מפעל לטיהור שפכים נאבק ב-3 מעגלים קסמים.

כמפעל בקרת זיהום, המשימה החשובה ביותר של מכון טיהור שפכים היא לוודא שהקולחים עומדים בתקנים. עם זאת, עם תקני ההזרמה המחמירים יותר ויותר והאגרסיביות של פקחי הגנת הסביבה, היא הביאה לחצים תפעוליים גדולים על המתקן לטיהור שפכים. זה באמת נהיה קשה יותר ויותר להוציא את המים.

על פי התבוננותו של המחבר, הגורם הישיר לקושי להגיע לתקן הזרמת מים הוא שבדרך כלל ישנם שלושה מעגלים קסמים במפעלי הביוב של ארצי.

הראשון הוא מעגל הקסמים של פעילות בוצה נמוכה (MLVSS/MLSS) וריכוז בוצה גבוה; השני הוא מעגל הקסמים של ככל שכמות הכימיקלים להסרת זרחן גדולה יותר, כך תפוקת הבוצה גדולה יותר; השלישי הוא מפעל טיהור שפכים לטווח ארוך פעולת עומס יתר, ציוד לא ניתן לשיפוץ, פועל עם מחלות כל השנה, מה שמוביל למעגל קסמים של יכולת טיפול בביוב מופחתת.

#1

מעגל הקסמים של פעילות בוצה נמוכה וריכוז גבוה של בוצה

פרופסור וואנג הונגצ'ן ביצע מחקר על 467 מפעלי ביוב. הבה נסתכל על נתוני פעילות הבוצה וריכוז הבוצה: מבין 467 מפעלי הביוב הללו, ל-61% ממתקני הטיהור שפכים יש MLVSS/MLSS פחות מ-0.5, לכ-30% ממתקני הטיהור יש MLVSS/MLSS מתחת ל-0.4.

ריכוז הבוצה של 2/3 מהמכוני טיהור שפכים עולה על 4000 מ"ג/ליטר, ריכוז הבוצה של 1/3 מהמכוני טיהור שפכים עולה על 6000 מ"ג/ליטר, וריכוז הבוצה של 20 מכוני טיהור שפכים עולה על 10000 מ"ג/ליטר.

מהן ההשלכות של התנאים הנ"ל (פעילות בוצה נמוכה, ריכוז בוצה גבוה)? אמנם ראינו הרבה מאמרים טכניים שמנתחים את האמת, אבל במילים פשוטות, יש תוצאה אחת, כלומר תפוקת המים עולה על התקן.

ניתן להסביר זאת משני היבטים. מצד אחד, לאחר שריכוז הבוצה גבוה, על מנת למנוע שקיעת בוצה, יש צורך להגביר את האוורור. הגדלת כמות האוורור לא רק תגדיל את צריכת החשמל, אלא גם תגדיל את הקטע הביולוגי. הגדלת החמצן המומס תחטוף את מקור הפחמן הנדרש לדניטריפיקציה, מה שישפיע ישירות על השפעת הדניטריפיקציה ופינוי הזרחן של המערכת הביולוגית, וכתוצאה מכך נגרם עודף N ו-P.

מצד שני, ריכוז הבוצה הגבוה גורם לעלייה בממשק הבוץ-מים, והבוצה אובדת בקלות עם שפכי מיכל השקיעה המשני, אשר יחסמו את יחידת הטיפול המתקדם או יגרום ל-COD ו-SS של הקולחין לחרוג מהתקן.

לאחר שנדבר על ההשלכות, בואו נדבר מדוע לרוב מפעלי הביוב יש בעיה של פעילות בוצה נמוכה וריכוז גבוה של בוצה.

למעשה, הסיבה לריכוז הבוצה הגבוה היא פעילות הבוצה הנמוכה. מכיוון שפעילות הבוצה נמוכה, על מנת לשפר את השפעת הטיפול, יש להגביר את ריכוז הבוצה. פעילות הבוצה הנמוכה נובעת מכך שהמים הזורמים מכילים כמות גדולה של חול סיגים, הנכנס ליחידת הטיפול הביולוגי ומצטבר בהדרגה, דבר המשפיע על פעילות המיקרואורגניזמים.

יש הרבה סיגים וחול במים הנכנסים. האחת היא שהשפעת היירוט של הסורג גרועה מדי, והשנייה היא שיותר מ-90% ממפעלי טיהור שפכים בארצי לא בנו מכלי שיקוע ראשוניים.

יש אנשים שישאלו, מדוע לא לבנות מיכל שיקוע ראשוני? זה לגבי רשת הצינורות. יש בעיות כמו חיבור שגוי, חיבור מעורב וחיבור חסר ברשת הצינורות במדינה שלי. כתוצאה מכך, לאיכות המים המושפעת של מפעלי ביוב יש בדרך כלל שלושה מאפיינים: ריכוז מוצק אנאורגני גבוה (ISS), COD נמוך, יחס C/N נמוך.

ריכוז המוצקים האנאורגניים במים הזורמים גבוה, כלומר תכולת החול גבוהה יחסית. במקור, מיכל השקיעה הראשוני יכול להפחית כמה חומרים אנאורגניים, אך מכיוון שה-COD של המים הזורמים נמוך יחסית, רוב מפעלי הביוב פשוט אל תבנו מיכל שיקוע ראשוני.

בסופו של דבר, פעילות בוצה נמוכה היא מורשת של "צמחים כבדים ורשתות קלות".

