تأثير استخدام كلوريد الكالسيوم في التحكم في انتفاخ الحمأة
نتيجة لتغير بعض العوامل، تصبح الحمأة المنشطة خفيفة الوزن، وتزداد حجماً، ويتدهور أداء الترسيب، وتستمر قيمة مؤشر حجم الحمأة (SVI) في الارتفاع، ولا يمكن إجراء عملية فصل الطين عن الماء بشكل طبيعي في حوض الترسيب الثانوي. يستمر مستوى الحمأة في حوض الترسيب الثانوي في الارتفاع، وفي النهاية تُفقد الحمأة، وينخفض تركيز المواد الصلبة العالقة المختلطة (MLSS) في حوض التهوية بشكل مفرط، مما يؤدي إلى تدمير الحمأة أثناء التشغيل الطبيعي للعملية. تُعرف هذه الظاهرة باسم انتفاخ الحمأة. يُعد انتفاخ الحمأة ظاهرة غير طبيعية شائعة في نظام معالجة الحمأة المنشطة.
تُستخدم عملية الحمأة المنشطة على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي. وقد حققت هذه الطريقة نتائج جيدة في معالجة أنواع عديدة من مياه الصرف العضوية، مثل مياه الصرف الصحي البلدية، ومياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق والصباغة، ومياه الصرف الناتجة عن المطاعم، ومياه الصرف الكيميائية. ومع ذلك، ثمة مشكلة شائعة في معالجة الحمأة المنشطة، وهي سهولة انتفاخ الحمأة أثناء التشغيل. وينقسم انتفاخ الحمأة بشكل رئيسي إلى نوعين: انتفاخ الحمأة الناتج عن البكتيريا الخيطية وانتفاخ الحمأة الناتج عن البكتيريا غير الخيطية، وهناك أسباب عديدة لتكوّنه. يُعدّ ضرر انتفاخ الحمأة بالغًا، فبمجرد حدوثه، يصعب السيطرة عليه، وتستغرق عملية التعافي وقتًا طويلاً. وإذا لم تُتخذ تدابير السيطرة في الوقت المناسب، فقد يحدث فقدان للحمأة، مما يُلحق ضررًا جسيمًا بعملية تشغيل خزان التهوية، ويؤدي إلى انهيار نظام المعالجة بأكمله.
تُساهم إضافة كلوريد الكالسيوم في تثبيط نمو البكتيريا الخيطية، مما يُساعد على تكوين المذيلات البكتيرية، ويُحسّن من ترسيب الحمأة. يتحلل كلوريد الكالسيوم عند ذوبانه في الماء مُنتجًا أيونات الكلوريد. تتميز أيونات الكلوريد بتأثيرها المُعقّم والمُطهّر في الماء، حيث تُقضي على جزء من البكتيريا الخيطية وتُثبّط انتفاخ الحمأة الناتج عنها. حتى بعد التوقف عن إضافة الكلور، تبقى أيونات الكلوريد في الماء لفترة طويلة، ولا تنمو البكتيريا الخيطية بشكل مُفرط على المدى القصير، وتستطيع الكائنات الدقيقة تكوين كتل كثيفة مُنتظمة، مما يُؤكد فعالية إضافة كلوريد الكالسيوم في تثبيط نمو البكتيريا الخيطية وحل مشكلة انتفاخ الحمأة.
يُمكن التحكم في انتفاخ الحمأة بسرعة وفعالية عن طريق إضافة كلوريد الكالسيوم، مما يُؤدي إلى انخفاض سريع في مؤشر حجم الحمأة المنشطة (SVI). انخفض مؤشر حجم الحمأة المنشطة من 309.5 مل/غ إلى 67.1 مل/غ بعد إضافة كلوريد الكالسيوم. وبدون إضافة كلوريد الكالسيوم، يُمكن أيضًا خفض مؤشر حجم الحمأة المنشطة عن طريق تغيير طريقة التشغيل، ولكن بمعدل أبطأ. لا تُؤثر إضافة كلوريد الكالسيوم بشكل ملحوظ على معدل إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين (COD)، حيث يقل معدل إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين في حالة إضافة كلوريد الكالسيوم بنسبة 2% فقط مقارنةً بحالة عدم إضافته.