أهم النقاط المتعلقة بعمليات اختبار جودة المياه في محطات معالجة مياه الصرف الصحي - الجزء الخامس

31. ما هي المواد الصلبة العالقة؟
تُعرف المواد الصلبة العالقة (SS) أيضًا بالمواد غير القابلة للترشيح. وتتمثل طريقة قياسها في ترشيح عينة الماء باستخدام غشاء ترشيح بمسام 0.45 ميكرومتر، ثم تبخير وتجفيف البقايا المُرشحة عند درجة حرارة تتراوح بين 103 و105 درجة مئوية. تشير المواد الصلبة العالقة المتطايرة (VSS) إلى كتلة المواد الصلبة العالقة التي تتبخر بعد الاحتراق عند درجة حرارة عالية تبلغ 600 درجة مئوية، والتي يمكن أن تمثل تقريبًا محتوى المواد العضوية في المواد الصلبة العالقة. أما المادة المتبقية بعد الاحتراق فهي مواد صلبة عالقة غير متطايرة، والتي يمكن أن تمثل تقريبًا محتوى المواد غير العضوية في المواد الصلبة العالقة.
في مياه الصرف الصحي أو المسطحات المائية الملوثة، يختلف محتوى وخصائص المواد الصلبة العالقة غير القابلة للذوبان باختلاف طبيعة الملوثات ودرجة التلوث. وتُعدّ المواد الصلبة العالقة والمواد الصلبة العالقة المتطايرة مؤشرات مهمة لتصميم محطات معالجة مياه الصرف الصحي وإدارة عملياتها.
32. لماذا تعتبر المواد الصلبة العالقة والمواد الصلبة العالقة المتطايرة من المعايير المهمة في تصميم معالجة مياه الصرف الصحي وإدارة التشغيل؟
تُعد المواد الصلبة العالقة والمواد الصلبة العالقة المتطايرة في مياه الصرف الصحي من المعايير المهمة في تصميم معالجة مياه الصرف الصحي وإدارة عملياتها.
فيما يتعلق بمحتوى المواد العالقة في مياه الصرف الخارجة من خزان الترسيب الثانوي، ينص المعيار الوطني لتصريف مياه الصرف الصحي من المستوى الأول على ألا يتجاوز 70 ملغم/لتر (بينما لا يتجاوز 20 ملغم/لتر في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الثانوية الحضرية)، وهو أحد أهم مؤشرات مراقبة جودة المياه. في الوقت نفسه، تُعد المواد الصلبة العالقة مؤشرًا على سلامة تشغيل نظام معالجة مياه الصرف الصحي التقليدي. تشير التغيرات غير الطبيعية في كمية المواد الصلبة العالقة في مياه خزان الترسيب الثانوي، أو تجاوزها للمعايير المحددة، إلى وجود خلل في نظام معالجة مياه الصرف الصحي، مما يستدعي اتخاذ الإجراءات اللازمة لإعادة النظام إلى وضعه الطبيعي.
يجب أن يكون محتوى المواد الصلبة العالقة (MLSS) والمواد الصلبة العالقة المتطايرة (MLVSS) في الحمأة المنشطة في جهاز المعالجة البيولوجية ضمن نطاق كمي محدد، وفي أنظمة المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي ذات جودة المياه المستقرة نسبيًا، توجد علاقة تناسبية بينهما. إذا تجاوزت نسبة MLSS أو MLVSS نطاقًا معينًا، أو إذا تغيرت النسبة بينهما بشكل ملحوظ، فيجب بذل الجهود لإعادتها إلى وضعها الطبيعي. وإلا، ستتغير جودة المياه الخارجة من نظام المعالجة البيولوجية حتمًا، بل وستتجاوز مؤشرات الانبعاثات المختلفة، بما في ذلك المواد الصلبة العالقة، المعايير المحددة. إضافةً إلى ذلك، يمكن من خلال قياس MLSS مراقبة مؤشر حجم الحمأة في خليط خزان التهوية لفهم خصائص الترسيب ونشاط الحمأة المنشطة وغيرها من المواد العالقة البيولوجية.
33. ما هي طرق قياس المواد الصلبة العالقة؟
تحدد المواصفة القياسية GB11901-1989 طريقة التحديد الوزني للمواد الصلبة العالقة في الماء. عند قياس المواد الصلبة العالقة (SS)، تُجمع عادةً كمية معينة من مياه الصرف الصحي أو السائل المختلط، وتُرشح باستخدام غشاء ترشيح بمسام 0.45 ميكرومتر لحجز المواد الصلبة العالقة، ويُستخدم غشاء الترشيح نفسه لحجز المواد الصلبة العالقة قبل وبعد الترشيح. يمثل الفرق في الكتلة كمية المواد الصلبة العالقة. وحدة قياس المواد الصلبة العالقة الشائعة لمياه الصرف الصحي العامة ومياه الصرف الخارجة من أحواض الترسيب الثانوية هي ملغم/لتر، بينما وحدة قياسها الشائعة للسائل المختلط من أحواض التهوية والحمأة المُعادة هي غرام/لتر.
