Разумевање активног муља (ИИИ) – Анализа и решења 'симптома' биохемијског узгоја муља!

Предговор: Претходна два документа су представила порекло, структуру микробне заједнице и окружење за раст активног муља, али изгледа да још нисмо завршили. Има још много тога да се покрије у вези са активним муљем, па хајде да наставимо! На крају крајева, мој курс „Инжењеринг за контролу загађења воде“ посветио је једно поглавље активном муљу. Многи проблеми настају приликом узгоја биохемијског муља у постројењима за пречишћавање отпадних вода. Овде бих желео да анализирам следеће аспекте да бих решио ова питања.

Велика већина постројења за пречишћавање отпадних вода користи процесе биолошког третмана, а најчешће коришћени процес у оквиру њих је „процес активног муља“. Пуштање у рад активног муља неминовно наилази на проблеме. Неки проблеми произилазе из недостатака у дизајну, док други произилазе из флуктуација у квалитету воде која утиче. Међутим, већина проблема настаје због неадекватног узгоја и аклиматизације муља. Они се могу широко категорисати на следећи начин:

Проблеми прекорачења загађивача:

Што се тиче квалитета воде који премашује стандарде, најчешћи загађивачи који прелазе границе су ЦОД, амонијачни азот и укупни азот. Фосфор и СС имају веома малу вероватноћу прекорачења стандарда. Ако је биолошки третман недовољан, може се применити физичко-хемијски третман. Све док је процес коагулације и седиментације укључен на крају процеса третмана, нивои фосфора генерално неће премашити границу.

Прекорачење ЦОД стандарда је због некомпатибилности загађивача и микроорганизама (треба напоменути да што је сложенија структура и већа молекулска маса загађивача, то се теже разграђује, па су за третман потребни специфични микроорганизми, док кућна канализација нема овај проблем). Микроорганизми имају специфичне дијете; неке врсте микроорганизама имају своју омиљену храну. На пример, целулолитичке бактерије искључиво воле целулозу и не воле другу храну и не могу да напредују у другим срединама. Наравно, постоје и неселективни микроорганизми који ће прихватити намирнице попут глукозе, брашна, смеђег шећера, алкохола и кућних отпадних вода јер су богате енергијом и лако сварљиве. Ово је слично ономе како већина људи воли говедину, пилетину, патку, гуску и морске плодове, али не би могли да поједу ни један изданак бамбуса-само национално благо "панда" може да се носи са таквим задатком.

Проблем прекомерног амонијачног азота и укупног азота обично се решава кроз нитрификацију и денитрификацију. Ако је амонијачни азот унутар прихватљивог опсега, али је укупни азот превелик, то указује на проблем са денитрификацијом. Ово је прилично уобичајено, а узрок је обично неравнотежа у раствореном кисеонику, пХ или хранљивим материјама. Сећам се да сам последњи пут наишао на проблем са денитрификацијом, користио сам прилично драстичан метод: зауставио сам дуваљку и извршио денитрификацију у пуном-резервоару, што је смањило укупни азот са преко 100 на једноцифрене цифре за 8 сати. Када су и амонијачни азот и укупни азот превелики, карактеристика је да је „амонијачни азот скоро једнак укупном азоту“. Нисам раније срео да амонијачни азот премашује стандард, пошто је нитрификујуће бактерије релативно лако култивисати, за разлику од денитрификујућих бактерија које су донекле деликатне.

Нећу анализирати фосфор и суспендоване чврсте материје (СС), пошто је ова два индикатора заиста релативно лако решити.

Проблеми попут плутања муља, пене и шљама

Током рада система биолошког третмана могу се појавити проблеми као што су плутање муља, ширење муља, пена и шљам. Ови проблеми не морају нужно узроковати да квалитет отпадних вода премаши стандарде, али су визуелно непривлачни и могу потенцијално довести до системских проблема на дуге стазе. Стога је кључно идентификовати узрок и решити проблем што је пре могуће!

