دراسات حالة لمزيل الرغوة في معالجة مياه الصرف الصحي
الرغوة هي في الأساس نظام تشتيت حيث يتم تشتيت الغاز داخل سائل، ويعتمد استقرارها على ثلاثة عوامل رئيسية:
1. التوتر السطحي: تشكل قوى التماسك بين الجزيئات على سطح السائل "غشاءً مرنًا" يمنع هروب الغاز؛
2. المواد الفعالة بالسطح: مواد مثل المنظفات أو البروتينات تمتص عند السطح الفاصل بين الغاز والسائل، مما يقلل من التوتر السطحي ويشكل طبقة واقية؛
3. اللزوجة: تعمل السوائل عالية اللزوجة على تأخير تمزق الفقاعات، مما يجعل الرغوة أكثر متانة.
مبدأ عمل مزيل الرغوة في معالجة مياه الصرف الصحي
تعمل مزيلات الرغوة في معالجة مياه الصرف الصحي على تعطيل استقرار الرغوة من خلال تفاعلات فيزيائية وكيميائية تآزرية، مع تبسيط آليتها الأساسية إلى أربع مراحل:
1. الاختراق: تخترق جزيئات مزيل التشوه سطح الرغوة. وبفضل امتلاكها لتوتر سطحي منخفض للغاية، فإنها تنتشر بسرعة إلى السطح الفاصل بين الغاز والسائل، مما يؤدي إلى إزاحة المواد الفعالة بالسطح وإضعاف "الطبقة الواقية" للرغوة.
٢. الانتشار والإزاحة: يعمل مزيل الرغوة على تعطيل بنية الرغوة من خلال انتشاره على السطح لتشكيل طبقة أحادية. يؤدي ذلك إلى إبعاد المواد الفعالة بالسطح عن السطح البيني، مما يزيد من التوتر السطحي الموضعي. ووفقًا لتأثير مارانغوني، يُحفز تدرج التوتر هذا تدفق السوائل، مما يتسبب في ترقق جدران الرغوة وتمزقها.
3. التجسير والاندماج: تعمل مزيلات الرغوة في مياه الصرف الصحي على تسريع انهيار بعض مزيلات الرغوة (مثل البولي إيثرات) عن طريق تكوين هياكل "تجسيرية" على أسطح الرغوة، تربط الفقاعات المتجاورة لتعزيز اندماجها وتمزقها. بينما تغوص أنواع أخرى (مثل الزيوت المعدنية) إلى قاعدة الفقاعة بسبب اختلاف الكثافة، مما يزيد من عدم استقرار الرغوة.
4. كبح الرغوة: تعمل مزيلات الرغوة في مياه الصرف الصحي على منع مزيلات الرغوة المتجددة من الانتشار في السائل على شكل جزيئات دقيقة. كما أنها تمتص باستمرار المواد الفعالة بالسطح المتكونة حديثًا، مما يمنع تكوين الرغوة الثانوية.
دراسات حالة لمزيلات الرغوة في معالجة مياه الصرف الصحي
١. نظرة عامة على الموقع: واجهت محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في إحدى مدن الشرق الأوسط مشكلة رغوة حادة: حيث تسبب تراكم الرغوة المفرط في خزانات التهوية في انسداد المعدات وإعاقة اختبار جودة المياه. وكشف التحليل أن الأسباب الرئيسية هي ارتفاع نسبة المنظفات (المواد الفعالة سطحياً) في المياه الداخلة والبروتينات الناتجة عن تحلل المواد العضوية.
2. الحل:
1) إضافة عامل إزالة الرغوة من مياه الصرف الصحي: تم اختيار عامل إزالة الرغوة المركب لقدراته المزدوجة المتمثلة في التحلل السريع للرغوة وقمع الرغوة على المدى الطويل.
2) طريقة التطبيق: تم تحديد الجرعة (50-100 جزء في المليون) من خلال الاختبارات التجريبية لمنع الإضافة المفرطة من تقليل نشاط الحمأة.
3) المعالجة التآزرية: أدت التعديلات المشتركة على مستويات التهوية وزيادة إضافة مصدر الكربون إلى تحسين بيئة التحلل الميكروبي.
4) تأثير المعالجة: في غضون 30 دقيقة من التطبيق، انخفض ارتفاع الرغوة بنسبة 80٪؛ وتلاشت تمامًا في غضون ساعتين دون أي تكرار خلال الـ 48 ساعة اللاحقة، مما يحافظ على امتثال جودة النفايات السائلة بشكل مستقر.
