It-tħaddim tal-proċess tal-ħama attivat jeħtieġ il-kontroll xieraq ta 'bosta parametri, inkluż il-kontroll tal-MLSS, wieħed mill-indikaturi l-aktar użati ta' spiss fit-tħaddim ta 'kuljum tas-sistemi tad-drenaġġ.
1. Definizzjoni ta' MLSS
Il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata tirreferi għall-kontenut ta 'solidi sospiżi fil-likur imħallat fl-iżbokk tat-tank tal-arjazzjoni, indikat bis-simbolu MLSS, b'unitajiet ta' mg/L. Jintuża biex ikejjel l-ammont ta 'ħama attivat fit-tank tal-arjazzjoni. L-ammont totali ta' MLSS jinkludi l-erba' aspetti li ġejjin:
Mikro-organiżmi attivi;
Materja organika mhux-bijodegradabbli adsorbita fuq il-ħama attivata;
Residwu minn awto-ossidazzjoni mikrobjali;
Materja inorganika.
Waqt it-tħaddim, huwa partikolarment importanti li wieħed jinnota li MLSS jirreferi biss għall-konċentrazzjoni tal-likur imħallat fit-tank tal-arjazzjoni, eskluża l-konċentrazzjoni tal-likur imħallat fit-tank tas-sedimentazzjoni sekondarju. Barra minn hekk, meta tissorvelja l-konċentrazzjoni tal-likur imħallat fit-tank tal-arjazzjoni, huwa kruċjali li tintuża l-konċentrazzjoni tal-likur imħallat fl-iżbokk tat-tank tal-arjazzjoni bħala l-istandard biex titkejjel il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata fit-tank kollu tal-arjazzjoni.
2. Relazzjoni bejn il-Konċentrazzjoni tal-Ħama u Indikaturi Oħra ta' Kontroll
1. Relazzjoni bejn il-Konċentrazzjoni tal-Ħama Attivata u l-Età tal-Ħama
L-età tal-ħama hija mezz operazzjonali biex tintlaħaq il-mira tal-età tal-ħama billi tneħħi l-ħama attivata. Firxa raġonevoli għall-kontroll tal-konċentrazzjoni tal-ħama attivata tista' tingħata permezz tal-età raġonevoli tal-ħama u l-proporzjon tal-ikel-għall--mikrobi. Fil-fatt, jekk il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata tiżdied b'mod eċċessiv, l-età tal-ħama tkun partikolarment twila, li taqbeż il-valur tal-età tal-ħama normalment ikkontrollata, anke meta l-konċentrazzjoni tal-materja organika influwenti ma tkunx għolja. Dan jindika b'mod ċar li l-konċentrazzjoni tal-ħama attivata qed tiġi kkontrollata għolja wisq, li hija ħafna aktar preċiża milli tiġġudika jekk il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata għandhiex tiġi kkontrollata abbażi tal-valur assolut tagħha.
2. Relazzjoni bejn il-Konċentrazzjoni tal-Ħama Attivata u t-Temperatura tal-Ilma
It-tkabbir, ir-riproduzzjoni u l-metaboliżmu tal-ħama attivata fit-tank tat-trattament bijoloġiku huma relatati mill-qrib mat-temperatura tal-ilma. Għal kull tnaqqis ta '10 gradi fit-temperatura tal-ilma, l-attività tal-ħama attivata tonqos bin-nofs; meta t-temperatura tal-ilma tkun taħt l-10 gradi, l-effett tat-trattament huwa b'mod ċar fqir. Biex tindirizza dan, il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata tista' tiġi aġġustata biex tlaħħaq mal-bidliet fit-temperatura tal-ilma:
Meta t-temperatura tal-ilma tkun baxxa, il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata tista 'tiżdied biex tpatti għall-impatt negattiv ta' attività mnaqqsa tal-ħama attivata, u b'hekk tinkiseb effiċjenza akbar tat-tneħħija f'temperaturi baxxi tal-ilma.
Meta t-temperatura tal-ilma tkun għolja, l-attività tal-ħama attivata hija qawwija. Konċentrazzjoni ta' ħama attivata eċċessivament għolja hija ta' detriment għall-issetiljar tal-ħama attivata. F'dan il-każ, it-tnaqqis tal-konċentrazzjoni tal-ħama attivata jista 'jipprevjeni l-formazzjoni ta' flocs mhux stabbiliti u supernatant turbid.
3. Ir-Relazzjoni Bejn il-Konċentrazzjoni tal-Ħama Attivata u l-Proporzjon ta' Settlement tal-Ħama Attivata
Il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata taffettwa l-proporzjon finali tas-setiljar. Konċentrazzjoni ogħla ta' ħama attivata tirriżulta fi proporzjon ta' settlement finali ogħla, u viċi versa. Dan għaliex konċentrazzjoni ogħla ta 'ħama attivata twassal għal kwantità bijoloġika akbar, li tirriżulta fi proporzjon ogħla ta' settlement wara kompressjoni u sedimentazzjoni. Differenza ewlenija minn fatturi oħra li jistgħu jżidu l-proporzjon tas-saldu hija li tosserva jekk il-ħama attivata kkompressata hijiex densa u jekk il-kulur tagħha huwiex kannella skur. F'każijiet fejn iż-żieda fil-konċentrazzjoni ta' ħama mhux-attivata twassal għal proporzjon ta' settlement ogħla, ġeneralment ikun minħabba kompattazzjoni fqira u kulur aktar matt.
