אין יותר פחדים בהפעלת מערכות טיפול ביולוגיות בשפכים!
תהליך הבוצה הפעילה ממלא תפקיד מכריע בטיפול בשפכים והוא נחקר רבות הן מקומי והן בינלאומי. התבוננות בשלב הביולוגי של בוצה פעילה במהלך טיפול בשפכים וניתוח שינויים בקהילה הביולוגית הם בעלי חשיבות מנחה משמעותית לפעילות התקינה לטווח ארוך של מערכות טיפול בשפכים.
מאמר זה מציג את השיטות להתבוננות בשלב הביולוגי בתהליך הבוצה הפעילה ודן בתפקידו המעיד בטיפול בשפכים, מתן הדרכה לתפעול וניהול יעיל של מערכות טיפול בשפכים.
מדוע השלב הביולוגי יכול לשקף את מצבה של מערכת שפכים?
העיקרון הוא שהמיקרואורגניזמים, הפרוטוזואה והמטזואה בבוצה הפעילה מתחמצנים ומפרקים חומר אורגני בשפכים ל-CO2 ו-H2O בתנאי אוורור. כמה חומרים אנאורגניים, כגון PO43-, NH3 ו-H2S, מתפרקים, והאנרגיה שנוצרת בתהליך זה משמשת לצמיחה ורבייה של המיקרואורגניזמים עצמם.
עם זרימה מתמשכת של שפכים, השלב הביולוגי גדל ומתרבה ברציפות בשפכים, ובסופו של דבר יוצר מערכת אקולוגית יציבה יחסית עם פונקציות פירוק מסוימות.
היווצרותה של מערכת אקולוגית יציבה זו נהנית מסביבת גידול נוחה לשלבים הביולוגיים, כולל טמפרטורה, pH, עומס אורגני, ריכוז אנטיביוטיקה ואספקת חמצן. כאשר גורמי הבקרה במערכת הטיפול בשפכים משתנים, משתנים בהתאם גם הסוגים, הכמויות והתפקודים הפעילים של שלבים ביולוגיים שונים בבוצה הפעילה.
במידה מסוימת, שינויים בשלב הביולוגי של בוצה פעילה במערכת הטיפול משקפים את איכות ומצב פעולת מערכת הטיפול בשפכים.
לפיכך, על ידי התבוננות בשינויים בכמות השלבים הביולוגיים והבוצה הפעילה במערכת הטיפול בשפכים, נוכל להבין את מצב ההפעלה ואיכות מערכת הטיפול ולהתאים את תנאי התפעול במועד כדי לשנות את השלב הביולוגי, תוך הבטחת המשך פעילותה התקינה של מערכת הטיפול. כיום, התצפית על השלב הביולוגי במערכות טיהור שפכים נמצאת בשימוש נרחב בתחום הטיפול במים.
שיטות לתצפית על השלב הביולוגי של בוצה פעילה
יישוב ביצועים של בוצה פעילה
קח בוצה פעילה טריה, הנח אותה בגליל מדורג של 100 מ"ל, תן לה לעמוד לפרק זמן מסוים, ובדוק היטב את קצב שקיעת הבוצה, האם ממשק המים של הבוצה נקי והאם הסופרנטנט שקוף וכו'.
תצפית על השלב הביולוגי של בוצה פעילה
לפני התבוננות, לערבב היטב את המדגם. בעזרת פיפטה כמותית בקוטר- גדול (המבטיחה גישה נוחה לבוצה המופעלת), לטפטף 0.05 מ"ל מהדגימה על גבי שקף זכוכית, לכסות במשטח כיסוי ולצפות במיקרוסקופ. תחילה, צפה בהגדלה של פי 100, סקור את כל שדה הראייה כדי לקבל הבנה ראשונית של השלב הביולוגי של המדגם, כולל מצב הקבוצות, גודל החלקיקים, הדחיסה והאוכלוסיות הנצפות של פרוטוזואה ומטזואה.
