كيفية حساب وإزالة المواد الصلبة العالقة الكلية (TSS) في معالجة مياه الصرف الصحي

1. مقدمة

المواد الصلبة العالقة الكلية (TSS) هي الجسيمات التي يزيد حجمها عن 2 ميكرومتر والتي تبقى معلقة في الماء غير قادرة على الذوبان. وباعتبارها معلمة حرجة لجودة المياه، غالبًا ما يتم تنظيم TSS بموجب تصاريح التصريف. يعد التحكم في المواد الصلبة العالقة ضمن الحدود المسموح بها أمرًا ضروريًا للامتثال البيئي وحماية الحياة المائية وتجنب العقوبات التنظيمية.

2. أهمية خدمات الدعم الفني والتقني

2.1 الآثار البيئية

• انخفاض الأكسجين المذاب
  تزيد الجسيمات العالقة من طلب الكائنات الحية الدقيقة على الأكسجين، مما يؤدي إلى استنزاف الأكسجين المذاب (DO) وإجهاد الأنواع المائية.
• اضطراب النظام البيئي
  تحجب العكارة العالية ضوء الشمس، مما يعيق عملية البناء الضوئي في النباتات المائية ويعطل السلاسل الغذائية.

2.2 مخاطر الصحة والسلامة

• مسببات الأمراض والسموم
  قد تمتص البكتيريا أو الفيروسات أو المعادن الثقيلة على الجسيمات، مما يشكل مخاطر في حالة ابتلاعها.
• مخاوف بشأن مياه الشرب
  المياه التي تحتوي على نسبة مرتفعة من TSS غير مناسبة للاستهلاك المباشر دون معالجة شاملة.

2.3 التحديات التشغيلية والعلاجية

• الانسداد والتآكل
  تتسبب المستويات العالية من TSS في تلف المضخات والأنابيب والمرشحات بشكل كاشط، مما يؤدي إلى الصيانة المتكررة ووقت التوقف عن العمل.
• انخفاض كفاءة العلاج
  يمكن أن تؤدي المواد الصلبة الزائدة إلى تثبيط العمليات الهوائية، وفي الحالات الشديدة، تؤدي إلى هضم لا هوائي غير مرغوب فيه وتوليد الميثان.

3. المصادر الشائعة للمياه العادمة في مياه الصرف الصحي

• المدخلات الطبيعية - تآكل التربة، وجريان مياه الأمطار، وتكاثر الطحالب.
• الأنشطة الصناعية والحضرية - النفايات السائلة الناتجة عن التصنيع، ومعالجة الأغذية والمشروبات، ومخلفات مدافن النفايات، والجريان السطحي في مواقع البناء.
• مواد حيوية المنشأ - أوراق الشجر والعشب والمخلفات العضوية التي يتم إدخالها عبر مداخل المجاري.

4. العلاقة بين TSS و BOD و COD

الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (BOD) يقيس الأكسجين الذي تستهلكه البكتيريا لتحليل المواد العضوية. وغالباً ما يرتبط ارتفاع TSS بارتفاع BOD.
الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) يحدد كمية الأكسجين المطلوبة لأكسدة المركبات العضوية كيميائيًا. كما أن تقليل TSS يقلل أيضًا من COD، مما يحسن من نقاء المياه بشكل عام وتوافر الأكسجين.

5. حساب كفاءة إزالة المواد السائلة العالقة

لتحديد مدى فاعلية عملية المعالجة في إزالة المواد الملوثة السطحية الملساء:

1. قياس تركيز المواد الملوثة السطحية المؤثرة (TSS)_i) وتركيز النفايات السائلة (TSS) (TSS)_e) بالملغم/لتر.
2. طبِّق المعادلة:

كفاءة الإزالة (%) = =
(TSS_i - خدمات الدعم الفني_e) / TSS_i × 100

6. طرق إزالة المواد الملوثة السطحية

6.1 المعالجة البيولوجية

المعالجة الهوائية يستخدم الأكسجين والكائنات الحية الدقيقة لهضم الجسيمات العضوية، مما ينتج عنه مواد صلبة عالقة متطايرة (VSS) أو حمأة.
المعالجة اللاهوائية تعمل بدون أكسجين، وتحول المواد العضوية إلى غاز حيوي.

المعدات الرئيسية: تعمل ناشرات الفقاعات الدقيقة وناشرات الأقراص على تعزيز كفاءة نقل الأكسجين في المفاعلات الهوائية.

6.2 التخثر والتلبد

الإضافة الكيميائية (على سبيل المثال، البوليمرات، والشب) يزعزع استقرار الجسيمات الدقيقة ويجمعها في كتل أكبر.
الفصل عن طريق الترسيب أو الغربلة أو الترشيح لإزالة هذه الكتل.

6.3 الترشيح الفيزيائي

• مرشحات الفرز والمرشحات الشبكية التقاط المواد الصلبة الكبيرة.
• مرشحات العمق والمرشحات الرملية إزالة الجسيمات الدقيقة.
• نصيحة: استخدم الصمامات الدوارة بدلاً من الصمامات المكبسية لتقليل التآكل على موانع التسرب ومنع تعبئة المواد الصلبة.

6.4 عمليات الأكسدة

الأوزون, الأشعة فوق البنفسجيةو جذور الهيدروكسيل تكسير أو تكبير الجسيمات العضوية، مما يسهل عملية الإزالة اللاحقة.

7. أفضل الممارسات لإدارة خدمات الدعم الفني والتقني

• المراقبة المنتظمة: أخذ عينات من TSS بشكل مستمر لاكتشاف الارتفاعات في وقت مبكر.
• التحكم في المصدر: تنفيذ ضوابط التآكل والمعالجة المسبقة في المواقع الصناعية.
• تحسين العملية: ضبط جرعة مادة التخثر، وأوقات الاحتباس الهيدروليكي، وجداول صيانة الموزعات.
• التقنيات المتقدمة: استكشف المفاعلات الحيوية الغشائية أو التخثير الكهربي أو حلول البنية التحتية الخضراء.