מחקר על פתרונות טכניים לשיקום יכולת הטיפול של תחנת טיהור שפכים באתר הנופש

מחקר על פתרונות טכניים לשחזור יכולת הטיפול של תחנת טיהור שפכים באתר הנופש

תחנת טיהור שפכים היא מתקן סביבתי חיוני לאתר נופש, הממלא תפקיד מרכזי בפעילותו הרגילה. עקב תנועת מבקרים גבוהה ופעילויות שירות מגוונות באתרי הנופש, איכות מי השפכים משתנה באופן משמעותי. בפרט, שפכי כביסה מפגינים לעתים קרובות חומציות חזקה, ומשפיעים קשות על תהליכי הטיפול הביולוגי הבאים. זה לא רק מגביר את הקושי בטיפול בשפכים אלא גם מעלה סיכונים סביבתיים. נכון לעכשיו, תחנת טיהור שפכים של אתר נופש עומדת בפני האתגר לטפל בכ-400 מ"ק ליום של שפכים משולבים. למרות שתכנון התהליך סביר, קיבולת מיכל מוגבלת ותנודות משפיעות באיכות/כמות החורגות מיכולת הטיפול מביאות לזמן שמירה הידראולי (HRT) קצר במיוחד בשלב הטיפול האירובי, ובכך משפיעות על יעילות הטיפול הכוללת. כתוצאה מכך, כיצד לשפר את יעילות הטיפול ואיכות הקולחין של תחנת טיהור שפכים של אתר הנופש באמצעות סדרה של שיפורים טכניים וניהוליים ללא בניית מכלים חדשים הפכה לנושא דחוף עבור אתר הנופש.

1. סקירת פרויקט

1.1 יכולת טיפול
בהתבסס על נתונים טכניים זמינים, בשילוב עם סקרי אתר ותקשורת, זרימת השפכים המשולבת של תחנת טיהור השפכים של אתר הנופש נקבעת לכ-400 מ"ק ליום.

1.2 סוגי שפכים הנכנסים לתחנת הטיהור
נכון לעכשיו, שפכים הנכנסים לתחנת הטיפול של אתר הנופש ניתנים לסווג לפי איכות לשלושה סוגים: שפכים לשטיפת מטבח, שטיפת שפכים של כביסה (מצעים) ושפכים ביתיים יומיומיים.

1.2.1 שפכי שטיפת מטבח
שפכי שטיפת מטבח מכילים שומן וחומרי שטח אניונים (Linear Alkylbenzene Sulfonates, LAS).

1.2.2 כביסה (מצעים) שטיפת שפכים
שפכי שטיפת כביסה עשויים להיות חומציים או אלקליים, או בעלי תכונות חמצון חזקות. הוא מכיל חומרים פעילי שטח אניונים/קטיוניים, ואיכותו עשויה להשתנות באופן משמעותי עקב שינויים במינון חומרי הניקוי, מה שמשפיע מאוד על הטיפול הביולוגי הבא.

1.2.3 ביוב ביתי יומי
מאפייני האיכות של שפכים ביתיים מחדרי אירוח במלון דומים לשפכים ביתיים כלליים.

1.3 נתוני איכות שפכים
כדי לשפץ את תחנת הטיפול בשפכים של אתר הנופש ולשקם את יכולת הטיפול שלה, נאספו לפני השיפוץ דוגמאות של שפכי שטיפת מטבח, שפכים לשטיפת כביסה ושפכים ביתיים שנכנסים לתחנה ונשלחו לחברת בדיקה מוסמכת (מוסמכת-CMA) לניתוח. תוצאות הבדיקה עבור דגימות המים הרלוונטיות מוצגות בטבלה 1.

1.4 דרישות מגבלה להזרמת קולחים
הקולחים מתחנת הטיפול בשפכים של אתר הנופש חייבים לעמוד בערכי התקן הראשוניים (תקופה שנייה) המפורטים ב-*"גבולות הזרמת מזהמי מים" (DB 44/26-2001)*. אינדיקטורים ספציפיים מפורטים בטבלה 2.

