מתי להוסיף מקור פחמן במהלך טיפול במים?

חוסר איזון בין היחס בין דרישת חמצן ביולוגית (BOD) לבין דרישת חמצן כימית (COD): כאשר יחס BOD/COD בביוב נמוך מ-0.3, זה מצביע על כך שתכולת החומר האורגני המתכלה בביוב היא פעילות נמוכה ומיקרוביאלית מוגבלת. בשלב זה, יש להוסיף כראוי מקור פחמן כדי לשפר את יכולת הפירוק של מיקרואורגניזמים.

דרישות לתהליכי ניטריפיקציה ודניטריפיקציה: בתהליך של חמצון או דניטריפיקציה של אמוניה אנאירובית, נדרש מספיק פחמן אורגני כתורם אלקטרונים כדי להגיע להמרה יעילה של חנקן. אם מקור הפחמן במערכת אינו מספיק, תגובת הדניטריפיקציה עלולה להיחסם, ונדרש תוספת מקור פחמן נוספת.

ירידה בביצועי שקיעת הבוצה: למקור פחמן יש השפעה חשובה על מאפייני הצניפות והשקיעה של הבוצה. כאשר נמצא כי ביצועי שקיעת הבוצה הידרדרו וערך SVI עלה, ייתכן שהדבר נובע מהפחתה של פוליסכרידים המיוצרים על ידי מטבוליזם מיקרוביאלי. תוספת מתאימה של מקור פחמן יכולה לשחזר את המבנה והתפקוד הנורמלי של הבוצה.

פעולה בתקופת טמפרטורה נמוכה בחורף: בסביבה של טמפרטורה נמוכה, הפעילות של מיקרואורגניזמים מופחתת באופן משמעותי, והיכולת לסנתז את מקור הפחמן העצמית נחלשת. על מנת להבטיח את פעולתה היציבה של המערכת הביוכימית, ייתכן שיהיה צורך להגדיל את כמות מקור הפחמן שנוסף.

איכות הקולחים אינה עומדת בתקן: בתהליך הטיפול הקונבנציונלי, אם איכות מי הקולחים עדיין לא יכולה לעמוד בתקן ההזרמה, במיוחד כאשר מדד ה-COD ממשיך להיות גבוה, זה גם מצביע על כך שייתכן שיהיה צורך להגביר את אפקט הפירוק הביולוגי. של מזהמים על ידי הוספת מקור פחמן.

חוסר איזון בין יעילות הטיפול הביוכימי ליחס CNP: כאשר היחס בין פחמן, חנקן וזרחן (CNP) בשפכים אינו מאוזן, במיוחד כאשר פחמן אינו מספיק, כלומר, יחס ה-CN נמוך מהטווח המתאים הנדרש לצמיחה וחילוף חומרים תקינים. של מיקרואורגניזמים (בדרך כלל נחשבים בין 4-6), יש להוסיף מקור פחמן נוסף כדי לענות על הדרישה לאנרגיה של מיקרואורגניזמים בתהליך של פירוק ביולוגי.

עמידה מלאה בחנקן או דרישות ספציפיות ללקוח: על מנת להשיג את יעד הסרת החנקן הכולל (TN), בתהליכים כמו ניטריפיקציה ודניטריפיקציה, אם החומר האורגני במים הגלם אינו מספיק כדי לספק מקור פחמן מספיק כדי לתמוך בדיניטריפיקציה. חיידקים כדי להפחית NOx-N לחנקן, אז צריך להוסיף מקור פחמן.

התרבות ושלב האקלום של בוצה פעילה: במפעלי טיהור שפכים שנבנו לאחרונה או שהופעלו מחדש, שלבי התרבות והתאקלמות הראשוניים של קהילות חיידקים בוצה פעילה דורשים לעתים קרובות מספיק מקורות פחמן כדי לקדם רבייה מהירה של חיידקים וליצור מערכת אקולוגית יציבה.

