Per didelis bendrojo fosforo kiekis nuotekose yra viena iš labiausiai varginančių problemų AAO sistemose. Šalindami triktis žmonės dažniausiai svarsto: ar pakanka anglies šaltinio? Ar dumblas geros būklės? Ar reikėtų pridėti fosforo šalinimo chemikalų?
Visos šios nuorodos yra teisingos, tačiau yra lengvai nepastebimos priežasties-ilgalaikis-per didelis vėdinimas.
Pramonėje paplitusi nuomonė: kuo didesnė aeracija ir kuo didesnis ištirpusio deguonies kiekis (DO), tuo energingesnis aerobinis fosforo įsisavinimas ir stabilesnė fosforo šalinimo sistema. Iš tikrųjų taip nėra,{1}}per didelis vėdinimas gali tyliai susilpninti biologinio fosforo šalinimo efektyvumą ir padaryti jį „nematomu žudiku“. Dėl to sistema iš karto nesugrius, tačiau palaipsniui susilpnins polifosfatą{3}}kaupiančių bakterijų „gyvybiškumą“, galiausiai sukeldamas ypač painų reiškinį: anaerobinė sekcija normali, tačiau bendras fosforo kiekis nuotekose ir toliau viršija normą.
I. Kas tiksliai yra biologinis fosforo šalinimas?
AAO procesas priklauso nuo tam tikros rūšies bakterijų, vadinamų polifosfatu{0}}kaupiančiomis bakterijomis, kad būtų pašalintas fosforas. Jie atlieka du kintamus procesus anaerobinėje ir aerobinėje aplinkoje:
Anaerobinis etapas: polifosfatus{0}}akumuliuojančios bakterijos (PAB) pirmiausia skaido polifosfatus savo ląstelėse, išskirdamos fosfatus į vandenį ir įgydamos energijos. Tada jie naudoja šią energiją trumpos-grandinės riebalų rūgštims (tokioms kaip acto rūgštims) absorbuoti iš nuotekų ir paverčia jas PHB saugojimui.
Aerobinis etapas: PPB skaido PHB savo ląstelėse, kad gautų energiją. Tada jie naudoja šią energiją dideliems fosfatų kiekiams sugerti iš vandens, sintetindami polifosfatus ir vėl kaupdami juos savo ląstelėse.
Galiausiai, fosforas pašalinamas pašalinus dumblą: fosforo-turtingi PPB pašalinami iš sistemos išleidžiant perteklinį dumblą, taip pašalinant fosforą iš vandens.
Esminis viso proceso dalykas yra aiškus: anaerobinėje stadijoje susintetinto PHB kiekis tiesiogiai lemia fosforo kiekį, kuris gali būti absorbuojamas aerobinėje stadijoje. Pakankamos PHB atsargos sąlygoja pakankamą fosforo įsisavinimą; Nepakankamos PHB atsargos mažina fosforo įsisavinimo pajėgumą.
II. Ką sunaikina per didelė aeracija?
Esant normalioms aeracijos sąlygoms, aerobiniame bake ištirpusio deguonies kiekis palaikomas protingame diapazone. PPB sunaudos PHB pagal poreikį, pirmenybę teikdami jo naudojimui fosforo absorbcijai, todėl fosforas bus pašalintas stabiliai.
Tačiau problemų kyla, kai aeruojama per daug, o ištirpusio deguonies kiekis aerobinėje zonoje išlieka didelis: kai ištirpusio deguonies kiekis yra per didelis, polifosfatą{0}}akumuliuojančios bakterijos (PAB) ne tik naudoja PHB fosforui absorbuoti, bet ir sunaudoja daug PHB, kad „palaikytų savo pagrindinę medžiagų apykaitą“. Tai labiausiai gluminantis reiškinys, pastebėtas-svetainėje: fosforo išsiskyrimas anaerobinėje zonoje yra visiškai normalus, tačiau bendras fosforo kiekis nuotekose tiesiog nesumažės.