2. ניתוח הפעילות הנוכחית של תהליך תחנת הטיפול

תהליך הטיפול הנוכחי בתחנת טיפול בשפכים של אתר הנופש מורכב מטיפול ראשוני באמצעות באר מסך + מיכל השוואת, וטיפול משני באמצעות תהליך Anoxic-Oxic (AO) (ללא מיחזור אלכוהול nitrified). שפכים מטופלים נשפכים לאחר חיטוי, ועודפי בוצה מפושרים באמצעות מכבש-ו-מסנן מסגרת לפני סילוק-, כפי שמוצג ב-איור 1. לפיכך, תכנון התהליך של תחנת הטיפול סביר ובעל יכולת להסיר מזהמים אופייניים. הנוכחות של מיכל שוויון מאפשרת ויסות של איכות וכמות ההשפעה, נטרול PH והתאמה של תכונות חמצון חזקות. שלב הטיפול הביולוגי מוגדר כ-A-O-O, ובאמצעות מיחזור בוצה, יש לו יכולת מסוימת להסרת חנקן וזרחן בו-זמנית. עם זאת, בשל קיבולת המיכלים המוגבלת, תפעול התחנה לטיפול בשפכים של אתר הנופש מתמודד עם בעיות רבות.

2.1 מבצע עומס יתר המוביל לקשיים בעמידה בתקני השחרור
בשל איכות וכמות ההשפעה הנוכחית החורגים מיכולת תחנת הטיפול, ובהתבסס על סקרי אתר ותקשורת, ההערכה הכוללת של HRT לשלב הטיפול הביולוגי + שלב הפרדת מוצקים הוא 6 שעות בלבד. ריכוז COD ההשפעה גבוה עד 856 מ"ג/ליטר, מה שמעיד על כך שהתחנה בעומס יתר, מה שמקשה על הקולחים לעמוד בתקני הזרמה.

2.2 תנודות באיכות השפעה, כמות, pH ותכונות חמצון חזקות
ההשפעה לתחנת טיפול בשפכים של אתר הנופש מציגה תנודות באיכות (COD), כמות (Q), pH ותכונות חמצון חזקות (NaClO, H₂O₂). לכן, יש צורך ליישם ויסות של איכות, כמות, pH והתאמה של תכונות חמצון חזקות כדי להבטיח את הפעולה היציבה של תהליכי הטיפול הביולוגי הבאים.

2.3 ציוד הזדקנות הפחתת יעילות הטיפול
תחנת הטיפול בשפכים של אתר הנופש סובלת מהזדקנות הציוד, מה שמפחית עוד יותר את יעילות הטיפול. סקרי אתרים חשפו מערבולת אלימה במיכל האירובי ללא בועות עדינות נראות לעין, דבר המצביע על פוטנציאל קרע או כשל של מפזרי הבועות העדינות בתחתית המיכל. זה מוביל לאוורור לא אחיד במיכל, ובכך משפיע על ביצועי הטיפול.

2.4 ניהול לקוי הגורם לאובדן כושר טיפול
עקב ניהול לקוי, סקרי אתרים מצאו כי ריכוז הבוצה הפעילה במיכלי התגובה הביולוגית של תחנת טיהור השפכים של אתר הנופש אינו מספיק חמור, והוא איבד למעשה את יכולת הטיפול בשפכים.

3. תכנית טכנית לשיקום פעולת התחנה לטיהור שפכים

3.1 עקרונות עיצוב של התכנית הטכנית
התוכנית לא צריכה לכלול הוספת קיבולת מיכל חדשה, ניצול מלא של המתקנים והציוד הקיימים של תחנת הטיפול, ושואפת למזער את תקופת ההקמה ועלויות ההשקעה. יישום ניהול של שימוש בחומרי כביסה וטיפול מקדים מופרד של זרמי שפכים. הפחיתו באופן מקיף את עלויות המינון של כימיקלים לפני טיפול תוך הבטחת תפעול בטוח ויציב של עמדת הטיפול. אמצו אמצעים טכניים מקיפים כדי לשפר משמעותית את יעילות תחנת הטיפול, תוך שאיפה לעמידה בקולחים.

