În domeniul epurării apelor uzate, procesul cu nămol activ acționează ca un „gardian al epurării” tăcut. Format prin agregarea microorganismelor aerobe, își folosește puternicele capacități de adsorbție și oxidare pentru a „devora” și transforma materia organică în apele uzate, protejând calitatea apei. Cu toate acestea, acest „gardian” se poate confrunta și cu o „criză de sănătate”-aglomerarea nămolului. Odată ce apare, nu numai că poate duce la standarde excesive de efluent, dar poate și paraliza întregul sistem de tratare. Astăzi, vom aprofunda cauzele și procesele de înmulțire a nămolului și vă vom învăța cum să le identificați cu precizie și să o abordați științific.
I. Înțelegerea „Codul de sănătate” al nămolului activat
Pentru a determina dacă nămolul este „încărcat”, trebuie mai întâi să înțelegeți „indicatorii sănătății”. Următorii trei indicatori de bază sunt cheie pentru monitorizarea stării nămolului activ:
Volumul de decantare a nămolului (SV30): Luați 1000 ml de lichid amestecat din rezervorul de aerare, lăsați-l să stea timp de 30 de minute și măsurați raportul de volum dintre nămolul decantat și lichidul amestecat. Intervalul normal este de 20%-30%. O valoare care o depășește semnificativ poate indica o avertizare de volum.
Indicele volumului nămolului (SVI): Volumul (ml/g) ocupat de 1 g de nămol uscat după 30 de minute de decantare. Formula este (SV% × 100) / MLSS. Un SVI de aproximativ 100 indică performanța optimă de decantare a nămolului; un SVI care depășește 150 înseamnă că nămolul este pe cale sau a intrat deja într-o stare de încărcare.
Abundența filamentului: La microscop, bacteriile filamentoase formează „scheletul” nămolului activat. Sunt prezente o cantitate mică de floculanți benefici, dar o abundență care atinge nivelul (d) impune prudență, nivelul (e) indică o stare de volum, iar nivelul (f) indică o creștere severă.
II. Doi vinovați majori de înmulțirea nămolului
Aglomerarea nămolului nu este cauzată de un singur factor; este împărțit în principal în două categorii: volumul filamentos și volumul ne-filamentos. „Condițiile” și „metodele” lor pentru comiterea infracțiunii diferă:
(I) Bulking filamentos: Cel mai comun „problemă”
În circumstanțe normale, bacteriile care formează floc{0}}cresc mai repede decât bacteriile filamentoase, iar cele două coexistă într-o relație simbiotică echilibrată. Cu toate acestea, atunci când mediul se schimbă brusc, bacteriile filamentoase, cu avantajele lor de „suprafață mare și rezistență puternică”, se înmulțesc rapid, captând dominația și conducând la o deteriorare a proprietăților de decantare a nămolului.
Există șase factori inductori:
Conținutul scăzut de materie organică în influent înseamnă că microorganismele nu sunt „hrănite suficient”;
Nutrienții insuficienti, cum ar fi azotul și fosforul limitează creșterea flocului;
pH-ul scăzut inhibă activitatea bacteriană, permițând proliferarea bacteriilor filamentoase;
Oxigenul dizolvat (DO) din rezervorul de aerare este sub 2 mg/L, creând un mediu anaerob propice creșterii bacteriilor filamentoase;
Fluctuațiile mari ale calității/cantității influentelor influențează microorganismele;
Temperatură adecvată (25-30 de grade), făcându-l predispus la focare vara; dacă influentul „face praf” și produce H₂S (depășind 1-2 mg/L), poate duce și la proliferarea excesivă a filoților.
(II) Încărcarea ne-filamentoasă: „auto-colapsul” flocurilor
Acest tip de bulking nu este cauzat de bacteriile filamentoase, ci mai degrabă de activitatea fiziologică anormală a bacteriilor floc în sine și poate fi împărțit în două situații:
Încărcarea vâscoasă: Influentul conține o cantitate mare de materie organică dizolvată, rezultând o sarcină excesiv de mare de nămol (F/M), dar insuficientă azot și fosfor sau OD scăzut. După ce bacteriile se supraalimentează, ele nu se pot metaboliza în mod normal și secretă cantități mari de polizaharide hidrofile, determinând ca apa legată din nămol să crească de la 100% la 400%, formând o substanță asemănătoare gel-care nu se poate depune.
