אנשים רבים שחדשים בטיפול בשפכים מתבלבלים בתחילה משני הקיצורים הללו באנגלית. על טבלת שיאי הריצה כתוב כל יום, אבל אם פתאום נשאל:
מה מייצג MLSS?
על מה MLVSS מסתכל שוב?
אנשים רבים יענו:
MLSS הוא ריכוז בוצה, MLVSS הוא בוצה אורגנית. "
הצהרה זו לא יכולה להיות שגויה, אבל למעשה, היא רק חצי צודקת.
אם אתה רק זוכר את המשמעויות של האותיות הללו, קשה להבין באמת את ערכן בפעולה בפועל. כדי להבין את שני האינדיקטורים הללו, עלינו להבהיר תחילה שאלה:
מהו הרכב ה"בוצה" במיכל האוורור.
ה"בוץ" במיכל האוורור אינו מורכב כולו ממיקרואורגניזמים
אנשים רבים חושבים באופן לא מודע שהבוצה במיכל הבוצה המופעלת היא מיקרואורגניזמים.
אבל המצב האמיתי הוא לא כזה.
הנוזל המעורב במיכל האוורור הוא למעשה מערכת מתלים מורכבת, אותה ניתן לחלק באופן גס לשלושה סוגי חומרים.
סוג אחד הוא מיקרואורגניזמים עצמם.
כולל חיידקים, פרוטוזואה ופרוטוזואה, אלו הם ה"עובדים" האמיתיים של מערכת הבוצה הפעילה, האחראים לפירוק חומר אורגני, דניטריפיקציה ניטריפיקציה ותגובות ספיגת זרחן.
הסוג השני הוא חומרים המיוצרים על ידי חילוף חומרים מיקרוביאלי.
למשל חומרים פולימריים חוץ-תאיים (EPS), פסולת מיקרוביאלית, חומרים קולואידים וכו'. למרות שאלו כבר לא תאים חיים, הם עדיין שייכים לחומר אורגני.
סוג נוסף הוא חלקיקים אנאורגניים.
לדוגמה, חלקיקי חול, משקעי מלח מתכת, חלקיקי מינרלים וכו' המובאים בזרימת מים. אלו אינם משתתפים בתגובות ביוכימיות, אלא יתקיימו במערכת לאורך זמן.
אז, הבוצה במיכל האוורור היא למעשה תערובת של חומר אורגני וחומר אנאורגני.
ההבדל בין MLSS ל- MLVSS טמון בעצם בהבחנה בין שני החלקים הללו.
MLSS: כמה "בוץ" יש במערכת
השם המלא של MLSS הוא Mixed Liquor Suspended Solids, שמתורגם ל:
ריכוז מוצקים מרחפים בתמיסה המעורבת.
במילים פשוטות, זה עונה על שאלה מאוד ישירה:
כמה מוצקים מרחפים יש במיכל האוורור.
זה כולל:
בַּקטֶרִיָה
שאריות אורגניות
חומרים קולואידים
חלקיקים אנאורגניים
משקעים ומשקעים
כל חומר מוצק המרחף במים ייספר ב-MLSS.
כלומר: MLSS=מוצקים אורגניים+מוצקים לא אורגניים
זה יותר כמו 'סרגל כולל' המשמש למדידת כמות הבוץ במערכת.
בפעולה מעשית, MLSS הוא אחד מחווני הבקרה הנפוצים ביותר. הטווח הטיפוסי של MLSS במערכות תהליכים שונות הוא בערך כדלקמן:
מערכת בוצה פעילה מסורתית: 2000-4000 מ"ג/ליטר
מערכת O ²: 3000-5000 מ"ג/ליטר
מערכת MBR: 6000-12000 מ"ג/ליטר
MLSS נמוך מדי, מה שמעיד על כך שאוכלוסיית החיידקים במערכת אינה מספקת, ויכול להיות שיכולת העיבוד לא תוכל לעמוד בעומס הזרימה.
אם ה-MLSS גבוה מדי, הוא עלול לגרום לבעיות כגון שיקוע לקוי, קושי באספקת חמצן ועומס מוגבר על מיכל השקיעה המשני.
לכן, המפעילים עוקבים אחר MLSS מדי יום, ובעצם צופים ב"שינויי נפח הבוץ" של המערכת.
MLVSS: החלק שבאמת משתתף בתגובה
השם המלא של MLVSS הוא Mixed Liquor Volatile Suspended Solids, שמתורגם ל:
ריכוז מוצקים מרחפים נדיפים בתמיסה המעורבת.
המילה החשובה ביותר כאן היא 'תנודתיות'.
בתנאי שריפה-בטמפרטורה גבוהה במעבדה:
חומר אורגני ישרף,
חומרים אנאורגניים יישארו בצורת אפר.
ניתן להעריך את תכולת החומר האורגני בדגימה לפי שינוי המשקל לפני ואחרי השריפה.
במערכת הבוצה הפעילה, רוב המוצקים האורגניים הם למעשה:
בַּקטֶרִיָה
מטבוליטים מיקרוביאליים
שאריות אורגניות
לכן, MLVSS נחשב בדרך כלל כמייצג את הביומסה במערכת.
אם MLSS מסתכל על כמה בוץ יש במערכת, אז MLVSS קרוב יותר להסתכל על:
כמה מזה בעצם מעורב בתגובות ביולוגיות.
בגלל זה, MLVSS מספק לעתים קרובות מידע בעל ערך רב יותר במהלך איתור באגים בתהליך או אבחון מערכת.
הקשר בין MLSS ל- MLVSS
מנקודת מבט של הגדרה, השניים הם למעשה מערכת יחסים מכילה.