ייעול עלויות טיפול בשפכים תעשייתיים: עבור חלק מהשפכים התעשייתיים, אם הוספת מקורות פחמן חסכוניים ויעילים יכולה לשפר את היתרונות הכלכליים של כל תהליך הטיפול בשפכים ולהבטיח שאיכות מי הקולחין עומדת בתקנים, אזי ישקלו מקורות פחמן.

תגובת עומס הלם בסביבות מיוחדות: כאשר מתקן טיהור שפכים מושפע ממזהמים בריכוז גבוה או שינויים עונתיים גורמים לתנודות גדולות באיכות המים המשפיעים, ייתכן שיהיה צורך להגדיל זמנית את כמות מקור הפחמן שנוסף כדי להגביר את ההלם של המערכת התנגדות וביצועי פעולה יציבים.

בתהליכי טיהור שפכים, במיוחד בתהליך של פינוי חנקן וזרחן, להוספת מקורות פחמן יש תפקיד חיוני. מצד אחד, זהו "דלק" חשוב למיקרואורגניזמים לביצוע תגובות ביוכימיות. מצד שני, יש לו השפעה מכרעת על ייעול תהליך הטיפול ושיפור יעילות פינוי החנקן והזרחן.

אז מתי אנחנו שופטים שצריך להוסיף מקור פחמן לביוב?

תהליך ניטריפיקציה-דניטריפיקציה: דניטריפיקציה ביולוגית כוללת בעיקר שני שלבים: חמצון אמוניה (ניטריפיקציה) והפחתת חנקה (דניטריפיקציה). בתהליך הניטריפיקציה, למרות שמיקרואורגניזמים יכולים להשתמש בחומר אורגני בשפכים כמקור אנרגיה, אם ערך BOD/N המשפיע נמוך מדי, כלומר כאשר חסר יחסית פחמן אורגני מתכלה, ייתכן שמיקרואורגניזמים לא יוכלו להשיג מספיק אנרגיה כדי להשלים את תהליך הניטריפיקציה, שישפיע ישירות על תהליך הניטריפיקציה שלאחר מכן. לכן, במקרה זה, השלמת כמות מתאימה של מקור פחמן חיצוני, כגון נתרן אצטט וחומרים אורגניים אחרים המתכלים בקלות, מסייעת להבטיח התקדמות יציבה של הניטריפיקציה והדניטריפיקציה ולהשגת דניטריפיקציה יעילה.

שחרור זרחן אנאירובי ושלב ספיגת זרחן אירובי: בתהליך סילוק הזרחן, חיידקי פוליפוספט משחררים תחילה פוספט בתנאים אנאירוביים כדי להשיג אנרגיה, ולאחר מכן צוברים מחדש פוספט תוך תאי על ידי ספיגת מקורות פחמן אורגניים בתנאים אירוביים. כאשר תכולת הפחמן האורגני בנחל אינו מספיק כדי לתמוך במיקרואורגניזמים לניצול מלא של יסוד הזרחן בתהליך המטבולי המתחלף הזה, יש להוסיף מקורות פחמן נוספים כדי לקדם ספיגה ואחסון טובים יותר של זרחן על ידי מיקרואורגניזמים, ובכך לשפר את היעילות של סילוק זרחן.

שחזור מערכת ותפעול יציב: כאשר מתקן הטיהור שפכים נתקל בעומסי הלם, ירידה בפעילות הבוצה או תקופת התאוששות התאמת המערכת, התוספת הסבירה של מקורות פחמן יכולה להפעיל ולהחיות פעילות מיקרוביאלית, לשפר את ביצועי שקיעת הבוצה, ולשחזר ולייצב את יעילות הטיפול של המערכת כולה.

לסיכום, שיקול דעת מדעי והגיוני והוספה בזמן של מקורות פחמן הם אחד האמצעים המרכזיים לייעל את ההשפעות של סילוק חנקן ופינוי זרחן. יש לקבל החלטות מדויקות בהתבסס על הפרמטרים התפעוליים בפועל של המתקן לטיהור שפכים (כגון ריכוזי BOD, N, P, פעילות מיקרוביאלית וכו') ומאפייני התהליך.