احتجاز هيدروليكي أقصر للحفاظ على تأثيرات المعالجة الفعالة.
1) طريقة الحمأة المنشطة: تقوم طريقة الحمأة المنشطة بإزالة المواد العضوية والملوثات مثل النيتروجين والفوسفور من مياه الصرف الصحي من خلال أنشطة الأيض الميكروبية. ويتم تحديد فترة العلاج بالحمأة المنشطة بشكل عام بناءً على عوامل مثل خصائص مياه الصرف الصحي، ومعدل النمو الميكروبي، ومتطلبات المعالجة. وتفيد الفترة الزمنية الأطول للتشغيل الآلي للموارد البشرية في تحسين استقرار وشمولية التفاعلات الكيميائية الحيوية.
2) المفاعل الحيوي الغشائي (MBR): بالمقارنة مع طريقة الحمأة المنشطة التقليدية، يحقق المفاعل الحيوي الغشائي الفصل الفعال بين المواد الصلبة والسائلة من خلال مكونات الغشاء، لذلك حتى في ظل ظروف أقصر من العلاج بالحمأة المعالجة بالهيدروجين يمكن أن يحافظ على تركيز أعلى للحمأة وجودة ممتازة للنفايات السائلة. في هذه الحالة، يتم استخدام العلاج التعويضي التعويضي بالهرمونات بشكل أكبر لموازنة معدل تلوث الغشاء وتكرار التنظيف.
3) مفاعل الدفعات المتتابعة (SBR): تدمج عملية مفاعل الدُفعات المتسلسلة (SBR) بين سحب المياه والتفاعل والترسيب والصرف في كل دورة تشغيل. يجب أن يتوافق تصميمه مع خصائص تفاعلات الدُفعات ومتطلبات المعالجة لكل مرحلة، وأن يتم تعديله بمرونة للتكيف مع التغيرات في حمولة مياه الصرف الصحي وضمان وقت تفاعل كيميائي حيوي كافٍ ووقت ترسيب كافٍ.
4) عملية الهضم اللاهوائي: في عملية الهضم اللاهوائي، يؤثر وقت الاحتباس الهيدروليكي بشكل مباشر على كفاءة تحلل المادة العضوية ومعدل إنتاج الغاز الحيوي. بالنسبة للنفايات الصلبة أو مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز، قد تكون هناك حاجة إلى فترة أطول من زمن الاحتباس الهيدروليكي لضمان عملية هضم كافية.
كيفية ضبط العلاج التعويضي بالهرمونات في المواسم المختلفة؟
1) يعتمد ضبط زمن الاحتباس الهيدروليكي (زمن الاحتباس الهيدروليكي) في عملية معالجة المياه في المواسم المختلفة بشكل أساسي على تأثير التغيرات في درجات الحرارة على النشاط الميكروبي وكفاءة التحلل، بالإضافة إلى التقلبات المحتملة في جودة مياه الصرف الصحي:
2) الربيع والخريف: تكون درجة الحرارة في هذين الفصلين مستقرة نسبيًا والنشاط الميكروبي معتدل. في هذا الوقت، ينبغي إجراء الضبط الدقيق وفقاً لبيانات الرصد الروتينية لتقصير أو تمديد فترة العلاج التعويضي بالمياه بشكل مناسب.
3) الصيف: تكون درجة الحرارة أعلى في الصيف، وعادةً ما يكون نشاط الكائنات الحية الدقيقة أقوى، مما يسرع من معدل التحلل البيولوجي للمواد العضوية، وبالتالي تقصير فترة اختبار التحلل البيولوجي.
4) الشتاء: نظراً لانخفاض درجة الحرارة في فصل الشتاء، ينخفض نشاط الكائنات الحية الدقيقة بشكل كبير ويتباطأ معدل التحلل البيولوجي. في هذا الوقت، يجب تمديد فترة اختبار التحلل البيولوجي بشكل مناسب لضمان وجود وقت كافٍ لإكمال تحلل الملوثات.