Ови проблеми генерално потичу из три главна извора:
1. Ненормалан квалитет воде који изазива нагле промене у окружењу система биолошког третмана, као што су пХ промене. Прекомерна киселост или алкалност може изазвати пену, шљам или друге проблеме. Токсичне супстанце, сурфактанти и претерано велика оптерећења такође могу изазвати сродне проблеме.

2. Током пуштања у рад система биолошког третмана, грешке у раду могу довести до изненадних промена у окружењу система (као што је пХ или растворени кисеоник), што резултира муљем, пеном и шљамом.

3. Неодговарајући дизајн резервоара (или других структура резервоара) може довести до кратког-спајања или стварања анаеробних зона. На пример, претерано мали угао у резервоару за муљ у таложници може изазвати накупљање муља итд.

Узроци ових проблема су у основи исти, па ћемо овде дати јединствену анализу и решења. Пена и шљам се првенствено јављају у два окружења: аеробном окружењу (или резервоарима за аерацију) и анаеробном окружењу (као што су примарни таложници, секундарни таложници, аноксични резервоари, резервоари за хидролизу, итд.). Наравно, разлози стварања пене и шљама у аеробном и анаеробном окружењу су потпуно различити.

Анализа узрока и карактеристика проблема у аеробним срединама:

1. Абнормалне промене пХ вредности. Као што је раније поменуто, и претерано низак и висок пХ ниво може изазвати пењење под аерацијом. Анализа се може спровести о квалитету воде и додатих хемикалија, а пХ резервоара за биолошки третман треба благовремено подесити на нормалан опсег. Поред тога, процес нитрификације у аеробним резервоарима снижава пХ, а јаке промене пХ се лако могу јавити у води са високим концентрацијама амонијачног азота, што захтева благовремено додавање алкалија да би се одржала равнотежа алкалности.

2. Токсичне материје и високо органско оптерећење. Оба ова могу изазвати плутање активног муља, стварајући пену и шљам. Ово је у основи узроковано квалитетом воде (мало је вероватно да би неко био толико беспослен да би отровао резервоар за ваздух).

3. Инфлуент садржи уљане супстанце и сурфактанте. Уља и сурфактанти, у комбинацији са аерацијом, могу изазвати обојену пену. Ако видите обојену пену, можете кривити ове супстанце, јер ова пена негативно утиче на растворени кисеоник и систем за аерацију.

4. Анаеробне зоне се појављују у резервоару за биолошки третман. Ово је недостатак дизајна. Локализовани анаеробни услови и акумулација муља могу довести до анаеробне ферментације муља, стварајући гас који преноси нагомилани муљ на површину. У овом случају, резервоару је потребна модификација. Додајте уређаје за аерацију или водиче за проток у анаеробне зоне како бисте омогућили проток отпадне воде.

5. Растворен кисеоник је пренизак. Високе концентрације утицаја могу узроковати смањење раствореног кисеоника у резервоару за аерацију, или то може бити узроковано дуваљком и уређајима за аерацију. Окружења са мало раствореног кисеоника погодују опстанку филаментозних бактерија. Продужени низак ниво кисеоника може довести до прекомерне пролиферације филаментозних бактерија, узрокујући накупљање муља. Генерално, растворени кисеоник у резервоару за аерацију не би требало да буде мањи од 2 мг/Л.

6. Недовољно или никакво уклањање муља током дужег периода. Недовољно испуштање муља доводи до континуираног повећања концентрације муља у резервоару за аерацију. Када концентрација муља достигне 5.000 или више, недовољно хранљивих материја доводи до тога да многи микроорганизми „изгладњују“, што резултира недостатком хранљивих материја. Овај "мртви муљ" исплива на површину, формирајући дебео слој шљама. Стога је контрола концентрације муља кључна. За руководиоца постројења за пречишћавање отпадних вода или техничара, управљање муљем је изузетно важно!

Анализа проблема и карактеристика у анаеробним срединама:

Главни проблеми у анаеробним срединама су плутање денитрификационог муља и плутање анаеробног муља, који се првенствено јавља у таложницима.

