التطهير في معالجة المياه: الكلور والأشعة فوق البنفسجية والأوزون مقارنة بالنباتات

في تصريح التفريغ الصناعي النموذجي، نادرًا ما يكون الرقم الأول الذي يفشل هو BOD أو المواد الصلبة العالقة - بل هو البكتيريا. النباتات التي تجلس بشكل مريح داخل حدودها العضوية لمعظم أيام السنة تنقطع في الصيف، عندما تسمح النفايات السائلة الأكثر دفئًا لمجموعات القولونيات البرازية بالانتعاش وتكون النتيجة الواحدة فوق 1000 MPN لكل 100 مل تدفع التفريغ خارج الامتثال. التطهير في معالجة المياه هو الحاجز الذي تم بناؤه لمنع هذا الفشل بالضبط، وهو يتصرف على عكس أي عملية وحدة أخرى في الموقع: فهو يزيل أي شيء يمكنك وزنه، وتتحدد نتائجه إلى حد كبير بمدى نظافة المياه بالفعل عند وصولها.

يقارن هذا الدليل الطرق الأساسية الثلاثة - الكلورة، والأشعة فوق البنفسجية، والأوزون - بالجرعات التي يحتاجها كل منها فعليًا، ثم يشرح اختيارات المعدات الأولية التي تقرر بهدوء ما إذا كانت خطوة التطهير ستنجح أم ستفشل. إذا قمت بتحديد أو شراء أو تشغيل معدات معالجة مياه الصرف الصحي، فهذه هي الأرقام التي تستحق الحفظ.

ما التطهير في معالجة المياه يزيل فعلا

يستهدف التطهير الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض - البكتيريا والفيروسات والطفيليات الأولية - ويقللها إلى مستوى محدد وقابل للقياس من الحماية. كل شيء آخر يتعلق بالموضوع، بدءًا من حجم المفاعل وحتى تخزين المواد الكيميائية، يأتي من تلك الجملة المفردة.

وهذا التمييز مهم تجاريا، وليس تقنيا فقط. إن تعقيم كل متر مكعب من النفايات الصناعية السائلة سيكون مكلفًا للغاية وغير ضروري، لذا تطلب التصاريح بدلاً من ذلك تقليل السجل - والمقياس اللوغاريتمي لا يرحم:

1. 1-السجل يعني تعطيلًا بنسبة 90% - وهو تحسن واضح نادرًا ما يكون بمفرده.
2. 2-سجل يعني 99% - الأرضية للعديد من تصاريح التفريغ الثانوي.
3. 3-سجل means 99.9% - the standard benchmark for fecal coliform and E. coli.
4. 4-log يعني 99.99% - حيث عادةً ما تهبط أهداف الفيروسات والطفيليات في مخططات إعادة استخدام المياه.

حدود العبارات التي يضعها المنظمون في السجلات لأن النسب المئوية تخفي المقياس. يبدو القول بأن 99.9% من الكائنات الحية قد قُتلت أمرًا مكتملًا حتى يتم حساب أن واحدًا من كل ألف على قيد الحياة - وفي تصريف عدة آلاف من الأمتار المكعبة يوميًا، لا يزال هذا الباقي عبارة عن عدد هائل من الخلايا.

الكلور أم الأشعة فوق البنفسجية أم الأوزون؟ قارن الجرعة والمتبقية والمنتجات الثانوية

لا يوجد مطهر واحد يفوز في كل مكان: الكلور هو الأرخص والخيار الوحيد الذي يترك بقايا وقائية، والأشعة فوق البنفسجية لا تضيف أي مواد كيميائية وتعمل في ثوانٍ، والأوزون هو الأقوى ضد الطفيليات المقاومة للكلور ولكن تشغيله هو الأكثر تكلفة.

يلخص الجدول أدناه المتغيرات التي تحرك قرار الشراء فعليًا - الجرعة، ووقت الاتصال، والسلوك المتبقي، والمنتج الثانوي الذي تنشئه كل طريقة.

لماذا تقرر إزالة المواد الصلبة أداء التطهير؟

الجسيمات هي العدو الهادئ لكل عملية تطهير: فهي تظلل الكائنات الحية الدقيقة من الأشعة فوق البنفسجية وتستهلك الكلور قبل أن يصل إلى الكائن الحي الذي من المفترض أن يعطله.