זהה את האורגניזמים הגדולים ביותר בשלב הביולוגי, שכן אלה מצביעים במידה רבה על זמן השהייה של הבוצה. כאשר התצפית בהגדלה של פי 100 אינה מספקת, השתמש בהגדלה פי 400. חשובים במיוחד הם חלקי הפה, מיקומי ההתקשרות והמספרים של הדגלים, דפוסי התקשרות ריסי, וגידול פטרייתי חוטי; אלה דורשים הגדלה של פי 400 ומעלה לצורך תצפית ברורה.
התפקיד האינדיקטיבי של תצפית ביולוגית של בוצה פעילה
המבנה של בוצה פעילה
התכונות הפיזיקליות והביולוגיות השונות של בוצה פעילה משקפות באופן אובייקטיבי את המצב התפעולי של תהליך הטיפול בשפכים.
אם במהלך התצפית נמצאו קבוצות הבוצה המופעלת גדולות, עם קצוות ברורים ומבנה צפוף, בעלי תכונות ספיחה ושקיעה טובות, הדבר מצביע על כך שמערכת הטיפול בשפכים פועלת היטב ויכולה להפריד ביעילות בין בוצה ומים בתהליכי טיפול לאחר מכן, וכתוצאה מכך איכות שפכים טובה.
התבונן במים בין הקבוצות עבור כל מוצקים מרחפים (SS). ריכוז גבוה יותר של SS מצביע על כמות גדולה של מוצקים מרחפים בשפכים. כאשר מערכת הטיפול מתקלקלת, מבנה הבוצה מתרופף, הצברים הופכים קטנים יותר, ומופיעים מספר רב של פרוטוזואה ומטאזואים, לרבות תולעים בצורת Paramecium,-שעועית, תולעים נפרוטיות, אמבות וטריכומונאות. זה מצביע על ביצועי שקיעת בוצה גרועים והפרדת מים- לא יעילה של בוצה, המשפיעה על איכות הקולחים.
אינדיקציה לשלב ביולוגי
(1) תפקיד אינדיקטיבי של פרוטוזואה ומטזואה
חיווי עומס משפיע:
בבוצה פעילה שפועלת בדרך כלל, השלב הביולוגי נשאר יציב יחסית, כאשר הפרוטוזואה מורכבת בעיקר ממינים כמו Entomopathia, Vorticostella ו-Rotifers. כאשר מופיעים מטאזואים גבוהים יותר כגון דובים-כמו חרקים ופרת משה רבנו, זה מצביע על כך שעומס השפעת מי השפכים נמוך. כאשר מערכת הטיפול פועלת בעומס נמוך למשך זמן רב ונכנסת להזדקנות, יופיעו מיקרו מטאזואים כגון עובבים ונמטודות.
בשלב זה, יש להגביר את עומס הבוצה. כאשר מספר הפרוטוזואה בבוצה פעילה מצטמצם באופן משמעותי בהשוואה למצב הרגיל, וחלק מהפרוטוזאות כמו נבלות המופיעות בתנאי עומס נמוך נעלמים, ולא מופיעים מטאזואים, זה מצביע על כך שעומס השפע גבוה מדי, והאמבות וכמה דגלים קטנים דומיננטיים [2]. בשלב זה, יש לנקוט בצעדים כגון הפחתת מי השפכים והפחתת פליטת הבוצה על מנת להפחית את עומס הבוצה ולשמור על פעילותה התקינה של המערכת.
מחוון חמצן מומס:
כאשר החמצן המומס בבוצה פעילה אינו מספיק, לעתים קרובות מופיעים פרוטוזואה כגון Atorva, חיידקי גופרית, עקרב וניאופורמציה. במקביל, תחת עומס גבוה ואיוורור מספיק, מופיעים מספר רב של דגלים קטנים. בשלב זה, יש לנקוט באמצעים כגון הגברת האוורור כדי להגדיל את החמצן המומס. כאשר החמצן המומס גבוה, אורגניזמים כמו אמבות, סרקודקטילוס וענבונים מופיעים לעתים קרובות. בשלב זה, יש לנקוט באמצעים כגון הפחתת אוורור והגדלת יחס החזרת הבוצה להגברת ריכוז הבוצה ולהפחתת עומס הבוצה.
