تأثير درجات الحرارة المرتفعة على أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي

تعد درجات الحرارة المرتفعة عنصر ذو تأثير كبير على معالجة المياه. ولأهميتها البالغة يجب مراقبتها لأي نظام معالجة مياه. مثل البشر والعديد من الكائنات الحية الأخرى، تعمل البكتيريا في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي بشكل أفضل ضمن نطاق درجة حرارة معين – عادة بين 68 و95 درجة فهرنهايت (20 – 35 درجة مئوية). الشيء الجيد في درجات الحرارة في الطرف المنخفض من هذا النطاق هو أن البكتيريا لا تزال قادرة على العمل، لكنها تعمل بشكل أبطأ بكثير. ومع ذلك، في الطرف العلوي من هذا الطيف وما بعده، تتباطأ البكتيريا وتتوقف في النهاية عن العمل على الإطلاق. في عالم معالجة مياه الصرف الصحي، نسمي هذا اضطرابًا (وليس اضطرابًا بسيطًا).

التحاليل المعملية المطلوبة لتشغيل محطات معالجة الصرف الصحي

التشغيل والتحكم السليم لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي بالحمأة المنشطة تعتمد على معرفة القائمين على عملية التشغيل على معرفه ما هي الحمأة المنشطة ومكوناتها والعوامل التى تؤثر على نشاطها وكفاءتها.

التشغيل والتحكم في التشغيل السليم لمحطات معالجة الصرف الصحي بالحمأة المنشطة يعتمد على التحاليل الطبيعية والكيميائية والبيولوجية لمياه الصرف الصحي والحمأة المنشطة وبيانات وتعليمات تشغيل صحيحة تعتمد على استخدام التحاليل الكيميائية في إجراء الحسابات الخاصة بالتشغيل والتحكم في التشغيل وتحديد أسباب أي مشكلة قد تحدث في محطة المعالجة وكيفية علاجها وتحديد كفاءة كل مرحلة من مراحل المعالجة على حده وتحديد كفاءة المحطة ككل ومعرفة مواصفات المياه الناتجة من المحطة لتحديد مدى مطابقته للمعايير.

وسوف نوضح أهم التجارب المعملية التي تجرى للتشغيل والتحكم في تشغيل محطات المعالجة بالحمأة المنشطة وأماكن جمع العينات لإجراءها وأهمية تلك التجارب في التحكم في التشغيل:

• درجة الحرارة.
• قياس الأكسجين الذائب(DO).
• قياس الرقم الهيدروجيني (PH).
• قياس الأكسجين الحيوي الممتص (BOD).
• قياس الأكسجين الكيميائى المستهلك (COD).
• قياس تركيز المواد الصلبة العالقة (TSS).
• قياس تركيز المواد الصلبة العالقة المتطايرة (VSS).
• قياس الأمونيا – نيتروجين.
• قياس تركيز النترات – نيتروجين.
• قياس تركيز النيتروجين العضوى (TKN).
• قياس الكبريتيدات.
• قياس الزيوت والشحوم.
• قياس نسبة المواد الصلبة في الحمأة.
• قياس الكلور الحر المتبقي.

أسباب ضرورة قياس درجة الحرارة

تكاثر ونمو نشاط البكتيريا يتاثر بدرجة حرارة المياه كما أن المعالجة البيولوجية تعتبر تفاعلات بيوكيميائية فهي تتأثر بدرجة حرارة المياه فكلما زادت درجة حرارة المياه يزداد معدل تكاثر ونمو ونشاط ومعدل أكسده المواد العضوية بواسطة البكتيريا الهوائية والعكس صحيح فكلما قلت درجة حرارة المياه فإنه يقل معدل تكاثر ونمو ونشاط البكتيريا ومعدل أكسدة المواد العضوية وتقاس درجة حرارة المياه في المياه الخام والمياه النهائية.