1. Плутање муља за денитрификацију: Непотпуна денитрификација у аноксичном резервоару омогућава нитратном азоту да природно уђе у таложник. Аноксична средина у таложници покреће денитрификацију, узрокујући да муљ исплива на површину. Ово је релативно лако решити (изузимајући проблем да је аноксични резервоар премали, што је нерешиво). Правовремено допуњавање извора угљеника у аноксичном резервоару је кључно за одржавање ЦОД-а на приближно 4-5 пута већем нивоу укупног азота, обезбеђујући да се денитрификујуће бактерије добро хране и могу ефикасно да функционишу. Наравно, мора се одржавати и однос рециркулације мешавине течности, идеално изнад 200%.

2. Плутајући анаеробни муљ. Био сам сведок овог проблема из прве руке. Због пројектованог угла (обично већег од 55 степени), муљ је тешко у потпуности испразнити из резервоара за муљ у таложници, стварајући многе мртве зоне. Временом се овај муљ акумулира и лако исплива на површину. Свако ко се суочи са овим проблемом треба директно да окриви дизајнерски тим.

Микроорганизми играју виталну индикативну улогу током пуштања у рад биолошких система. Посматрањем врста микроорганизама може се одредити облик муља и предвидети квалитет ефлуента.

Када је активни муљ у добром стању:

Када је активни муљ у добром стању, флокуле су релативно велике, добро се таложе. Микроскопски преглед открива организме као што су *Вортицелла*, *Платицодон*, *Платицодон*, *Платицодон*, разне *Сцхизотхора*, ротифери, *Цицлопхора* и олигохете-и сесилне и пузајуће врсте.

Када се активни муљ погоршава:

Када се активни муљ поквари, грудве су мање и појављују се брзо{0}}пливајући организми као што су *Трицхомонас*, *Трицхомонас* и *Трицхомонас*. Када се муљ озбиљно погорша, микроорганизми умиру у великим размерама или скоро нестају, таложење муља се смањује, а капацитет за пречишћавање воде је лош.

Од погоршања до нормалног:

Током прелазног периода од погоршања до нормалног, активни муљ показује споро-пливајуће или пузајуће организме као што су *Платицодон* и *Платицодон*.

Препуњавање активног муља:

Пуњење активног муља се често дешава у јесен и зиму. У овом тренутку, таложење муља је слабо, са високим односом таложења од 30- минута, док је концентрација муља релативно ниска, што доводи до релативно високог индекса муља (СВИ). Филаментне бактерије су главни организми који узрокују накупљање муља. Због велике-пролиферације филаментозних бактерија, активни муљ изгледа попут памука, са финим честицама и релативно светле боје.

Недовољно раствореног кисеоника:

Када је растворени кисеоник у резервоару за аерацију константно недовољан, активни муљ постаје тамнији од нормалног и емитује мирис.

Превише раствореног кисеоника:

У нормалним околностима, око 300 ротифера се може посматрати по милилитру активног муља под микроскопом, док се сарцоптера ретко посматрају у нормалним условима. Када је брзина аерације у резервоару за аерацију стално превисока, појавиће се велики број сарцоптера и ротифера.

Ниска концентрација утицаја и БПК оптерећење:

Када су концентрација отпадне воде и БПК оптерећење сувише ниски, појавиће се љуспице, што указује на појаву нитрификације.

Остале промене животне средине:

Када се индикаторска биомаса у активном муљу нагло смањи, то може бити последица утицаја токсичних материја или наглих промена у одређеним условима животне средине. У таквим случајевима морају се предузети одговарајуће мере како би се смањио утицај на микроорганизме.

У процесима пречишћавања отпадних вода са активним муљем, микроскопско испитивање микроорганизама у резервоару за аерацију је кључна метода за процену оперативног статуса активног муља и један је од важних алата за праћење третмана отпадних вода. На основу промена у микробиолошкој популацији унутар резервоара за аерацију, потребно је извршити одговарајућа прилагођавања процеса како би се осигурало да активни муљ остане у добром стању и да третман отпадних вода испуњава стандарде.