3.2 אמצעים טכניים לשיקום פעולת תחנת הטיפול
מוצעים שמונה אמצעים טכניים מקיפים כדי להחזיר את יכולת הטיפול בתחנת טיהור שפכים של אתר הנופש ולהשיג הזרמת שפכים תואמת.

3.2.1 הסרת מיכלים מקיפה
ראשית, הסר משקעים וזיהומים מקרקעית המיכל. לאחר מכן, שחזר במלואו את נפח מיכל התגובה. בסופו של דבר, הבטח את הפעולה התקינה של ציוד אוורור בתחתית המיכל.

3.2.2 המרת "טנק אנוקסי" הנוכחי ל"טנק אירובי"
בהתבסס על תוצאות בדיקות איכות המים, ריכוז ה-NH₃-N בשפכים המשולבים הנכנסים לתחנה הוא 13 מ"ג/ליטר בלבד, ו-DB 44/26-2001 אינו מטיל דרישות להסרת TN. לכן, ניתן להתקין צינורות אוויר בתחתית ה"מכל האנוקסי" הנוכחי ולארגן מפזרי בועות עדינים, הממירים אותו ל"מיכל אירובי". זה יגדיל משמעותית את ה-HRT של השלב האירובי, וישפר למעשה את יכולת ההסרה של התחנה עבור חומרים אורגניים, NH₃-N, חומרים פעילי שטח אניונים וכו'.

3.2.3 החלפת מפזרי בועות עדינים- בתחתית "המיכל האירובי" הנוכחי
החלף את מפזרי הבועות-הדקים וצינורות האוויר הקשורים בתחתית "המיכל האירובי" הנוכחי. מסדרים מפזרי בועות עדינים- בצפיפות רבה יותר (שטח שירות < 1 מ"ר לכל מפזר) כדי לשחזר את מצב אוורור הבועות העדין- של "המיכל האירובי", חיזוק יכולת ההסרה של חומרים אורגניים, NH₃-N, חומרים פעילי שטח אניונים וכו'.

3.2.4 שיפור אפקט האוורור במיכלים אירוביים
הערכת מצב הפעולה ותפוקת האוויר של המפוח/ים הנוכחיים. אם יחס האוויר-ל-מים הוא < 5:1, שקול להוסיף מפוח אחד המיועד לאוורור עבור "המיכל האירובי שהוסב לאחרונה", ולחזק עוד יותר את יכולת ההסרה של חומרים אורגניים, NH₃-N, חומרים פעילי שטח אניונים וכו'.

3.2.5 חיזוק מיחזור בוצה
הערך את מצב הפעולה וקצב הזרימה של משאבת מיחזור הבוצה הנוכחית. אם הזרימה אינה מספקת, החלף את משאבת מיחזור הבוצה כדי להבטיח החזרה יעילה של בוצה מושקעת, לשפר את יעילות הפרדת המוצקים ולמנוע אובדן של בוצה פעילה מהמערכת.

3.2.6 הוספת אמצעי טיפול מקדים
הוסף מיכלי מינון (עם מיקסרים) ומשאבות מינון לחומרי הפחתה (ברזל כלוריד), סוכני התאמת pH (סידן הידרוקסיד) וחומרי פקקים (פוליאלומיניום ברזל כלוריד). פעולה זו תטפל מוקדם בזרמים משפיעים ספציפיים, יצמצם את השפעתם על המערכת הביולוגית ויבטיח תפעול בטוח ויציב של תחנת הטיפול.

3.2.7 שיפור אמצעי ניהול תפעוליים לתחנת הטיפול
רכשו מכשירי ניטור חיוניים לניהול תפעול, כגון מדי ריכוז בוצה, מדי pH ומדי חמצן מומס (DO). פיתוח מדריכי תפעול ותחזוקה לתחנת הטיפול ומתן הכשרה ממוקדת לאנשי מבצע להשגת ניהול מדעי ותפעול יעיל.