Încărcarea cu vâscozitate -scăzută (creștere dispersată): când influentul conține substanțe toxice (cum ar fi metale grele, fenoli, cianuri), bacteriile nu pot secreta substanțe vâscoase, nereușind să formeze flocuri, iar separarea apei-nămolului eșuează complet.
III. 10 Soluții pentru înmulțirea nămolului
Odată ce este detectată înmulțirea nămolului, este necesară o abordare țintită pe baza cauzei specifice. Următoarele 10 metode pot fi utilizate în combinație:
Aerare îmbunătățită: creșteți concentrația de OD la 2-4 mg/L (în cazuri speciale, poate fi necesară reducerea aerului, cum ar fi volumul vâscos la sarcină mare);
Reglarea sarcinii: Reduceți concentrația de materie organică influentă sau creșteți debitul de retur a nămolului pentru a echilibra raportul F/M;
Etapa de injectare: Evitați impactul influentului concentrat și stabilizați mediul de creștere microbiană;
Timp de aerare extins: efectuați „re-aerarea” pentru a promova descompunerea completă a materiei organice; Suplimentarea nutrienților: adăugați compuși azotați (cum ar fi ureea) sau surse de fosfor pentru a satisface nevoile microorganismelor;
Creșterea densității nămolului: Adăugați var sau digerați nămol pentru a accelera decantarea nămolului;
Diluarea apei uzate: Diluați influentul cu apă tratată sau apă curată pentru a reduce toxicitatea sau concentrația de materie organică;
Controlul sursei: Dacă există carbohidrați în exces, investigați sursa de apă uzată (cum ar fi apa uzată de procesare a alimentelor) și reduceți aportul sursei;
Agitarea rezervorului de decantare secundar: amestecați încet nămolul pentru a accelera separarea nămolului-apei;
Adăugarea de coagulanți: dacă nămolul are doar decantare slabă și capacitatea sa de purificare este încă intactă, utilizați un coagulant electrolit cu greutate moleculară mare-moleculară- pentru a ajuta sedimentarea.
IV. Extensie: plutirea/deflocularea nămolului – nu confundați cu înmulțirea
Pe lângă încărcare, nămolul activat poate prezenta și probleme de „plutire” și „defloculare”, care trebuie distinse cu atenție:
Nămol mare plutitor: Dacă nămolul este palid la culoare și are un miros de rugină, se datorează denitrificării (deficiență de oxigen în rezervorul de sedimentare, nitrații sunt transformați în azot gazos). Creșteți raportul de retur și reduceți vârsta nămolului. Dacă nămolul este negru și urât mirositor, se datorează putrefării anaerobe a nămolului acumulat (producând gaze precum H₂S). Eliminați zonele moarte din rezervorul de sedimentare și aerați regulat.
Particule mici de nămol care plutesc (nămol plutitor): Acest lucru este adesea cauzat de modificări bruște ale pH-ului influențului/substanțelor toxice, îmbătrânirea nămolului, dezechilibru C/N, temperatura apei care depășește 40 de grade etc. Sunt necesare ajustări țintite (cum ar fi oprirea influentului toxic și suplimentarea nutrienților).
V. Managementul zilnic: Prevenirea este mai importantă decât tratamentul
Monitorizare regulată: Măsurați zilnic SV30 și SVI și examinați săptămânal abundența bacteriilor filamentoase pentru a detecta prompt semnalele anormale;
Influent stabil: Controlați fluctuațiile calității și cantității apei influente pentru a evita șocurile de la substanțe toxice;
Optimizarea mediului: mențineți OD 2-4 mg/L, temperatura apei 15-25 grade și BOD:N:P=100:5:1 pentru a crea condiții adecvate pentru flocurile bacteriene;
Observați faza biologică: o predominanță a ciliatelor sesile, cum ar fi Vorticella, indică o bună funcționare a sistemului; o creștere a ciliatilor mobili și o creștere a bacteriilor filamentoase necesită intervenție în timp util.
„Sănătatea” nămolului activ determină direct efectul epurării apelor uzate. Deși înmulțirea nămolului este o provocare, prin înțelegerea cauzelor sale, implementarea unor măsuri precise și combinarea acestora cu gestionarea zilnică meticuloasă, acest „gardian al epurării” poate menține în mod constant o eficiență ridicată.