Veiksniai, turintys įtakos aktyviojo dumblo valymo procesui

Aktyvaus dumblo valymo procesas yra sudėtinga biocheminė sistema, kuri efektyviai pašalina organinius teršalus iš nuotekų adsorbuojant, metabolizuojant ir atskiriant nuosėdas mikroorganizmams. Procesą veikia daugelis veiksnių, daugiausia įskaitant maistines medžiagas, ištirpusio deguonies kiekį, pH vertę, temperatūrą ir toksines medžiagas. Toliau bus detaliai išanalizuota šių veiksnių įtaka aktyviojo dumblo valymo procesui:

1. Maistinių medžiagų balanso svarba: Maistinių medžiagų kiekis ir proporcija turi didelę įtaką mikroorganizmų augimui ir dauginimuisi bei galutinių teršalų šalinimo efektyvumui.

2. Pagrindiniai ir smulkūs maistinių medžiagų elementai: pagrindiniai elementai (tokie kaip C, O, H, S, N, P ir kt.) ir smulkūs elementai (pvz., Zn, Mn, Na, Cl ir kt.) turi atitikti reikalavimus ir turėti atitinkamą proporciją.

3. Maistinių medžiagų santykis: aerobinio aktyviojo dumblo metodo maistinių medžiagų santykį galima konfigūruoti pagal BDS5: N: P=100: 5: 1.

4. Įvairių mikroorganizmų, kurie naudoja aktyvųjį dumblą nuotekoms valyti, organizme iš esmės yra tie patys elementai ir reikalingos maistinės medžiagos. Anglis yra svarbi medžiaga, kuri sudaro mikrobų ląsteles. Buitinės arba miesto nuotekos turi pakankamai anglies šaltinių. Kai kuriose pramoninėse nuotekose gali būti mažai anglies, todėl jos turėtų būti papildytos anglies šaltiniais. Paprastai pridedamos buitinės nuotekos. Azotas yra svarbus baltymų ir nukleino rūgšties elementas mikrobų ląstelėse. Paprastai jis gaunamas iš tokių junginių kaip N2, NH3 ir NO;. Buitinės nuotekos yra daug azoto, todėl jų nereikia pilti. Jei azoto kiekis kai kuriose pramoninėse nuotekose yra nepakankamas, galima pridėti karbamido, amonio sulfato ir kt. Fosforas yra svarbus nukleoproteinų ir lecitino sintezės elementas, vaidina svarbų vaidmenį mikroorganizmų metabolizme ir medžiagų transformacijoje; todėl organinių medžiagų mikrobinio skaidymo procese turėtų būti užtikrintas BDS::N:P=100:5:1. Jei išvalytų nuotekų BDS negali sudaryti aukščiau nurodyto santykio su azotu ir fosforu, reikia pridėti trūkstamus elementus, kad būtų sureguliuotas mikroorganizmų mitybos balansas.

1. Ištirpusio deguonies vaidmuo: palaikyti aerobinių mikroorganizmų medžiagų apykaitos poreikius ir užtikrinti, kad ištirpusio deguonies koncentracija mišriame aeracijos bako skystyje būtų ne mažesnė kaip 2mg/l.

2. Ištirpusio deguonies koncentracijos įtaka mikrobų aktyvumui: kai jos nepakanka, nukenčia aerobinių mikroorganizmų veikla, susilpnėja medžiagų apykaitos pajėgumai, mažėja reaktoriaus apdorojimo efektyvumas.

3. Tiekimo kiekis: Ištirpęs deguonis tiekiamas iš išorės, paprastai 2-4 mg/L yra tinkamas, kad būtų užtikrintas geras sedimentacijos ir flokuliacijos poveikis.

4. Mikroorganizmai, naudojami nuotekoms valyti aktyviojo dumblo metodu, daugiausia yra aerobinės bakterijos. Todėl aeracijos bake turi būti pakankamai ištirpusio deguonies, o aeracijos bako išleidimo anga paprastai kontroliuojama, kad ji būtų ne mažesnė kaip 2 mg/l. Ištirpęs deguonis patenka iš bioreaktoriaus aeravimo įrenginio. Aeracijos bako viršuje yra didelis organinių medžiagų kiekis ir greitas deguonies suvartojimas. Ištirpusio deguonies kiekis gali būti mažesnis nei 2 mg/L, bet ne mažesnis kaip 1 mg/l; per didelis ištirpusio deguonies kiekis gali paspartinti organinių medžiagų skilimą, sukeldamas mikrobiologinę mitybą, o aktyvusis dumblas linkęs senti, mažėja tankis ir puri struktūra.

1. PH reikšmės įtaka mikrobų augimui: pH vertės pokyčiai gali sukelti ląstelių membranos krūvio pokyčius, kurie turi įtakos maistinių medžiagų įsisavinimui ir mikroorganizmų fermentų aktyvumui.

2. PH reikšmės įtaka toksiškumui: nepalankios pH sąlygos turi įtakos ne tik mikroorganizmų augimui, bet ir jų morfologijai.

3. pH diapazonas: projektuojamas pH diapazonas paprastai yra 6.5-8.5, kad būtų užtikrinta normali mikroorganizmų apykaita.

4. Aktyvaus dumblo apdorojimo sistemos aeracijos rezervuare pH diapazonas yra nuo 6,5 iki 8,5. Per didelis arba per žemas pH turės įtakos mikroorganizmų veiklai ir netgi sukels mikroorganizmų mirtį. Todėl norint pasiekti gerų gydymo rezultatų, bioreaktoriaus pH vertė turėtų būti kontroliuojama. Jei nuotekų pH vertė labai kinta, prieš patenkant į aeracijos baką, reikia nustatyti reguliavimo baką, kad nuotekų pH būtų optimalus.