عتبات العمل لا ترحم. تم تصميم مفاعلات الأشعة فوق البنفسجية حول نفاذية الأشعة فوق البنفسجية (UVT)، ويحتاج معظمها إلى تدفقات سائلة أعلى من 55 إلى 65٪ تقريبًا من الأشعة فوق البنفسجية - وهو ما يعني عمليًا أن المواد الصلبة العالقة أقل بكثير من 20 ملجم / لتر وتعكر أقل من 5 وحدة حرارية بريطانية. بالنسبة للكلورة، فإن كل مليجرام من المواد الصلبة العضوية يخلق طلبًا على الكلور الذي يجب تلبيته قبل وجود أي بقايا حرة، لذلك فإن المياه القذرة تضاعف فاتورة المواد الكيميائية بهدوء.

ولهذا السبب يتعامل المصممون ذوو الخبرة مع قطار المواد الصلبة كجزء من نظام التطهير وليس كمرحلة منفصلة. يؤدي التخثر باستخدام شرائط التعويم بالهواء المذاب إلى إزالة المواد الصلبة والزيوت المعلقة قبل أن تصل إلى الحاجز النهائي.

آلة التعويم بالهواء المذاب لإزالة المواد الصلبة والزيت تعمل وحدة DAF المتكاملة والآلية هذه على تخثر وتطفو المواد الصلبة العالقة والزيوت والملوثات الأخرى قبل الفحص الدقيق. تساعد إزالة هذا الحمل أولاً حاجز التطهير في اتجاه مجرى النهر على تحقيق تدفق التعكر المنخفض الذي يفترضه تصميمه. عرض المنتج →

يقوم الغربلة الدقيقة بعد ذلك بتلميع النفايات السائلة الثانوية وصولاً إلى نافذة التعكر المنخفضة التي يفترضها تصميم الأشعة فوق البنفسجية على الورق.

مرشح طبل صغير لتلميع النفايات السائلة الناعمة مع شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ 10-100μm 316L والغسيل العكسي المستمر الأوتوماتيكي بالكامل، يقوم مرشح الأسطوانة هذا بتلميع النفايات السائلة الثانوية إلى المواد الصلبة العالقة المنخفضة. فهو يقوم بتحضير الماء لظروف التعكر المستقرة التي يعتمد عليها أداء التطهير المستمر. عرض المنتج →

كيفية التحكم في الجرعة ووقت الاتصال في عملية التطهير في معالجة المياه

يعد الامتثال للتطهير مشكلة تحكم قبل أن تكون مشكلة كيميائية - فالنباتات التي تمر باستمرار هي التي تحافظ على ثبات الجرعة ووقت الاتصال بينما يتغير المؤثر من حولها.

بالنسبة للطرق الكيميائية، يقوم المنظمون بتقييم قيمة الأشعة المقطعية: تركيز المطهر الحر (C، بالملجم / لتر) مضروبًا في وقت الاتصال الفعال (t، بالدقائق). عند حقن النبات بجرعة 3 ملجم/لتر في خزان تلامس حقيقي لمدة 30 دقيقة، يتراكم ط م بمقدار 90، وهو أعلى بشكل مريح مما تحتاجه معظم الأهداف البكتيرية في الماء الدافئ. لكن درجات الحرارة المنخفضة، وانجراف الأس الهيدروجيني، والطلب على الكلور من المواد العضوية، كلها عوامل تدفع CT المطلوبة إلى الأعلى - غالبًا بعامل اثنين أو ثلاثة بين الصيف والشتاء.

الأتمتة هي ما يسد هذه الفجوة. يقوم جهاز الجرعات الأوتوماتيكي بالكامل بضبط سرعة حقن المواد الكيميائية للتدفق وتقليصها مقابل محلل متبقي، مما يؤدي إلى الاحتفاظ بالكلور الحر داخل نطاق ضيق بدلاً من التجاوز بين التصحيحات اليدوية. وينطبق نفس المنطق على المنبع، حيث تواجه المواد الكيميائية المخثرة وتعديل درجة الحموضة تقلبات متطابقة - وهذا هو السبب الجرعات الكيميائية الآلية أصبح الأمر الافتراضي عبر محطات الصرف الصحي الحديثة.

