מהו חמצן מומס וכיצד לנטר אותו
הטיפול הביולוגי הנוכחי בטיפול בשפכים מאמץ ברובו שילוב של תהליכי טיפול אנאירובי ואירובי. חמצן מומס ממלא תפקיד מכריע בטיפול ביולוגי בפועל בשפכים. תנודות לא מתאימות או מוגזמות במדד זה עלולות לגרום במהירות לפגיעה במערכת הבוצה הפעילה, ובכך להשפיע על יעילות הטיפול. לכן, בתהליכי טיפול ביוכימיים בפועל, יש צורך לשלוט בקפדנות על תכולת החמצן המומס.
1. סקירה של חמצן מומס
חמצן מומס (DO) הוא פרמטר המאפיין את ריכוז החמצן בתמיסות מימיות, והוא החמצן החופשי המומס במים.
יחידת החמצן המומס היא מ"ג/ליטר, מבוטא במיליגרם חמצן לליטר מים. כמות החמצן המומס במים היא אינדיקטור ליכולת הטיהור העצמי של מים. חמצן מומס גבוה מועיל לפירוק של מזהמים שונים במים, ובכך מאפשר טיהור מהיר יותר של המים; להיפך, חמצן מומס נמוך מביא לפירוק איטי יותר של מזהמים במים.
2. גורמים המשפיעים על חמצן מומס
תכולת החמצן המומס במים מושפעת משני גורמים: האחד הוא אפקט צריכת החמצן שמפחית את ה-DO, כולל צריכת החמצן של פירוק חומר אורגני אירובי וצריכת חמצן מטבולית מתקדמת; סוג נוסף הוא אפקט החמצן מחדש המגביר את ה-DO, כולל בעיקר פירוק החמצן באוויר, שיטות אוורור וכו'. הצמיחה והירידה ההדדית של שתי השפעות אלו גורמות לשונות מרחבית-זמנית בתכולת החמצן המומס במים.
הגורמים הסביבתיים המשפיעים על תכולת החמצן המומס במים כוללים טמפרטורת מים, לחץ חלקי חמצן, מליחות וגורמים נוספים.
1. טמפרטורת המים
כאשר לחץ חלקי החמצן ותכולת המלח קבועים, תכולת הרוויה של חמצן מומס יורדת עם עליית טמפרטורת המים. תכולת הרוויה של חמצן מומס בטמפרטורות נמוכות משתנה באופן משמעותי יותר עם הטמפרטורה.
2. תכולת מלח
כאשר טמפרטורת המים ולחץ החמצן החלקי קבועים, ככל שתכולת המלח של המים גבוהה יותר, תכולת הרוויה של החמצן המומס במים קטנה יותר. תכולת המלח של מי הים גבוהה בהרבה מזו של מים מתוקים. באותם תנאים, תכולת הרוויה של חמצן מומס במי ים נמוכה בהרבה מזו שבמים מתוקים. השונות בתכולת המלח במקווי מים מתוקים טבעיים קטנה מאוד, ולכן השפעת תכולת המלח על תכולת הרוויה של חמצן מומס אינה משמעותית, וניתן לחשב אותה בקירוב על סמך תכולת הרוויה במים טהורים.
3. לחץ חלקי של חמצן
כאשר טמפרטורת המים ותכולת המלח קבועים, תכולת המלח הרווי של חמצן מומס במים עולה עם עליית לחץ החמצן החלקי על פני הנוזל.
ניטור של חמצן מומס (DO)
בשל הרגישות של חמצן מומס לגורמים כמו חמצן, טמפרטורה ולחות באוויר, מכשירי זיהוי מקוונים או גלאי חמצן מומס ניידים משמשים לעתים קרובות לניטור באתר. בעת הבדיקה, יש לחלק את מיכל האוורור כולו למספר אזורים, ולנתח סטטיסטית את ערכי ניטור החמצן המומס בתוך כל האזור כדי להבין את התפלגות החמצן המומס בשלבים ובנקודות זמן שונות של המערכת. זה מועיל מאוד לתפיסה הכוללת של המערכת שלאחר מכן ולניתוח של תקלות בוצה מופעלת. אם תנאי זיהוי כאלה אינם זמינים, ניתן לעקוב אחר החמצן המומס במוצא מיכל האוורור כתוצאה סופית של תהליך פירוק החומר האורגני במערכת הבוצה הפעילה. בנסיבות רגילות, השפעת החמצון בחורף טובה משמעותית מזו שבקיץ. הסיבה העיקרית היא שטמפרטורת המים נמוכה יותר בחורף וריווי החמצן המומס גבוה יותר. להיפך, הרוויה של חמצן מומס נמוכה יותר בקיץ.
