MLSS ridicat (Mixed Liquor Suspended Solids) poate deteriora sistemele de tratare a apelor uzate în mai multe moduri, inclusiv transferul de masă, sedimentarea, consumul de energie și stabilitatea procesului. Problema de bază este că depășește capacitatea de transport rezonabilă pentru supraviețuirea microbiană și funcționarea procesului. Impacturile specifice și logica de bază sunt următoarele:
1. Oxigen dizolvat insuficient, care duce la hipoxie a nămolului/medii anaerobe
MLSS ridicat crește necesarul de oxigen al microorganismelor, reducând semnificativ eficiența transferului de oxigen în rezervorul de aerare și conducând cu ușurință la medii hipoxice/anaerobe localizate. Activitatea bacteriilor aerobe este inhibată, reducând eficiența degradării materiei organice; denitrificarea are loc prematur în rezervorul de aerare, generând un număr mare de bule, determinând înmulțirea nămolului, plutirea nămolului și COD excesiv și azot amoniac în efluent.
2. Deteriorarea performanței de sedimentare a rezervorului de decantare secundar, ducând la o creștere a efluenților solide în suspensie (SS).
MLSS ridicat crește vâscozitatea lichidului amestecat, făcând flocurile de nămol mai ușoare. Acest lucru duce cu ușurință la sedimentare stratificată în rezervorul de decantare secundar, reducând compresibilitatea nămolului și scăzând semnificativ viteza de decantare. Simultan, nămolul cu concentrație ridicată este predispus la denitrificare (descompunerea anoxă a nitraților produce bule de N₂ care transportă nămolul la suprafață), ducând la pierderi de nămol și efluent excesiv de SS. Acest lucru cauzează, de asemenea, pierderi suplimentare de nămol din sistem, creând un cerc vicios.
3. Creșterea dramatică a consumului de energie de aerare și creșterea costurilor de operare.
Pentru a satisface cererea de oxigen a MLSS ridicat, intensitatea aerării trebuie crescută, ceea ce duce la o creștere proporțională a consumului de energie al suflantei. În același timp, vâscozitatea ridicată a lichidului amestecat crește rezistența la transport și amestecare a pompelor și malaxoarelor, crescând și mai mult consumul de energie. Acest lucru crește semnificativ costurile de operare fără niciun beneficiu de proces.
4. Vârsta redusă a nămolului și dezechilibrul microbian
MLSS ridicat, cuplat cu îndepărtarea prematură a nămolului, duce la o durată relativ mai scurtă a nămolului (SRT) în sistem. Acest lucru face dificilă supraviețuirea bacteriilor de nitrificare cu ciclu lung de-generație- și a altor bacterii funcționale, reducând semnificativ eficiența nitrificării și făcând ca nivelurile de azot amoniac din efluent să depășească standardele. Simultan, bacteriile dominante se deplasează către genuri mai rezistente la murdărie-, reducând drastic rezistența sistemului la fluctuațiile calității și cantității apei.
5. Probleme specifice procesului membranar-(de exemplu, MBR): Încrustarea accelerată a membranei
În bioreactoarele cu membrană, MLSS ridicat crește semnificativ probabilitatea contactului dintre coloizi și flocuri din lichidul amestecat și suprafața membranei. Acest lucru accelerează blocarea porilor membranei, îngroșarea turtei de filtru și o creștere rapidă a presiunii transmembranare (TMP). Acest lucru crește drastic frecvența de curățare a membranei, scurtează durata de viață a membranei și crește dramatic costurile de întreținere.
6. Pierderea sistemului de rezistență la șocuri, predispus la colaps complet
În condiții MLSS ridicate, spațiul tampon al sistemului este extrem de mic. Odată ce se confruntă cu fluctuații ale calității apei influente (cum ar fi COD, substanțe toxice) sau ale debitului, microorganismele sunt predispuse la moartea în masă din cauza schimbărilor bruște ale mediului, ducând la dezintegrarea nămolului. Recuperarea ulterioară este dificilă și necesită timp-.
Rezumatul principal (mnemonic):
Volum mare de nămol=oxigen insuficient, decantare slabă, consum mare de energie, dezechilibru microbian, predispus la colaps; procesele membranare vor accelera, de asemenea, înfundarea.
Strategie practică de răspuns:
1. Creșteți imediat debitul de nămol pentru a reduce rapid MLSS la intervalul de proiectare a procesului (2000-4000 mg/L pentru rezervoarele aerobe convenționale, ajustate în funcție de cerințele procesului);
2. Creșteți temporar intensitatea aerării pentru a evita hipoxia localizată, în timp ce se monitorizează DO (controlat la 2-3 mg/L);
3. Verificați sarcina hidraulică a rezervorului de sedimentare secundar și reduceți debitul de afluent dacă este necesar pentru a reduce presiunea de decantare a nămolului;
4. Monitorizați raportul de decantare a nămolului (SV30) și indicele de volum al nămolului (SVI) pentru a determina dacă este prezentă înmulțirea nămolului și adăugați floculanti (cum ar fi PAC) pentru a îmbunătăți performanța de decantare.