المحددات الأولية هي وحدة أساسية في الخطوط الأمامية في محطات معالجة مياه الصرف البلدية. تقع في أعلى مستوى المعالجة البيولوجية، ودورها بسيط بشكل مخادع: فصل المواد الصلبة القابلة للاستقرار عن الماء باستخدام الجاذبية. لكن في الواقع، فإن التوضيح الأولي الضعيف هو أحد أولى علامات التحذير لفشل التخثر في الأعلى وعدم استقرار العمليات في المراحل اللاحقة.
عندما يكون أداء الصفاء الأساسي ضعيفا، غالبا ما يركز المشغلون على التحميل الهيدروليكي أو الأعطال الميكانيكية. بينما هذه العوامل مهمة، تظهر التجربة أن يظل التجلط غير الفعال وتكوين التكتلات هما السبب الجذري الأكثر شيوعا . فهم كيفية انتشار فشل التخثر إلى مشاكل التوضيح الأولي أمر ضروري لتشغيل المصنع بشكل مستقر.
دور المصفيات الأولية في معالجة مياه الصرف البلدية
تقوم المصفي الأولي بإزالة المواد الصلبة المعلقة القابلة للاستقرار والحصى والألياف، والحطام العضوي، وجزء من حمل جسيمات COD قبل دخول مياه الصرف إلى المفاعلات البيولوجية. من خلال تقليل العكارة والتحميل العضوي، فإنهما:
- حماية أنظمة التهوية والأغشية في الأسفل
- تقليل مخاطر انتشار الحمأة في العلاج البيولوجي
- تحسين استقرار النبات بشكل عام والامتثال لمياه الصرف الصحي
اعتمادا على تصميم النبات، قد تكون المصاحات الأساسية تدفق أفقي، عمودي، أو تدفق شعاعي أنواع. بغض النظر عن التكوين، يعتمد أدائها بشكل كبير على جودة التخثر في الأعلى عندما تهيمن المواد الصلبة الناعمة أو الغروية على المادة المتأثرة.
أعراض ضعف أداء المصفيات الأولية
عندما يفشل التجلط أو يصبح غير مستقر، تظهر مشاكل التوضيح الأساسي عادة بثلاث طرق قابلة للملاحظة.
1. تدهور جودة الصرف الصحي
- الصرف الأولي العكر
- المواد الصلبة المعلقة المرتفعة (SS)
- كفاءة إزالة COD منخفضة
الجسيمات الدقيقة التي تفشل في التجمع إلى كتل كثيفة تبقى معلقة ويمكن نقلها بسهولة مع الفاض، مما يؤثر مباشرة على الوحدات البيولوجية في اتجاه مجرى النهر.
2. ترسيب الطين والعيوب العائمة
- ترسيب الطين البطيء أو غير الكامل
- بطانيات طين فضفاضة وناعمة
- الطفو الحمأة أو الطين الشبيه بالكتلة المرتفعة إلى السطح
قد ينتج عن طفو الحمأة إلى:
- احتباس مفرط من الحمأة يؤدي إلى تكون غازات لاهوائية
- محتوى الزيت والشحوم العالي يقلل من كثافة الحمأة
- الكتل سيئة التكوين التي تحبس الغاز بسهولة
3. الإشارات الميكانيكية والتشغيلية
- تراكم مفرط للحمأة في قاع الخزان
- اهتزاز الكاشط، الانزلاق، أو الضوضاء غير الطبيعية
- فشل سلسلة الكاشط المتكرر أو رحلات التحميل الزائد
غالبا ما تكون هذه الأعراض الميكانيكية النتائج الثانوية ، وليس الأسباب الأساسية.
تحليل السبب الجذري: لماذا يقلل فشل التخثر من التوضيح الأولي
1. تباين جودة المياه المؤثر
التوضيحات الأولية حساسة جدا للتغيرات المفاجئة في الخصائص المؤثرة:
- تحميل المواد الصلبة المعلقة عالية ما هو أبعد من قدرة التصميم
- تقلبات الرقم الهيدروجيني خارج نطاقات التخثر المثلى
- درجة حرارة المياه المنخفضة (<10 °م) تقليل التحلل المائي وتصادم الجسيمات
- الزيت العالي، الشحوم، المواد السطحية السطحية، أو المواد العضوية القابلة للذوبان طلاء أسطح الجسيمات
- ظروف العكارة المنخفضة، حيث يكون احتمال تصادم الجسيمات غير كاف
بدون تعديل، يمكن لهذه التغييرات أن تخفض كفاءة التخثر فورا.
