Вишак укупног фосфора у ефлуенту је један од најпроблематичнијих проблема у ААО системима. Када решавају проблеме, људи обично разматрају: Да ли је извор угљеника довољан? Да ли је муљ у добром стању? Да ли треба додати хемикалије за уклањање фосфора?
Сва ова упутства су тачна, али постоји лако превидети узрок -дуготрајног-претераног проветравања ваздуха.
У индустрији постоји уобичајена перцепција: што је већа аерација и што је већи растворени кисеоник (ДО), то је снажније аеробно упијање фосфора и стабилнији је систем за уклањање фосфора. Ово заправо није случај-прекомерно проветравање може тихо да ослаби ефикасност биолошког уклањања фосфора, чинећи га „невидљивим убицом“. Неће довести до колапса система одмах, али ће постепено ослабити „виталност“ бактерија које акумулирају полифосфат-, што на крају доводи до посебно збуњујућег феномена: анаеробни део је нормалан, али укупан фосфор у ефлуенту наставља да премашује стандард.
И. Шта је тачно биолошко уклањање фосфора?
ААО процес се ослања на врсту бактерија које се називају полифосфат{0}}бактерије које акумулирају за уклањање фосфора. Они обављају два наизменична процеса у анаеробном и аеробном окружењу:
Анаеробна фаза: Бактерије које{0}}акумулирају полифосфате (ПАБ) прво разлажу полифосфате унутар својих ћелија, ослобађајући фосфате у воду и добијајући енергију. Они затим користе ову енергију да апсорбују кратколанчане-масне киселине (као што је сирћетна киселина) из отпадне воде, претварајући их у ПХБ за складиштење.
Аеробна фаза: ППБ разлажу ПХБ унутар својих ћелија да би добили енергију. Они затим користе ову енергију да апсорбују велике количине фосфата из воде, синтетишу полифосфате и поново их складиште у својим ћелијама.
Коначно, уклањање фосфора се постиже уклањањем муља: ППБ{0}}богати фосфором се изводе из система испуштањем вишка муља, уклањајући тако фосфор из воде.
Кључна тачка читавог процеса је јасна: количина ПХБ синтетизованог у анаеробној фази директно одређује количину фосфора која се може апсорбовати у аеробној фази. Довољне резерве ПХБ резултирају довољном апсорпцијом фосфора; недовољне резерве ПХБ смањују капацитет апсорпције фосфора.
ИИ. Шта се уништава претераним проветравањем?
У нормалним условима аерације, растворени кисеоник у аеробном резервоару се одржава у разумном опсегу. ППБ ће трошити ПХБ по потреби, дајући предност његовој употреби за апсорпцију фосфора, што резултира стабилним уклањањем фосфора.
Међутим, проблеми настају када је аерација прекомерна, а растворени кисеоник у аеробној зони остаје висок: Када је растворени кисеоник превисок, бактерије које акумулирају полифосфат- (ПАБ) не само да користе ПХБ да апсорбују фосфор већ и троше велику количину ПХБ за „одржавање сопственог основног метаболизма“. Ово је најзбуњујућа појава која је примећена на-локацији: ослобађање фосфора у анаеробној зони је потпуно нормално, али се укупан фосфор у ефлуенту једноставно неће смањити.
Разлог заправо није компликован: процес „складишта хране“ у анаеробној зони је непромењен, али у аеробној зони, ПХБ ППА се прекомерно троше, остављајући недовољну енергију за -апсорпцију фосфора великих размера. Неспособни да апсорбују фосфор из воде, неки ППА ће чак ослободити фосфор у обрнутом процесу, што на крају доводи до прекомерног нивоа фосфата у ефлуенту.
ИИИ. Прави случај: неконтролисана аерација, опадајућа ефикасност уклањања фосфора
Скуп-података мерења на лицу места јасно илуструје проблем: У постројењу за пречишћавање отпадних вода, ДО на предњем крају аеробног резервоара је контролисан на око 2 мг/Л (у разумном опсегу), али није било посебне контроле на крају, а прекомерна аерација је изазвала пораст ДО на крају на преко 5 мг/Л.
Као резултат тога, капацитет система за уклањање фосфора се брзо погоршао: нивои фосфата у ефлуенту су порасли са нормалних 0,37 мг/Л на 5,7 мг/Л; брзина уклањања биолошког фосфора је нагло опала, скоро потпуно пропала.
Касније је особље за одржавање стабилизовало растворени кисеоник (ДО) у целом аеробном резервоару на 2-3 мг/Л, и систем се полако опорављао. После око две недеље стабилног рада, нивои фосфора у отпадним водама су пали на 0,89 мг/Л, а ефикасност уклањања фосфора се вратила на пројектовану вредност.
Деградација уклањања фосфора узрокована прекомерном аерацијом не може се поправити одмах након подешавања параметара.
