מהי ביומסה (בוצה) ומהם היחסים הרצויים בין פחמן חנקן וזרחן?
הביומסה במטש ביולוגי מורכבת מהרבה מאוד חיידקים. באופן אמפירי בדקו ומצאו שקיים יחס בין כמות הפחמן, החנקן והזרחן במערכת אירובית. בכל סוג של אוכלוסייה היחסים מעט שונים, אך באופן כללי מדובר ביחסים של 200 ppm פחמן, 30 ppm חנקן ו 1 ppm זרחן. כלומר, על כל 1 ppm זרחן יש 200 ppm פחמן ו 30 ppm חנקן. היחסים הללו הם לא לחלוטין קבועים ולאורך זמן יצורים ביולוגים יכולים להסתגל ליחסים שונים שבין הפחמן, החנקן והזרחן. אולם, לכל אוכלוסייה יש תמיד גורם מגביל. לדוגמא - במידה ולמתקן ביולוגי הכנסנו 4000 ppm פחמן, 570 ppm חנקן, 20 ppm זרחן זמין מבחינה ביולוגית ונתנו לו זמן שהייה ארוך, כעקרון ניתן היה לחשוב שכל הCOD (פחמן) יצרך, אבל יתכן והזרחן והחנקן יגבילו את צריכת ה COD. כפישנראה בדוגמא, הגורם המגביל הינו החנקן (לפי יחסי 200:30:1) כפי שהראנו מקודם. בדוגמא שהוצגה, לאחר כלל צריכת הנוטריאנטים נשארו בתמיסה 200 ppm פחמן ו1 ppm זרחן. . דבר דומה קורה גם במי שפכים. במידה ונשתמש במי שפכים, רק חלק מהCOD יצרך ולא ניתן יהיה להגיע לאפס COD. אחת הסיבות לכך, הוא מחסור בנוטריינטים. נוטריינטים הם חומרי ההזנה. בחקלאות לשם דוגמא, הנוטריינטים הם הדשנים.
מהו הרכיב המגביל ואיך נוטריינטים (חומרי הזנה) מאזנים אותו?
הנוטריינטים מכילים חנקן וזרחן. ישנים חומרי הזנה נוספים הנקראים מיקרו נוטריינטים.
בבדיקות מעבדה ניתן לבדוק מה המרכיב המגביל על ידי תהליך בו בודקים איזה חומרים נשארו ובאיזו כמות – חנקן, פחמן או זרחן. על מנת למנוע שאריות ניתן להוסיף חומרים שיאזנו את המערכת ולא יגבילו את צריכת החומרים השאיפה היא להגיע ליחסים נכונים כפי שמתואר מעלה. הביומסה עלולה להיכנס למצב של עקה כאשר אין הוספת נוטריינטים לאיזון החומרים המגבילים או כאשר הביומסה נמצאת בריאקטור זמן ארוך מידי. במצבים אלו הביומסה עלולה למות ולגרום לבעיות מגוונות כולל ציפה של ביומסה. לכן יש להקפיד על הוספת נוטריינטים או מיקרו נוטריינטים כדי לשמור על איזון המערכת.
מהו הריכוז הנכון של ביומסה במתקן ביולוגי?
במתקן ביולוגי לדוגמת בוצה משופעלת חשוב לשמור על 0.25 עד 0.5 אחוז של ביומאסה. במידה ויחס זה לא נשמר, הביומסה נפגעת והטיפול עלול להיות איטי וחלש יותר.
במקרה תצורת עבודה MBR, הריאקטור קטן יותר מכך גם זמני השהייה קטנים ויש צורך לשמור על ריכוז ביומסה של 1%.
ניתן לבדוק את ריכוז הביומאסה בבדיקת מעבדה הנקראת Mixed Liquor Suspended Solids) MLSS)
מתי יש להוציא ביומסה במתקן ביולוגי?
כמוכן, חשוב להקפיד על הוצאה של ביומסה מאחר והבוצה מזדקנת, האיכות שלה יורדת ומתחילות מחלות של בוצה ותמותה. לדוגמא, יש מחלה שנקראת Pink Spot המתבטאת בהופעה של נקודות צהובות או ורדרדות לבנות.
לעיתים במפעלים משתמשים בחומרים אנטי בקטריאליים שכשהם מגיעים למטש, הם מחסלים אותו. לכן, חשוב להפריד במקור את החומרים כדי שלא יגיעו לביו-מאסה.
חשוב להקפיד על נפח הביומסה - כשמשקעים את הנוזל הנמצא בתוך ריאקטור במסורה במשך חצי שעה, חשוב לוודא שהוא שוקע ושהוא לא יותר מחמישים אחוז מהמסורה.
במידה ויש בעיות של ביומסה עדיף להתחיל מחדש ולקחת בוצה מוניציפלית הניתנת בחינם. מפעלים מוניציפאליים שמחים לתת בוצה והעלות העיקרית היא עלות ההובלה. לפני שמכניסים את הבוצה המוניציפלית למתקן, חשוב לסנן עם רשת של מילימטר או שניים מאחר והיא מכילה חומרים שונים כמו קליפות עגבנייה, חרצנים וכד'. את הביומסה הבעייתית במתקן מרוקנים ולאחר הכנסת הביומסה החדשה מתחיל תהליך ההתמחות שבסופו המתקן חוזר לעבודה תקינה.