1. Temperatūros įtaka biocheminėms reakcijoms: vandens temperatūros pokyčiai turės įtakos daugeliui organizmų biocheminių reakcijų, taip paveikdami organizmų metabolinę veiklą.

2. Temperatūros įtaka mikrobų veiklai: Temperatūros pokyčiai gali sukelti kitų aplinkos veiksnių pokyčius ir taip paveikti mikroorganizmų gyvybinę veiklą.

3. Tinkamas temperatūros diapazonas: aktyviojo dumblo metodo temperatūros diapazonas paprastai yra 10-30 laipsnis, kad atitiktų mezofilinių bakterijų poreikius.

4. Siekiant geriausių rezultatų, aerobinės biologijos būdu išvalytų nuotekų temperatūra turi būti palaikoma 15–25 laipsnių diapazone. Tinkama temperatūra gali skatinti fiziologinę mikroorganizmų veiklą; atvirkščiai – gali sunaikinti mikroorganizmų fiziologinę veiklą. Per aukšta arba per žema temperatūra gali sukelti mikroorganizmų fiziologinės morfologijos ir fiziologinių savybių pokyčius ar net sukelti mikroorganizmų mirtį. Todėl šaltose vietose vėdinimo rezervuarus reikėtų statyti patalpoje. Jei jie statomi lauke, reikėtų pagalvoti apie tinkamas izoliacijos ir šildymo priemones.

1. Toksiškų medžiagų poveikis mikroorganizmams: Daugelis toksinių medžiagų turi toksinį poveikį aktyviojo dumblo mikroorganizmams, pavyzdžiui, sunkiųjų metalų jonai, kurie gali jungtis su baltymais, kad juos denatūruotų arba nusodintų, ir toksiškos organinės medžiagos, galinčios sunaikinti normalią ląstelių apykaitą.

2. Toksiškų medžiagų kontrolė: Siekiant sumažinti neigiamą poveikį aktyviojo dumblo sistemai, toksinių medžiagų koncentracija turi būti pagrįstai kontroliuojama.

3. Toksinėmis medžiagomis vadinamos tam tikros medžiagos, kurios slopina mikroorganizmų fiziologinę veiklą. Pagrindiniai nuodai yra sunkiųjų metalų jonai (pvz., cinko, vario, nikelio, švino, kadmio, glitimo ir kt.) ir kai kurie nemetaliniai junginiai (pavyzdžiui, fenolis, aldehidas, cianidas, sulfidas ir kt.). Sunkiųjų metalų jonai gali prisijungti prie mikrobų ląstelių baltymų, kad juos denatūruotų arba nusodintų; aldehidai gali skatinti baltymų krešėjimą mikroorganizmuose; aldehidai gali prisijungti prie baltymų amino grupių ir denatūruoti baltymus. Todėl išvalytose nuotekose yra nuodingų medžiagų, todėl nuodingųjų medžiagų koncentracija reaktoriuje turėtų būti palaipsniui didinama, kad mikroorganizmai galėtų mutuoti ir prijaukinti.

1. Koloidai ir suspenduotos kietosios medžiagos: pradinis adsorbcijos ir pašalinimo etapas daugiausia skirtas koloidams ir suspenduotoms kietosioms medžiagoms. Organinių medžiagų pašalinimo greitis šiame etape gali siekti 70%.

2. Mikroorganizmų adsorbcijos gebėjimas: aktyviojo dumblo mikroorganizmai endogeninio kvėpavimo periodu pasižymi stipriu adsorbcijos gebėjimu, kuris yra palankus pradiniam adsorbcijos ir pašalinimo etapui.

VII. Hidraulinės sąlygos

1. Hidraulinės difuzijos laipsnis: pradinis adsorbcijos greitis priklauso nuo mikroorganizmų aktyvumo ir hidraulinės difuzijos laipsnio bei hidraulinės dinamikos reaktoriuje.

2. Kietųjų ir skysčių atskyrimo efektyvumas: kietųjų ir skysčių atskyrimo kokybė tiesiogiai veikia nuotekų kokybę, o antrinio sedimentacijos rezervuaro konstrukcija ir veikimo efektyvumas yra labai svarbūs.

1. Mikrobų augimo ciklas: Mikrobų sistemos, kurių dumblo amžius yra ilgas, gali veiksmingiau skaidyti sunkiai skaidomas organines medžiagas.

2. Likutinio dumblo išleidimas: Pasibaigus metabolinio stabilumo etapui, susidarys naujos ląstelės medžiagos ir jos bus pašalintos likutinio dumblo pavidalu.

1. Kontroliuokite maistinių medžiagų proporciją: Užtikrinkite maistinių medžiagų balansą, reikalingą mikrobų augimui, papildydami arba koreguodami maistinių medžiagų, patenkančių į nuotekas, proporciją.

2. Sureguliuokite ištirpusio deguonies kiekį: palaikykite tinkamą ištirpusio deguonies lygį reaktoriuje, tinkamai projektuodami ir valdydami aeracijos sistemą.

3. Stebėkite ir reguliuokite pH vertę: Reguliariai tikrinkite nuotekų pH vertę ir atitinkamai sureguliuokite naudodami reguliavimo įtaisą, kad išlaikytumėte tinkamą pH aplinką.

4. Temperatūros kontrolė: šaltose vietose arba metų laikais imkitės izoliacijos priemonių, kad nuotekų temperatūra atitiktų tinkamą diapazoną.

5. Toksiškų medžiagų paruošimas: iš anksto išvalykite pramonines nuotekas, kuriose yra toksinių medžiagų, kad sumažintumėte jų toksinį poveikį aktyviojo dumblo sistemai.