אמרנו שריכוז בוצה גבוה ופעילות נמוכה יובילו לעודף N ו-P בשפכים. בשלב זה, אמצעי התגובה של רוב מפעלי הביוב הם הוספת מקורות פחמן וחומרים אי-אורגניים. עם זאת, הוספה של כמות גדולה של מקורות פחמן חיצוניים תוביל לעלייה נוספת בצריכת החשמל, בעוד שהוספת כמות גדולה של חומר פקקים תייצר כמות גדולה של בוצה כימית, שתגרום לעלייה בריכוז הבוצה ולהפחתה נוספת בפעילות הבוצה, תוך יצירת מעגל קסמים.

#2

מעגל קסמים שבו ככל שהשימוש בכמות הכימיקלים להסרת זרחן גדולה יותר, כך ייצור הבוצה גדול יותר.

השימוש בכימיקלים להסרת זרחן הגדיל את ייצור הבוצה ב-20% עד 30%, או אפילו יותר.

בעיית הבוצה היא דאגה מרכזית של מכוני טיהור שפכים מזה שנים רבות, בעיקר בגלל שאין מוצא לבוצה, או שהיציאה לא יציבה. .

זה מוביל להארכת גיל הבוצה, וכתוצאה מכך תופעת הזדקנות הבוצה, ואף חריגות חמורות יותר כמו התנפחות הבוצה.

לבוצה המורחבת יש צפיפות לקויה. עם אובדן הקולחים ממיכל השקיעה המשני, יחידת הטיפול המתקדמת נחסמת, אפקט הטיפול מצטמצם וכמות מי השטיפה לאחור עולה.

העלייה בכמות מי השטיפה לאחור תוביל לשתי השלכות, האחת היא הפחתת השפעת הטיפול של הסעיף הביוכימי הקודם.

כמות גדולה של מי שטיפה חוזרת למיכל האוורור, מה שמפחית את זמן השמירה ההידראולית בפועל של המבנה ומפחית את השפעת הטיפול של הטיפול המשני;

השני הוא להפחית עוד יותר את אפקט העיבוד של יחידת עיבוד העומק.

מכיוון שיש להחזיר כמות גדולה של מי שטיפה לאחור למערכת סינון הטיפול המתקדם, קצב הסינון מוגבר וכושר הסינון בפועל מופחת.

השפעת הטיפול הכוללת הופכת ירודה, מה שעלול לגרום לסך הזרחן וה-COD בשפכים לחרוג מהסטנדרט. על מנת למנוע חריגה מהתקן, מפעל הביוב יגביר את השימוש בחומרים לסילוק זרחן, שיגדילו עוד יותר את כמות הבוצה.

לתוך מעגל קסמים.

#3

מעגל הקסמים של עומס יתר ארוך טווח של מפעלי ביוב ויכולת טיהור שפכים מופחתת

טיפול בשפכים תלוי לא רק באנשים, אלא גם בציוד.

ציוד ביוב נלחם בחזית הטיפול במים כבר זמן רב. אם זה לא יתוקן באופן קבוע, בעיות יתרחשו במוקדם או במאוחר. עם זאת, ברוב המקרים, לא ניתן לתקן ציוד ביוב, כי ברגע שציוד מסוים יפסיק, תפוקת המים צפויה לחרוג מהתקן. לפי שיטת הקנסות היומיים כולם לא יכולים לעמוד בזה.

מבין 467 מתקני טיהור שפכים עירוניים שנסקרו על ידי פרופסור וואנג הונגצ'ן, כשני שלישים מהם בעלי שיעורי עומס הידראוליים הגבוהים מ-80%, כשליש יותר מ-120%, ו-5 מתקני טיהור שפכים גבוהים מ-150%.

כאשר קצב העומס ההידראולי גדול מ-80%, למעט כמה מכוני טיהור שפכים סופר-גדולים, מכוני טיהור שפכים כלליים אינם יכולים לסגור את המים לצורך תחזוקה בהנחה שהקולחים מגיעים לתקן, ואין מי גיבוי למאווררים ויניקת מיכלי שיקוע ומגרדים. הציוד התחתון יכול לעבור שיפוץ מלא או החלפה רק כאשר הוא מתרוקן.

כלומר, כ-2/3 ממפעלי הביוב אינם יכולים לתקן את הציוד בהנחה שהקולחים עומדים בתקן.

על פי המחקר של פרופסור וואנג הונגצ'ן, תוחלת החיים של המאווררים היא בדרך כלל 4-6 שנים, אך 1/4 ממפעלי הביוב לא ביצעו תחזוקת אוורור אוורור על המאווררים במשך 6 שנים. את מגרדת הבוץ, שצריך לרוקן ולתקן, לא מתקנים בדרך כלל כל השנה.

הציוד פועל עם מחלה מזה זמן רב, ויכולת הטיפול במים הולכת ומחמירה. על מנת לעמוד בלחץ של יציאת המים, אין דרך לעצור אותו לצורך תחזוקה. במעגל קסמים שכזה, תמיד תהיה מערכת טיהור שפכים שתעמוד בפני קריסה.

#4

לכתוב בסוף

לאחר שהגנת הסביבה נקבעה כמדיניות הלאומית הבסיסית של ארצי, התפתחו במהירות תחומי בקרת זיהום המים, הגז, המוצקים, הקרקע ושאר הזיהום, ביניהם ניתן לומר שתחום הטיפול בשפכים הוא המוביל. רמה לא מספקת, הפעלת מפעל הביוב נקלעה לדילמה, ובעיית רשת הצינורות והבוצה הפכה לשני החסרונות העיקריים של תעשיית הטיפול בשפכים של ארצי.

ועכשיו, הגיע הזמן לפצות על החסרונות.