Priežastis iš tikrųjų nėra sudėtinga: „maisto saugojimo“ procesas anaerobinėje zonoje nepaveikiamas, tačiau aerobinėje zonoje PPA PHB suvartojama per daug, todėl nepakako energijos dideliam{0}}fosforo įsisavinimui. Nesugebėdami absorbuoti fosforo iš vandens, kai kurios PPA netgi išskirs fosforą atvirkštiniu būdu, o tai galiausiai sukels per didelį fosfatų kiekį nuotekose.
III. Tikras atvejis: nekontroliuojamas vėdinimas, mažėjantis fosforo šalinimo efektyvumas
Vietos{0}}matavimo duomenų rinkinys aiškiai parodo problemą: nuotekų valymo įrenginyje aerobinio rezervuaro priekyje esantis DO buvo kontroliuojamas maždaug 2 mg/l (pagrįstame diapazone), tačiau pabaigoje nebuvo jokios konkrečios kontrolės, o dėl per didelio aeravimo DO gale pakilo iki daugiau nei 5 mg/l.
Dėl to sistemos fosforo šalinimo pajėgumas sparčiai pablogėjo: fosfatų kiekis nuotekose pakilo nuo normalaus 0,37 mg/l iki 5,7 mg/l; biologinio fosforo pašalinimo greitis smarkiai sumažėjo, beveik visiškai nepavyko.
Vėliau techninės priežiūros personalas stabilizavo ištirpusio deguonies (DO) kiekį visame aerobiniame bake iki 2-3 mg/l ir sistema pamažu atsigavo. Po maždaug dviejų savaičių stabilaus veikimo fosforo kiekis nuotekose sumažėjo iki 0,89 mg/l, o fosforo šalinimo efektyvumas grįžo į projektinę vertę.
Fosforo pašalinimo degradacija, kurią sukelia per didelė aeracija, negali būti iš karto ištaisyta sureguliavus parametrus.
Kai PHB suvartojama per daug, polifosfatą{0}}akumuliuojančios bakterijos pereina į „endogeninio kvėpavimo“ būseną,{1}}jos pradeda skaidyti savo ląstelių medžiagą, kad išliktų, o tai kenkia bendrai bakterijų bendruomenės veiklai. Kad atkurtų stabilų fosforo šalinimo pajėgumą, sistemai reikia pakankamai laiko, kad polifosfatą{4}}kaupiančios bakterijos galėtų daugintis ir iš naujo{5}}kaupti PHB. Šis procesas paprastai trunka nuo kelių dienų iki kelių savaičių, priklausomai nuo žalos masto. Tai taip pat yra pagrindinė priežastis, kodėl daugelis augalų nemato rezultatų sureguliavę vėdinimą-ne tai, kad reguliavimas neteisingas, o netinkamas laikas.
IV. Šios 3 situacijos gali sukelti nepastebėtą per{2}}vėdinimą
1. Lietingos dienos arba maža -apkrova: kai lyja arba pramoninių nuotekų kiekis yra mažesnis nei įprastai, organinių medžiagų koncentracija įtekamajame sraute žymiai sumažėja. Dumblas sunaudoja mažiau deguonies, todėl ir reikalingas deguonies lygis yra mažesnis. Jei aeracijos greitis išliks toks pat, deguonis bus nepanaudotas, dėl to ištirpusio deguonies (DO) nuolat kils ir išeikvotų polifosfatą{4}}kaupiančių bakterijų PHB. Jei aeracijos greitis nesureguliuojamas iškart po to, kai sumažėja įtekamoji apkrova, o aukšta aeracija palaikoma ilgą laiką, šis „verdančios varlės“ per-aeracijos poveikis yra pats klastingiausias. Fosforo šalinimo efektyvumas gali lėtai mažėti per kelis mėnesius, kol staiga viršys standartą.