عند قياس عينات المياه ذات قيم المواد الصلبة العالقة العالية، مثل سائل التهوية المختلط والحمأة المُعادة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، وعندما تكون دقة نتائج القياس منخفضة، يُمكن استخدام ورق ترشيح كمي بدلاً من غشاء الترشيح ذي مسام 0.45 ميكرومتر. وهذا لا يعكس الوضع الفعلي فحسب، بل يُساعد في توجيه تعديل عمليات الإنتاج، ويُقلل تكاليف الاختبار. مع ذلك، عند قياس المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الخارجة من خزانات الترسيب الثانوية أو مياه الصرف الخارجة من محطات المعالجة العميقة، يجب استخدام غشاء ترشيح ذي مسام 0.45 ميكرومتر، وإلا ستكون نسبة الخطأ في نتائج القياس كبيرة جدًا.
في عملية معالجة مياه الصرف الصحي، يُعد تركيز المواد الصلبة العالقة أحد معايير العملية التي تتطلب رصدًا متكررًا، مثل تركيز المواد الصلبة العالقة الداخلة، وتركيز الحمأة السائلة المختلطة أثناء التهوية، وتركيز الحمأة المُعادة، وتركيز الحمأة المتبقية، وغيرها. ولتحديد قيمة المواد الصلبة العالقة بسرعة، تُستخدم أجهزة قياس تركيز الحمأة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، ومنها النوعان البصري والموجات فوق الصوتية. يعتمد مبدأ عمل جهاز قياس تركيز الحمأة البصري على تشتت شعاع الضوء عند مروره عبر الماء، حيث تتضاءل شدته. ويتناسب تشتت الضوء طرديًا مع عدد وحجم الجسيمات العالقة التي يمر بها. ويتم الكشف عن الضوء المتشتت بواسطة خلية حساسة للضوء، ومن خلال قياس درجة توهين الضوء، يُمكن استنتاج تركيز الحمأة في الماء. أما مبدأ عمل جهاز قياس تركيز الحمأة بالموجات فوق الصوتية، فيعتمد على أن توهين شدة الموجات فوق الصوتية عند مرورها عبر مياه الصرف الصحي يتناسب طرديًا مع تركيز الجسيمات العالقة في الماء. من خلال الكشف عن توهين الموجات فوق الصوتية باستخدام مستشعر خاص، يمكن استنتاج تركيز الحمأة في الماء.
34. ما هي الاحتياطات اللازمة لتحديد المواد الصلبة العالقة؟
عند القياس وأخذ العينات، يجب أن تكون عينة مياه الصرف من حوض الترسيب الثانوي أو عينة الحمأة المنشطة في جهاز المعالجة البيولوجية ممثلة، مع ضرورة إزالة الجزيئات الكبيرة من المواد العائمة أو المواد المتخثرة غير المتجانسة الموجودة فيها. ولمنع تراكم الرواسب الزائدة على قرص الترشيح من سحب الماء وإطالة وقت التجفيف، يُفضل أن ينتج عن حجم العينة من 2.5 إلى 200 ملغ من المواد الصلبة العالقة. وفي حال عدم وجود أساس آخر، يمكن تحديد حجم عينة تحديد المواد الصلبة العالقة بـ 100 مل، مع ضرورة خلطها جيدًا.
عند قياس عينات الحمأة المنشطة، ونظرًا لارتفاع نسبة المواد الصلبة العالقة فيها، غالبًا ما تتجاوز كمية هذه المواد 200 ملغ. في هذه الحالة، يجب تمديد وقت التجفيف بشكل مناسب، ثم نقل العينة إلى مجفف لتبريدها إلى درجة حرارة التوازن قبل وزنها. يُكرر التجفيف حتى الوصول إلى وزن ثابت أو حتى يصبح فقدان الوزن أقل من 4% من الوزن السابق. ولتجنب تكرار عمليات التجفيف والوزن، يجب التحكم بدقة في كل خطوة من خطوات العملية ووقتها، وأن يُنفذها فني مختبر بشكل مستقل لضمان اتساق التقنيات.
ينبغي تحليل عينات المياه المجمعة وقياسها في أسرع وقت ممكن. في حال الحاجة إلى تخزينها، يمكن حفظها في ثلاجة عند درجة حرارة 4 درجات مئوية، على ألا تتجاوز مدة التخزين 7 أيام. ولضمان دقة نتائج القياس، يُنصح بتقليل حجم عينة المياه عند قياس عينات ذات قيم عالية من المواد الصلبة العالقة، مثل سائل التهوية المختلط؛ بينما يُنصح بزيادة حجم عينة المياه عند قياس عينات ذات قيم منخفضة من المواد الصلبة العالقة، مثل مياه الصرف من أحواض الترسيب الثانوية.
عند قياس تركيز الحمأة ذات قيمة المواد الصلبة العالقة العالية، مثل الحمأة المُعادة، يجب إطالة وقت التجفيف لمنع وسائط الترشيح، كالأغشية أو ورق الترشيح، من احتجاز كميات كبيرة من المواد الصلبة العالقة وامتصاص كميات كبيرة من الماء. عند الوزن الثابت، يجب الانتباه إلى مقدار تغير الوزن. فإذا كان التغير كبيرًا جدًا، فهذا غالبًا ما يعني أن المواد الصلبة العالقة على غشاء الترشيح جافة من الخارج ورطبة من الداخل، وبالتالي يلزم إطالة وقت التجفيف.