Temperatură
Temperatura joacă un rol crucial în procesul de cultivare biologică. În prezent, deși acest proiect de epurare a apelor uzate nu a realizat încă un control precis al temperaturii sistemului biologic, măsurarea și analiza temperaturii în fiecare sistem de reacție biologică și în fiecare etapă operațională oferă încă îndrumări pentru procesul de aclimatizare și cultivare a nămolului biologic. Acesta oferă o bază pentru explicarea diferitelor fenomene în timpul procesului de cultivare biologică și ajută conducerea și operatorii să emită judecăți corecte și în timp util cu privire la funcționarea și managementul sistemului.
Temperatura afectează semnificativ nivelul de activitate al microorganismelor din nămolul activat (inclusiv procesele anaerobe, facultative și aerobe) și influențează, de asemenea, factori precum oxigenul dizolvat și viteza de aerare, precum și viteza reacțiilor biologice.
Diferite tipuri de microorganisme cresc în diferite intervale de temperatură, de la aproximativ 5 la 80 de grade. În acest interval de temperatură, ele pot fi împărțite în temperatura minimă de creștere, temperatura maximă de creștere și temperatura optimă de creștere. Pe baza intervalului de temperatură la care se adaptează microorganismele, acestea pot fi clasificate în trei categorii: mezofile, termofile și chirfile.
Microorganismele mezofile cresc la temperaturi cuprinse între 20 și 45 de grade, microorganismele psihrofile cresc sub 20 de grade, iar microorganismele termofile cresc peste 45 de grade. În tratarea biologică aerobă a apelor uzate, bacteriile mezofile sunt dominante, cu o temperatură optimă de creștere și reproducere de 20 până la 37 de grade. Când temperatura depășește temperatura maximă de creștere, proteinele microorganismelor se denaturază rapid, iar sistemele lor enzimatice sunt distruse, rezultând pierderea activității; în cazuri severe, microorganismele pot muri. Temperaturile scazute reduc activitatea metabolica a microorganismelor, ducand la o stare de crestere si incetarea reproducerii, desi acestea isi pastreaza in continuare vitalitatea.
În tratamentul biologic anaerob, intervalul optim de temperatură pentru metanogenii mezofili este între 20 de grade și 40 de grade, în timp ce pentru bacteriile termofile este de 50 de grade până la 60 de grade. Tratamentul biologic anaerob folosește în mod obișnuit temperaturi de la 33 la 38 de grade și de la 50 la 57 de grade.
Valoarea pH-ului
Microorganismele diferite au intervale diferite de toleranță la pH. De exemplu, bacteriile, actinomicetele, algele și protozoarele au un interval de toleranță la pH de la 4 la 10. Majoritatea bacteriilor se dezvoltă în medii neutre până la ușor alcaline (pH 6,5–7,5); bacteriile oxidante-sulfuroase preferă mediile acide, cu un pH optim de 3, dar pot trăi și în medii cu un pH de 1,5; drojdiile și mucegaiurile necesită medii acide sau ușor acide, cu un pH optim de 3,0–6,0 și se pot adapta la un interval de pH de 1,5–10. Menținerea intervalului optim de pH este crucială în procesele de tratare biologică a apelor uzate.
De exemplu, atunci când se utilizează procesul cu nămol activat pentru tratarea apelor uzate, dacă pH-ul lichidului amestecat din rezervorul de aerare ajunge la 9,0, protozoarele se vor schimba de la activ la lent, substanțele lipicioase din flocurile bacteriene se vor dezintegra, structura nămolului activat va fi deteriorată, iar eficiența tratamentului va scădea semnificativ. Dacă pH-ul influentului scade brusc, lichidul amestecat din rezervorul de aerare devine acid, structura nămolului activat se va modifica și ea și o cantitate mare de nămol plutitor va apărea în rezervorul de sedimentare secundar. Sistemele biologice bine-cultivate și mature posedă o rezistență puternică la sarcinile de șoc. Cu toate acestea, fluctuațiile semnificative ale pH-ului pot afecta eficiența reactorului și chiar pot provoca toxicitate microbiană, ducând la defectarea reactorului. Acest lucru se datorează faptului că modificările pH-ului pot modifica încărcarea celulară, influențând absorbția nutrienților și activitatea enzimatică în metabolismul microbian.
Prin urmare, în tratarea apelor uzate folosind sisteme biologice, este crucial să se asigure microorganismelor un interval optim de pH pentru a asigura o funcționare optimă.
Cererea chimică de oxigen (COD)
Testarea COD respectă cu strictețe standardele naționale pentru analiza calității apelor uzate. COD este cantitatea de oxigen consumată atunci când oxidanții chimici oxidează poluanții organici din apă, exprimată în mg/L. COD mai mare indică niveluri mai ridicate de poluanți organici în apă. Oxidanții utilizați în mod obișnuit includ dicromatul de potasiu și permanganatul de potasiu. Când permanganatul de potasiu este utilizat ca oxidant, valoarea măsurată se numește CODMn sau pur și simplu OC. Când dicromatul de potasiu este utilizat ca oxidant, valoarea măsurată se numește CODCr sau pur și simplu COD. Dacă compoziția materiei organice din apele uzate este relativ stabilă, există o anumită relație proporțională între cererea chimică de oxigen (COD) și cererea biochimică de oxigen (BOD). În general, diferența dintre COD al dicromatului de potasiu și DBO din prima-etapă poate fi reprezentată aproximativ ca materie organică care nu poate fi descompusă de microorganismele aerobe.
Testarea și analiza COD este o parte importantă a punerii în funcțiune și a funcționării epurării apelor uzate. Pe de o parte, ajută la înțelegerea condițiilor de influenț și efluent ale fiecărei unități de tratare din fluxul procesului, asigurând un influent stabil și prevenind fluctuațiile mari și impactul asupra sistemului. Pe de altă parte, prin observarea modificărilor COD în influent și efluent înainte și după fiecare unitate de tratare, ajută la înțelegerea efectului de tratament și a eficienței unității. Funcțiile sale importante pot fi rezumate în următoarele trei puncte:
1. Furnizarea de concentrații detaliate de influenți și efluenți, permițând personalului de conducere să ajusteze condițiile de funcționare în consecință pe baza modificărilor concentrației, asigurând funcționarea normală și stabilă a sistemului de epurare a apelor uzate;
2. Ca un indicator tehnic important, care reflectă starea de funcționare și eficiența de tratare a fiecărei unități de tratare;
3. Oferirea unei baze pentru analiza, judecata și explicarea rezonabilă a diferitelor fenomene și anomalii care apar în întregul sistem.