3.2.8 שיפור יכולת הטיפול הביולוגי
פנו למכוני טיהור שפכים מקומיים לרכישת בוצת זרעים, או רכישת תרביות חיידקים מסחריות, להגדלת ריכוז הבוצה בכורים הביולוגיים של התחנה ושיקום/שיפור יכולת הטיפול הביולוגי שלה.

4. יעילות תפעולית לאחר יישום תכנית השיפוץ

לאחר ביצוע בדיקות וניתוח מפורטות של השינויים באיכות המים בעקבות שיפוץ התחנה לטיפול בשפכים באתר הנופש, התקבלה שורה של נתונים מרכזיים, כפי שמוצג ב-טבלה 3. נתונים אלה מדגימים בבירור את ההישגים המשמעותיים של התחנה המשופצת בהסרת חומרים אורגניים, NH₃-N ושאריות כלור.

4.1 הסרת COD
לגבי הרחקת COD, שיעור הרחקה של 72.46% מצביע על התקדמות משמעותית בפירוק החומר האורגני על ידי תחנת הטיפול. הדבר מיוחס לאופטימיזציה של תהליך הטיפול בשפכים במהלך השיפוץ, המאפשר פירוק והסרה של מזהמים אורגניים בצורה יעילה יותר, ובכך להפחית משמעותית את תכולת COD בשפכים.

4.2 הסרת BOD₅
שיעור הסרת BOD₅ גבוה עד 92.10%, מה שממחיש עוד יותר את הביצועים המצוינים של התחנה המשופצת בהסרת חומרים אורגניים. שיעור סילוק BOD₅ גבוה פירושו שתכולת החומר האורגני המתכלה בשפכים מופחתת מאוד, מה שמשמעותי להגנה על סביבת המים ולמניעת האאוטרופיקה.

הסרת 4.3 NH₃-N
לגבי הסרת NH₃-N, שיעור הסרה של 60.87% מראה גם על היעילות הגבוהה של התחנה המשופצת. NH₃-N הוא אינדיקטור חשוב לאיאטרופיקציה של מים. שיעור הסרה גבוה מצביע על שליטה יעילה בתכולת NH₃-N בשפכים, המסייעת להפחית את הסיכון לאאוטרופיקה.

4.4 סילוק כלור סה"כ
כלור הוא חומר חיטוי נפוץ בתהליכי טיפול בשפכים, אך עודף כלור עלול להוות סיכונים פוטנציאליים לסביבת המים. שיעור הפינוי של כל השארית הכוללת בתהליך הטיפול של התחנה המשופצת עומד על 81.74%, מה שמעיד על כך שבאמצעות הטיפול היעיל של התחנה, נשלטת ביעילות תכולת השארית הכלור בשפכים, מה שמבטיח את בטיחות איכות הקולחים.

5. מסקנה

ניתוח מקיף לפני שיפוץ התחנה לטיפול בשפכים של אתר הנופש העלה שלמרות תכנון תהליך סביר, הוא איבד למעשה את כושר הטיפול שלו בגלל גורמים כמו קיבולת מיכל לא מספקת, תנודות באיכות ובכמות המים, התיישנות ציוד ואיוורור לא אחיד וניהול לקוי. כדי להבטיח שהקולחים עומדים בערכי התקן העיקרי (תקופה שנייה) של DB 44/26-2001, תחנת הטיפול בשפכים של אתר הנופש עברה שדרוג ושיפוץ. הדבר כלל חיזוק וויסות איכות וכמות המים, עדכון ציוד הזדקנות, ייעול הניהול התפעולי והפעלת אסטרטגיות מקיפות לשיקום הפעילות היציבה של תחנת הטיפול. זה מספק תמיכה סביבתית מוצקה לפיתוח בר-קיימא של אתרי נופש בסין.