جهاز الجرعات الأوتوماتيكي بالكامل للتحكم الكيميائي يقوم هذا النظام ثلاثي الخزانات الذي يتم التحكم فيه بواسطة PLC بتحضير وقياس المحاليل البوليمرية أو الكيميائية بشكل مستمر، مما يحافظ على ثبات الجرعات مع تغيرات التأثير. يحافظ الإيقاع الآلي على بقايا المطهرات والمواد المخثرة داخل نطاقات ضيقة، مما يقلل من المخاطر الميكروبيولوجية والكيميائية. عرض المنتج →

المنتجات الثانوية للتطهير: المقايضة التي لا يمكنك تجاهلها

ويستبدل التطهير الكيميائي خطرًا ميكروبيولوجيًا بمخاطر كيميائية، والتصاريح الحديثة تحد بشكل متزايد من جانبي هذه التجارة.

عندما يتفاعل الكلور مع المواد العضوية المتبقية في النفايات السائلة سيئة الصقل، فإنه يشكل ثلاثي الهالوميثان وأحماض الهالوسيتيك. تضع وكالة حماية البيئة الأمريكية حدًا أقصى لثلاثي الهالوميثان عند 0.080 ملجم/لتر، والأحماض الهالوسيتيك الخمسة عند 0.060 ملجم/لتر في مياه الشرب، وتستمر أطر إعادة الاستخدام في التشديد على نفس المنوال. الأوزون لديه نسخته الخاصة من المشكلة: في المياه الغنية بالبروميد يمكن أن يشكل البرومات، والذي يتم تنظيمه على مستوى الميكروجرام.

ومن الناحية العملية، فإن النباتات التي تعاني من المنتجات الثانوية لا تعاني أبدًا من نقص المطهرات - فهي تفتقر إلى المعالجة المسبقة.

التطهير في معالجة المياه: أربعة أسئلة يطرحها المشترون أولاً

ما الفرق بين التطهير والتعقيم؟

يؤدي التطهير إلى تقليل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض إلى مستوى الحماية المستهدف، والذي يتم التعبير عنه عادة بتخفيض قدره 3 لوغاريتم أو 99.9%. إن التعقيم يدمر كل أشكال الحياة الميكروبية، وهو أمر غير ضروري وغير اقتصادي بالنسبة للنفايات السائلة ومجاري مياه الشرب.

ما مقدار وقت الاتصال الذي تحتاجه عملية الكلورة فعليًا؟

الممارسة التقليدية هي 30 إلى 60 دقيقة في خزان التلامس المحير مع الاحتفاظ ببقايا الكلور الحر بحوالي 0.2 إلى 1.0 ملجم / لتر. تحتاج الكائنات المقاومة للكلور، مثل الجيارديا والكريبتوسبوريديوم، إلى قيم CT أعلى بمئات المرات، ولهذا السبب تقوم العديد من النباتات بإقران الكلور بالترشيح أو الأشعة فوق البنفسجية.

لماذا يفشل التطهير بالأشعة فوق البنفسجية بعد هطول أمطار غزيرة في المنشآت الصناعية؟

يؤدي تدفق العواصف إلى زيادة التعكر وتقليل نفاذية الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي تظل الجسيمات الكائنات الحية بعيدة عن الضوء. إذا فشل نظام الأشعة فوق البنفسجية فقط في الطقس الرطب، فإن السبب الجذري عادة ما يكون تحميل المواد الصلبة في المنبع بدلاً من المفاعل - تحقق من مرحلتي التعويم والترشيح أولاً.

ما هي المعدات التي ينبغي التخطيط لها حول خطوة التطهير؟

معالجة قطار المواد الصلبة كجزء من التطهير: تعويم الهواء المذاب والترسيب الأنبوبي المائل يخفض الحمل، ويعمل الترشيح بأسطوانة صغيرة على تلميع التعكر، وأجهزة الجرعات الأوتوماتيكية تثبت المطهر الكيميائي على الهدف. الشركات المصنعة مثل Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd. التي تبني هذه الوحدات كخط واحد متكامل تجعل هذه الواجهات أسهل في الحفاظ على اتساقها.