2. سوء إدارة المواد المخثرة والفلوكولات
عادة ما تنقسم الأعطال المرتبطة بالتخثر إلى أربع فئات:
-
الجرعة المنخفضة
تظل الكتل صغيرة وضعيفة وبطيئة الاستقرار -
الجرعة الزائدة
تعيد الغراب الاستقرار؛ الكتل الكبيرة الحجم تكسر تحت القص -
نوع المادة التخثرية غير الصحيح
على سبيل المثال، أداء كبريتات الألمنيوم ضعيف تحت درجات حرارة منخفضة أو درجة حموضة غير مستقرة، حيث الألمنيوم المبلمر (PAC) أو أن أملاح الحديد ستكون أكثر متانة -
غير مناسب فلوكولانت (PAM) التطبيق
يمنع الذوبان غير الكافي أو فقدان تأثير الجسر نمو الكتل
علامة تشخيصية رئيسية هي ضعف رؤية الكتلة في حوض التخثر: تظهر الكتل مغبرة، مجزأة، أو غائبة تماما.
3. قيود الهيدروليكية ومعاملات العمليات
حتى الكتتل المتكونة جيدا ستفشل إذا كانت الظروف الهيدروليكية غير مواتية:
- معدل التحميل السطحي المفرط
- وقت احتجاز هيدروليكي غير كاف
- قصر كهربائي ناتج عن توزيع تأثير غير متساو
- هندسة الخزان غير المناسبة لأنماط التدفق الفعلية
في مثل هذه الحالات، لا تبقى الكتل في الصفاء لفترة كافية لتستقر.
4. مشاكل إزالة وصيانة الحمأة
المشاكل المرتبطة بالوحل تزيد من فشل التخثر:
- سحب الطين متأخر أو غير كاف
- تراكم بطانية الحمأة يتداخل مع استقرار الكتلة الجديدة
- الظروف اللاهوائية تنتج غاز النيتروجين أو الميثان
- خلل في الكاشطة يمنع إزالة الحمأة في الوقت المناسب
غالبا ما يحول سوء إدارة الحمأة مشكلة التخثر إلى فشل مستمر في جهاز التوضيح.
5. عوامل التداخل النظامي
المساهمون الأقل وضوحا ولكن النقديون يشملون:
- تدفق عودة الحمأة من المعالجة الثانوية، إدخال النترات التي تحفز تكوين غازات إزالة الإزالة
- الطحالب العالية أو المادة العضوية المذابة، يتطلب الأكسدة المبدئية أو اختيار مادة تخثر بديلة
يجب استبعاد هذه العوامل قبل محاولة الحلول الميكانيكية البحتة.
تسلسل تشخيصي عملي للمشغلين
عندما يتراجع أداء التوضيح الأولي، يمنع النهج المنظم التشخيص الخاطئ:
-
قيم التخثر أولا
تحقق من نوع المادة المخثرة، والجرعة، وتطبيق المادة الفوكوسكولية -
التحقق من الظروف المؤثرة
درجة الحموضة، درجة الحرارة، العكارة، COD، الزيت والشحوم -
فحص الهيدروليكا والمعدات
تشغيل الكاشطة، تردد سحب الحمأة -
تقييم التفاعلات على مستوى النظام
التدفقات العائدة، التداخل الكيميائي في الأعلى
فقط بعد تأكيد ثبات التخثر يجب النظر في القيود الهيكلية أو التصميمية.
استراتيجيات التصحيح والتحسين
1. تحسين أداء الاستقرار
- تحسين جرعة مادة التخثر والجلطة من خلال اختبار البرطمانات
- ضبط الانتقاء الكيميائي بناء على درجة الحرارة ودرجة الحموضة
- تثبيت درجة الحموضة والقلوية في الأعلى لدعم التحلل المائي
2. التحكم في طفو الحمأة
- زيادة تكرار وحجم سحب الحمأة
- تجنب العيش المفرط في الطين
- راقب ارتفاع الزيوت والشحوم
3. منع تراكم الحمأة المفرط
- معدل سحب الحمأة في الرابط إلى تحميل المواد الصلبة المعلقة
- راقب اتساق حركة الكاشطة كمؤشر إنذار مبكر
4. تعزيز الإدارة التشغيلية
- إنشاء سجلات تشغيل التوضيح الأساسي
- تنفيذ بروتوكولات التعديل الموسمية (مثل استراتيجية درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء)
- جهز قدرة التجاوز الطارئة أو سعة الاستعداد
الخاتمة
نادرا ما يكون ضعف أداء المصفي الأساسي هو فشل وحدة معزولة. في معظم محطات معالجة مياه الصرف البلدية، يتم استخدام الانعكاس المباشر لعدم استقرار التخثر في الأعلى. سواء كان ذلك بسبب تقلبات جودة المياه، أو الجرعات الكيميائية غير المناسبة، أو إدارة غير كافية للحمأة، فإن فشل التخثر يضر بفصل الصلب عن السائل في أبسط مستوياته.
من خلال تبني "التحكم في المصدر – ضبط العمليات – صيانة المعدات" وبهذه العقلية، يمكن للمشغلين استعادة أداء المصفي الأساسي وحماية أنظمة المعالجة البيولوجية في المرحلة النهائية. التخثر المستقر ليس مجرد مشكلة كيميائية—بل هو أساس العلاج الأولي الموثوق.