במילים פשוטות, MLSS כולל MLVSS.
החלק האורגני ב-MLSS הוא MLVSS, בעוד החלק הנותר הוא מוצק אנאורגני.
במערכות בוצה פעילה, שתי אלו שומרות בדרך כלל על יחס יציב יחסית:
MLVSS / MLSS ≈ 0.65 - 0.8
כלומר, באופן כללי, כ-65% עד 80% מהמוצקים המרחפים במיכל האוורור שייכים לחומר אורגני.
אם שיעורה של מערכת יורד משמעותית, כמו מתחת ל-0.5, לרוב זה מצביע על שיעור גבוה של חומרים אנאורגניים במערכת.
מצב זה עשוי להתרחש בתרחישים הבאים:
למים הנכנסים יש תכולת חול גבוהה
שפכים תעשייתיים מביאים כמות גדולה של חלקיקים אנאורגניים
כמות הסרת הזרחן הכימית הנוספת גדולה יחסית
גיל הבוץ של המערכת ארוך מדי
בשלב זה עלול להיווצר מצב בו MLSS נראה גבוה, אך הביומסה של המערכת אינה גבוהה.
כלומר, 'יש יותר בוץ, אבל פחות מיקרואורגניזמים'.
כיצד מודדים MLSS ו- MLVSS
קביעת שני האינדיקטורים הללו מגיעה למעשה מאותו תהליך ניסיוני.
הניסוי מחולק באופן גס לשלושה שלבים.
השלב הראשון הוא לסנן את המדגם.
קח נפח מסוים של תמיסה מעורבת, סנן אותו דרך קרום מסנן, הסר את המים והשאיר רק מוצקים מרחפים.
השלב השני הוא ייבוש ב-105 מעלות.
יבש את קרום המסנן בתנור למשקל קבוע, והמשקל המוצק המתקבל בשלב זה הוא MLSS.
השלב השלישי הוא שריפת-טמפרטורה גבוהה ב-550 מעלות.
הכניסו את הדגימה המיובשת לכבשן מופל ושורפים אותה בטמפרטורה גבוהה. חומר אורגני יתחמצן ויתפרק, וישאיר רק אפר לא אורגני.
הפרש המשקל לפני ואחרי השריפה הוא MLVSS.
במילים פשוטות, זה אומר:
החלק השרוף הוא חומר אורגני.
החלק הנותר הוא חומר אנאורגני.
באמצעות שיטה זו, ניתן להשיג גם מחווני MLSS וגם MLVSS בו-זמנית.
כיצד להבין את שני האינדיקטורים הללו במהלך הפעולה
עבור מפעילי מפעלי ביוב, ניתן להבין את שני הנתונים הללו מכמה נקודות מבט.
כאשר MLSS יורד באופן משמעותי, זה אומר לעתים קרובות שנפח הבוצה של המערכת ירד, וייתכן שתהיה הפרשת בוצה מוגזמת או דליפת בוצה ממיכל השקיעה המשני.
כאשר MLSS ממשיך לעלות, זה עשוי להצביע על הפרשת בוצה לא מספקת ועלייה הדרגתית בגיל בוצת המערכת.
השינוי ביחס MLVSS/MLSS יכול לשקף את השינויים בהרכב המערכת.
אם הפרופורציה יורדת בהדרגה, זה בדרך כלל מעיד על הצטברות של חומרים אנאורגניים במערכת וירידה בשיעור המיקרואורגניזמים.
אם הפרופורציה נשארת יציבה בטווח סביר, זה מצביע על כך שמבנה המערכת בריא יחסית.
כמובן, בפעולה בפועל, MLSS ו- MLVSS בדרך כלל צריכים להישפט יחד עם אינדיקטורים אחרים, כגון:
SV30
יחס שקיעת בוצה
חמצן מומס
בדיקה מיקרוסקופית של מיקרואורגניזמים
רק על ידי שילוב של פיסות מידע אלו ניתן לשקף את מצב המערכת בצורה מקיפה יותר.
לסיכום
במערכות בוצה פעילה, MLSS ו- MLVSS משמשים לעתים קרובות יחד כשני אינדיקטורים.
MLSS מספר לנו כמה מוצקים מרחפים יש במערכת.
MLVSS מסביר עוד כמה מהמוצקים הללו שייכים לחומר אורגני, כלומר לביומסה.
פעמים רבות, מספיק רק להסתכל על MLSS כדי להשלים בקרה תפעולית יומיומית. אך כאשר המערכת נתקלת בחריגות, כגון ירידה ביעילות הטיפול או הידרדרות של תכונות הבוצה, MLVSS מספקת לעתים קרובות מידע מעמיק יותר-.
לדוגמה, מערכות מסוימות עשויות לחוות מצב שבו MLSS לא נראה נמוך, אך כוח העיבוד שלו פוחת באופן משמעותי.
בשלב זה, אם מתגלה MLVSS, לעיתים קרובות מתגלה ששיעור החומר האורגני ירד, החומר האנאורגני מצטבר בהדרגה במערכת, ומספר המיקרואורגניזמים שבאמת משתתפים בתגובה ירד.
הבנת MLSS ו- MLVSS היא למעשה הבנת דבר אחד:
הבוצה במיכל האוורור אינה מיקרואורגניזם בודד, אלא תערובת מורכבת של חומרים אורגניים ואי-אורגניים.
כאשר אנו מתמקדים בשני האינדיקטורים בו זמנית, אנו יכולים לראות בצורה ברורה יותר אילו שינויים התרחשו במערכת.