تحسين معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية باستخدام مراقبة الكربون العضوي الكلي المتقدمة

في مجال معالجة مياه الصرف الصحي، أصبح رصد الأحمال العضوية، وخاصة الكربون العضوي الكلي، أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على كفاءة وفعالية العمليات. ويصدق هذا بشكل خاص على الصناعات التي تتميز بتدفقات نفايات متغيرة للغاية، مثل قطاع الأغذية والمشروبات.

في هذه المقابلة، يتحدث كل من ينس نويباور وكريستيان كويللارز من شركة فيوليا لتقنيات وحلول المياه إلى موقع AZoMaterials حول أهمية مراقبة الكربون العضوي الكلي وكيف تعمل التطورات في تكنولوجيا الكربون العضوي الكلي على تحويل عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.

لماذا تعتبر مراقبة الأحمال العضوية، وخاصة الكربون العضوي الكلي (TOC)، أمراً بالغ الأهمية في معالجة مياه الصرف الصحي؟
ينس: في معظم مياه الصرف الصحي، تكون غالبية الملوثات عضوية، وهذا ينطبق بشكل خاص على قطاع الأغذية والمشروبات. لذا، فإن المهمة الرئيسية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي هي تحليل هذه المواد العضوية وإزالتها من مياه الصرف. ويساهم تكثيف العمليات في جعل معالجة مياه الصرف الصحي أسرع وأكثر كفاءة. ويتطلب ذلك مراقبة مستمرة لتكوين مياه الصرف الصحي لمعالجة أي تقلبات بسرعة، مما يضمن تنظيفًا فعالًا رغم قصر مدة المعالجة.

تُعدّ الطرق التقليدية لقياس النفايات العضوية في المياه، مثل اختبارات الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) والطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD)، بطيئة للغاية، إذ تستغرق ساعات أو حتى أيامًا، مما يجعلها غير مناسبة لعمليات المعالجة الحديثة الأسرع. كما يتطلب اختبار COD استخدام مواد كيميائية سامة، وهو أمر غير مرغوب فيه. في المقابل، لا يستغرق رصد الحمل العضوي باستخدام تحليل الكربون العضوي الكلي (TOC) سوى بضع دقائق، ولا يتطلب استخدام مواد كيميائية سامة. وهو مناسب تمامًا لتحليل العمليات، كما أنه يُقدّم نتائج أكثر دقة. وينعكس هذا التحوّل نحو قياس الكربون العضوي الكلي في أحدث معايير الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالتحكم في التصريف، حيث يُعدّ قياس الكربون العضوي الكلي الطريقة المُفضّلة. وقد حدّد القرار التنفيذي للمفوضية الأوروبية (EU) 2016/902 أفضل التقنيات المتاحة (BAT) بموجب التوجيه 2010/75/EU لأنظمة معالجة/إدارة مياه الصرف الصحي الشائعة في القطاع الكيميائي. ويمكن الرجوع إلى قرارات أفضل التقنيات المتاحة اللاحقة في هذا الشأن أيضًا.

ما هو دور مراقبة الكربون العضوي الكلي في الحفاظ على كفاءة وفعالية أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي؟
ينس: يوفر رصد الكربون العضوي الكلي معلومات قيمة عن حمولة الكربون في نقاط مختلفة من العملية.

تتيح مراقبة الكربون العضوي الكلي قبل المعالجة البيولوجية الكشف عن أي اضطرابات في تحميل الكربون، وتحويله إلى خزانات التخزين المؤقت عند الحاجة. وهذا يمنع إرهاق الكائنات الحية الدقيقة، ويعيدها إلى العملية في مرحلة لاحقة، مما يضمن تشغيل المحطة بشكل آمن ومستقر. كما تُمكّن قياسات الكربون العضوي الكلي قبل وبعد مرحلة الترسيب المشغلين من التحكم في جرعات المُخثِّر من خلال تحسين إضافة الكربون، وذلك لتجنب تجويع البكتيريا أو إفراطها في التغذية في خزانات التهوية، أو خلال المراحل اللاهوائية.

توفر مراقبة الكربون العضوي الكلي معلومات حول مستويات الكربون عند نقطة التصريف وكفاءة الإزالة. كما توفر مراقبة الكربون العضوي الكلي بعد الترسيب الثانوي قياسات آنية للكربون المنبعث في البيئة، وتثبت الالتزام بالحدود المسموح بها. علاوة على ذلك، توفر مراقبة المواد العضوية معلومات حول مستويات الكربون لتحسين المعالجة الثلاثية لأغراض إعادة الاستخدام، ويمكن أن تساعد في تحسين جرعات المواد الكيميائية، والمعالجة المسبقة للأغشية، وجرعات الأوزون والأشعة فوق البنفسجية.