Када се ПХБ прекомерно конзумира, бактерије које акумулирају полифосфат-улазе у стање „ендогеног дисања“-почињу да разграђују сопствени ћелијски материјал да би преживеле, оштећујући целокупну активност бактеријске заједнице. Да би поново-успоставио стабилан капацитет уклањања фосфора, систему је потребно довољно времена да се бактерије које акумулирају полифосфат-репродуцирају и поново-акумулирају ПХБ. Овај процес обично траје од неколико дана до неколико недеља, у зависности од степена оштећења. Ово је такође главни разлог зашто многе биљке не виде резултате након подешавања аерације-није да су подешавања нетачна, већ да време није право.
ИВ. Ове 3 ситуације ће највероватније изазвати непримећено преко-аерацију
1. Кишни дани или мали-Утицај оптерећења: Када пада киша или је количина индустријске отпадне воде мања од уобичајене, концентрација органске материје у доводу значајно опада. Муљ троши мање кисеоника, па је и потребан ниво кисеоника мањи. Ако брзина аерације остане иста, кисеоник ће бити неискоришћен, што ће довести до сталног пораста раствореног кисеоника (ДО) и исцрпљивања ПХБ бактерија које акумулирају полифосфат{4}}. Ако се брзина аерације не подеси одмах након што се доводно оптерећење смањи, а висока аерација се одржава током дужег временског периода, овај ефекат „завреле жабе“ преко-аерације је најподмуклији. Ефикасност уклањања фосфора може полако опадати током неколико месеци док изненада не премаши стандард.
2. Фокусирање само на предњи крај, занемарујући задњи крај: многе биљке постављају сонде за ДО само на предњи крај аеробног резервоара. Они се осећају смирено када ДО на предњем крају изгледа нормално, али се преко{2}}често јавља прекомерна аерација у задњим одељцима. У стварности, када је укупна брзина аерације превисока, задњи крај аеробног резервоара је место где је ДО највероватније висок, а такође је и место где је ПХБ „коначно исцрпљен“.
В. Практични предлози
1. Промените навику „што је већа аерација, то боље“
Препоручени ниво раствореног кисеоника (ДО) у аеробном резервоару је између 2-3 мг/Л и избегавајте да прелази 4 мг/Л током дужег периода. Обратите посебну пажњу на растворени кисеоник на крају аеробног резервоара, а не само на узводном нивоу.
2. Проактивно смањите аерацију током периода ниског-оптерећења
У случају кише или ниске концентрације утицаја, одмах смањите брзину аерације да бисте одржали ПХБ резерву бактерија које акумулирају полифосфат{0}}.
3. Имајте алтернативни приступ када истражујете вишак укупног фосфора
Ако је ослобађање фосфора у анаеробној фази нормално, али је фосфор у ефлуенту и даље висок, проверите да ли постоји прекомерна аерација. Такође проверите време задржавања секундарног таложника, ДО који се преноси рефлуксом, вишак нитратног азота и довољно испуштања муља. Немојте одмах додавати велике количине хемикалија за уклањање фосфора-то повећава трошкове и може прикрити прави проблем.
4. Будите стрпљиви након подешавања ДО
Након што потврдите да прекомерна аерација узрокује погоршање уклањања фосфора, смањите ниво ДО и оставите систему неко време. Честа подешавања параметара могу заправо више пута шокирати бактеријску заједницу, успоравајући њен опоравак.
5. Спречите „повратни проток кисеоника“ Ако вода са високим-ДО из аеробног резервоара уђе у анаеробни или аноксични резервоар путем рециркулације муља или рециркулације мешавине течности, то ће пореметити анаеробно окружење и директно утицати на синтезу ПХБ помоћу бактерија које акумулирају полифосфате-. У идеалном случају, систем за рециркулацију треба да има аноксичну тампон зону или да контролише однос рециркулације да би се смањио унос кисеоника.
На крају крајева, кључ биолошког уклањања ААО фосфора није драстично повећање аерације или једноставно додавање извора угљеника, већ одржавање равнотеже ПХБ „енергетског рачуна“ за бактерије које акумулирају полифосфате{0}}.
Недовољна аерација доводи до неадекватног уноса фосфора; прекомерна аерација прерано исцрпљује полифосфат-акумулирајући „наслаге“ бактерија, значајно смањујући или чак елиминишући ефикасност биолошког уклањања фосфора. За рад и одржавање, контрола раствореног кисеоника у аеробном резервоару је најважнија. Када укупни нивои фосфора премашују стандард, разматрање више слојева и узимање додатних мерења је често ефикасније него слепо прилагођавање параметара или додавање хемикалија.
Напомена: ПХБ је скраћеница за поли- -хидроксибутирну киселину, која је супстанца за складиштење енергије у полифосфатним бактеријама.