ما هي بعض العلامات الرئيسية للإجهاد البكتيري المرتبط بدرجات الحرارة المرتفعة؟

إزالة التكتل وارتفاع نسبة المواد الصلبة العالقة في النفايات

عند درجات الحرارة المرتفعة، تبدأ جودة التكتل البكتيري في التدهور. في المجهر، يمكنك ملاحظة التكتل الذي تم تشكيله بالفعل وتفكك البكتيريا المشتتة التي لم تدخل بعد في بنية التكتل وتبقى مشتتة. على نطاق واسع، يمكن ملاحظة إزالة التكتل على شكل ارتفاع نسبة المواد الصلبة العالقة في النفايات.

ارتفاع الطلب البيوكيميائي للأكسجين في النفايات

عند درجات الحرارة المرتفعة، يمكن تثبيط عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا. يمكن أن يؤدي التمثيل الغذائي المثبط إلى ارتفاع الطلب البيوكيميائي للأكسجين في النفايات من خلال آليتين مختلفتين: انخفاض أو فشل عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا

ارتفاع نسبة المواد الصلبة العالقة في النفايات – البكتيريا عضوية بطبيعتها وتساهم في الطلب على الأكسجين لاختبار الطلب البيوكيميائي للأكسجين

انخفاض الأكسجين المذاب

عند درجات الحرارة المرتفعة، يكون الأكسجين أقل قابلية للذوبان في الماء. اقترن هذا بارتفاع الطلب البيوكيميائي للأكسجين وعند درجات الحرارة المرتفعة، ستبدأ جودة الكتل البكتيرية في التدهور.

ارتفاع الأكسجين المذاب

هذا صحيح. يمكن أن يشير انخفاض أو ارتفاع الأكسجين المذاب إلى مشكلة مرتبطة بارتفاع درجة الحرارة في نظام معالجة مياه الصرف الصحي الخاص بك. يمكن أن يشير ارتفاع الأكسجين المذاب الملحوظ عند درجات الحرارة المرتفعة إلى نقص امتصاص الأكسجين، والذي قد يكون بسبب انخفاض الطلب البيوكيميائي للأكسجين أو البكتيريا المثبطة.

تعد درجة الحرارة من العناصر التي يصعب التحكم فيها وإصلاحها داخل أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي. ومع ذلك، يجب الحرص على اختيار الصمامات ومضادات التكلس وجميع المعدات التي تتناسب مع درجة الحرارة المرتفعة. مع وجود برنامج مراقبة جيد، يمكن تحديد المشكلات المتعلقة بارتفاع درجات الحرارة والتحكم فيها.

تأثير ارتفاع درجات الحرارة على مياه الصرف

تكون درجة حرارة مياه الصرف الصحي أعلى من درجة حرارة إمدادات المياه ، بسبب إضافة المياه الساخنة من الأنشطة المنزلية والصناعية وان التغير في درجة الحرارة يؤثر في مياه الصرف كالآتي:

1. ارتفاع درجة الحرارة يزيد من اللزوجة داخل مياه الصرف الصحي إذ يزيد الاستعداد لترسيب الأجسام العالقة ، وفي حال انخفاض درجة الحرارة انخفاضاً شديداً تؤثر بالسلب على كفاءة الترسيب.
2. يزداد نشاط البكتريا مع ارتفاع درجة الحرارة في حال وصول درجة الحرارة إلى (60م°) وبعدها يقل نشاط البكتريا.
3. خاصية درجة الحرارة هذه يؤثر على تصميم وحدات معالجة مياه الصرف الصحي وعلى كفاءتها.
4. إذابة الغازات في مياه الصرف الصحي تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة ويتبع عن ذلك طرد الأكسجين المذاب والغازات الأخرى من مياه الصرف وهذا يؤدي إلى خفض التنقية الذاتية للمجاري المائية وزيادة نمو البكتيريا وزيادة معدل التفاعل البيوكيماوية المعالجة لارتفاع درجة  الحرارة ، ويودي ذلك إلى خفض كمية الأكسجين المذاب من المياه السطحية ويمكن أن يسبب انخفاض حاد في تركيز الأكسجين المذاب ، وخاصة عند صرف كميات كبيرة من مياه الصرف الدافئة نسبياً في المسطحات المائية.
5. زيادة درجة الحرارة لمياه الصرف الصحي يؤثر على الكائنات المائية في المسطحات المائية مثل بعض النباتات والأسماك والفطريات.