2. Dėmesys tik priekinei daliai, galinės dalies nepaisymas: Daugelis gamyklų DO zondus montuoja tik aerobinio bako priekinėje dalyje. Jie jaučiasi ramūs, kai priekinėje dalyje esantis DO atrodo normalus, tačiau galiniuose skyriuose dažnai vyksta per-vėdinimas. Iš tikrųjų, kai bendras aeracijos greitis yra per didelis, aerobinio bako galinėje dalyje greičiausiai bus didelis DO, taip pat ten, kur PHB „pagaliau išeikvotas“.
V. Praktiniai pasiūlymai
1. Pakeiskite įprotį „kuo aukštesnė aeracija, tuo geriau“
Rekomenduojamas ištirpusio deguonies (DO) lygis aerobiniame rezervuare yra 2–3 mg/l, o neviršykite 4 mg/l ilgesnį laiką. Ypatingą dėmesį atkreipkite į ištirpusį deguonį aerobinio bako gale, o ne tik prieš srovę.
2. Proaktyviai sumažinkite aeraciją mažos{1}}apkrovos laikotarpiais
Lyjant lietui arba esant mažai vandens koncentracijai, nedelsdami sumažinkite vėdinimo greitį, kad išlaikytumėte polifosfatą{0}}kaupiančių bakterijų PHB rezervą.
3. Tirdami bendrojo fosforo perteklių, taikykite kitą metodą
Jei fosforo išsiskyrimas anaerobinėje stadijoje yra normalus, bet fosforo kiekis nuotekose vis dar yra didelis, patikrinkite, ar nėra per didelio aeravimo. Taip pat patikrinkite antrinio sedimentacijos rezervuaro sulaikymo trukmę, DO, perneštą refliukso, perteklinį nitratinį azotą ir pakankamą dumblo išleidimą. Nedėkite iš karto daug fosforo šalinimo chemikalų,-tai padidina išlaidas ir gali užmaskuoti tikrąją problemą.
4. Sureguliavę DO, būkite kantrūs
Įsitikinę, kad dėl per didelio aeravimo pablogėja fosforo pašalinimas, sumažinkite DO lygį ir palikite sistemai šiek tiek laiko. Dažnas parametrų koregavimas iš tikrųjų gali pakartotinai šokiruoti bakterijų bendruomenę, sulėtindamas jos atsigavimą.
5. Užkirsti kelią „deguonies atgaliniam srautui“ Jei didelis-DO vanduo iš aerobinio rezervuaro patenka į anaerobinį arba anoksinį rezervuarą per dumblo recirkuliaciją arba mišraus skysčio recirkuliaciją, tai sutrikdys anaerobinę aplinką ir tiesiogiai paveiks PHB sintezę polifosfatą-kaupiančiomis bakterijomis. Idealiu atveju recirkuliacinė sistema turėtų turėti beanoksinę buferinę zoną arba reguliuoti recirkuliacijos santykį, kad būtų sumažintas deguonies patekimas.
Galiausiai AAO biologinio fosforo pašalinimo raktas yra ne drastiškas aeracijos padidinimas ar tiesiog anglies šaltinių pridėjimas, o veikiau PHB „energijos sąskaitos“ polifosfatus{0}}kaupiančių bakterijų pusiausvyros palaikymas.
Nepakankama aeracija lemia netinkamą fosforo pasisavinimą; per didelis vėdinimas per anksti išeikvoja polifosfatą{0}}, kaupiantį bakterijų „nuosėdas“, todėl biologinio fosforo šalinimo efektyvumas žymiai sumažėja ar net visiškai išnyksta. Eksploatuojant ir prižiūrint, svarbiausia yra kontroliuoti aerobiniame bake ištirpusį deguonį. Kai bendras fosforo kiekis viršija standartą, svarstyti kelis sluoksnius ir atlikti papildomus matavimus dažnai yra veiksmingiau nei aklai reguliuoti parametrus ar pridėti cheminių medžiagų.
Pastaba: PHB yra poli- -hidroksisviesto rūgšties, kuri yra energiją kaupianti medžiaga polifosfatinėse bakterijose, santrumpa.