חיווי pH של מי שפכים:
כאשר מי השפכים הם בסיסיים ביותר, מתרחשות לעיתים קרובות תופעות כמו שפכים עכורים, התפוררות בוצה פעילה, מוות והתפוררות פרוטוזואים ויעילות טיפול מופחתת. יש להוסיף חומצה בזמן כדי לנטרל אותה. כאשר החומציות חזקה מדי, למיכל הטיפול בבוצה פעילה יש לרוב ריח חמצמץ, יעילות הטיפול יורדת והפעילות של שלבים ביולוגיים שונים יורדת. בשלב זה, יש להוסיף אלקלי בזמן כדי להתאים אותו.
(2) תפקיד אינדיקטיבי של שינויים בגודל האוכלוסייה של אותו אורגניזם
בתנאי הפעלה רגילים, מערכת הטיפול בשפכים שומרת על כמות ומגוון אורגניזמים יציבים יחסית. לעומת זאת, כאשר סוגי וכמויות האורגניזמים משתנים באופן משמעותי, זה מצביע על כך שסביבת מערכת הטיפול בשפכים עוברת שינויים מקבילים.
כאשר מספר רב של חיידקים חוטיים מופיעים בבוצה, זה מצביע על כך שהבוצה כבר התנפחה או עומדת להתנפח. אלה כוללים חיידקים כגון *Sphaerocephala*, *Thiobacillus benziii*, *Nocardia* ועובשים. יש לנקוט בצעדים הרלוונטיים בהקדם על מנת לעכב את צמיחתם של חיידקים חוטיים, להתאים תנאי טיפול שונים של המערכת ולשמור על פעילות יציבה של מערכת הטיפול.
כאשר מבנה הגוש רופף, קבוצות קטנות הופכות למזון עבור גלגלונים מסוימים. עם מזון בשפע, גלגלונים מתרבים יתר על המידה. במקרה זה, הבוצה מתיישנת, ויש לנקוט בצעדים מתאימים לסילוק בוצה כדי למנוע את הנזק שנגרם מהזדקנות הבוצה לאפקט הטיפול במים. פרוטוזואה וכמה חיות מיקרו-רגישות יותר לרעלים מאשר לרעלים עצמם. סיבי מיגון הם אינדיקטור חשוב בבוצה פעילה. כאשר סוג זה של בוצה פוחת במהירות, זה מעיד על נוכחות של חומרים רעילים בשפכים. זה דורש טיפול מוקדם בזמן.
תַקצִיר
בוצה פעילה היא מערכת אקולוגית יציבה יחסית עם פונקציית פירוק מסוימת. היווצרותה של מערכת אקולוגית יציבה זו נהנית מסביבת גידול נוחה לקהילה הביולוגית. כאשר התנאים הסביבתיים במערכת הטיפול בשפכים ישתנו, תשתנה גם הקהילה הביולוגית המקבילה. שינויים בקהילה הביולוגית משקפים, במידה מסוימת, את איכות ומצבה של מערכת הטיפול בשפכים.
בתפעול וניהול מערכות טיהור שפכים, ניתן ללמוד את המצב התפעולי של המערכת על ידי צפייה בשינויים בשלב הביולוגי של בוצה פעילה. זה מאפשר זיהוי בזמן של בעיות ויישום אמצעים להבטחת פעולה רציפה ויציבה. עם זאת, השלב הביולוגי של בוצה פעילה משתנה באופן משמעותי בין אזורים שונים ומפעלי טיהור שפכים בשל הבדלים באיכות המים, תהליכי הטיפול וסוגי השפכים.
לכן, בפועל, חיוני לשקול נסיבות ספציפיות וללמוד את הקשר בין שינויים באיכות המים לשינויי פאזה ביולוגית במקרים מתאימים. התבוננות בשינויים אלו תנחה טוב יותר את התפעול והניהול של מתקני טיהור שפכים.