Naturalment, il-konċentrazzjoni ta 'ħama attivata eċċessivament baxxa taffettwa wkoll b'mod sinifikanti l-proporzjon ta' settlement. Madankollu, ħafna drabi dan ma jkunx ikkawżat minn operaturi li jbaxxu intenzjonalment il-konċentrazzjoni tal-ħama attivata, iżda pjuttost minn konċentrazzjoni ta 'materja organika influwenti eċċessivament baxxa. F'każijiet bħal dawn, l-operaturi, li jħossu li l-konċentrazzjoni tal-ħama attivata hija baxxa wisq, jippruvaw iżiduha, li tirriżulta fit-tixjiħ tal-ħama attivata. L-osservazzjoni finali tal-proporzjon tas-sediment tiżvela sinjali tipiċi tat-tixjiħ tal-ħama attivat: kompressibbiltà għolja, kulur skur, u supernatant ċar li fih floks fini.
Jekk iseħħ proporzjon baxx ta 'setiljar minħabba skariku anormali ta' ħama, l-osservazzjoni tiżvela wkoll li l-ħama attivata stabbilita hija ta 'kulur ċar, għandha kompressjoni fqira, u hija skarsa.
3. L-Impatt tal-Konċentrazzjoni tal-Ħama fuq in-Nitrifikazzjoni u d-Denitrifikazzjoni
1. L-Impatt tal-Konċentrazzjoni tal-Ħama fuq in-Nitrifikazzjoni
Ħafna fatturi ambjentali jinfluwenzaw in-nitrifikazzjoni, inklużi l-pH, it-temperatura, SRT, DO, BOD/TKN, konċentrazzjoni ta 'ħama, u sustanzi tossiċi. Fl-impjanti attwali tat-trattament tad-drenaġġ, parametri biss bħal SRT, DO, BOD/TKN, u konċentrazzjoni ta 'ħama jistgħu jiġu kkontrollati waqt l-operazzjoni tal-proċess.
a. Fin-nitrifikazzjoni aerobika, konċentrazzjonijiet ogħla ta 'ħama jirriżultaw f'konċentrazzjoni relattivament ogħla ta' batterji nitrifikanti, u b'hekk iwasslu għal rata ogħla ta 'nitrifikazzjoni aerobika taħt kundizzjonijiet ta' konċentrazzjoni għolja ta 'ħama.
b. Ċerta età tal-ħama hija meħtieġa biex tiġi żgurata l-preżenza ta 'batterji nitrifikanti fil-ħama bijoloġika. Il-ħolqien ta 'kundizzjonijiet ta' għajxien favorevoli għall-batterji nitrifikanti jkompli jżid il-proporzjon tagħhom fil-komunità mikrobjali, u b'hekk tiżdied il-konċentrazzjoni tagħhom. F'konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama, aktar BOD jiġi kkunsmat fl-istadju anerobiku, li jirriżulta fi proporzjon BOD/TKN relattivament aktar baxx fl-istadju aerobiku.
Xi studji wrew relazzjoni inversa bejn il-proporzjon ta 'batterji nitrifikanti fil-ħama attivata u BOD/TKN. Peress li l-batterji nitrifikanti huma awtotrofiċi, il-konċentrazzjoni tas-sottostrat organiku mhijiex fattur li jillimita t-tkabbir tagħhom. Madankollu, jekk il-konċentrazzjoni tas-sottostrat organiku tkun għolja wisq, tikkawża li batterji eterotrofiċi b'rata għolja ta'-tkabbir-jipproliferaw malajr, u jikkompetu għall-ossiġnu maħlul. Dan inaqqas it-tkabbir ta 'batterji awtotrofiċi u jipprevjeni li batterji nitrifikanti aerobiċi jiksbu vantaġġ, li jirriżulta f'rata ta' nitrifikazzjoni mnaqqsa.
c. L-ossiġnu maħlul (DO) huwa ġeneralment indikatur importanti fl-istadju tan-nitrifikazzjoni tal-impjanti tat-trattament tal-ilma mormi, tipikament 'il fuq minn 2 mg/L. Fil-biċċa l-kbira tal-proċessi tal-foss ta 'ossidazzjoni, il-valur DO medju fi ħdan il-foss huwa diffiċli biex jilħaq 2 mg/L, ġeneralment jibqa' f'1 mg/L jew inqas. Madankollu, l-effett tan-nitrifikazzjoni għadu tajjeb. Ir-raġuni għal dan hija li l-konċentrazzjoni tal-ħama relattivament għolja unika għal fosos ta 'ossidazzjoni, għalkemm tirriżulta f'valur DO aktar baxx, ittejjeb fatturi oħra li jwasslu għan-nitrifikazzjoni.
Żieda fil-konċentrazzjoni tal-ħama żżid il-volum effettiv tat-tank tat-trattament bijoloġiku filwaqt li tnaqqas it-tagħbija. Minn perspettiva oħra, iż-żieda fil-konċentrazzjoni tal-ħama żżid ukoll il-kapaċità aerobika tal-mikro-organiżmi. Taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'arjazzjoni, il-qari tal-miter tal-ossiġnu maħlul għandu wkoll ikun aktar baxx. Il-punti ta 'hawn fuq jispjegaw li ż-żieda tal-konċentrazzjoni tal-ħama tista' tnaqqas b'mod xieraq il-valur tal-ossiġnu maħlul (DO) fit-tank tat-trattament bijoloġiku filwaqt li żżomm livell tajjeb ta 'nitrifikazzjoni.
d. Biex jiġi żgurat it-tkabbir u r-riproduzzjoni normali ta 'batterji nitrifikanti fil-ħama attivata, l-età tal-ħama ġeneralment għandha tkun ikkontrollata f'aktar minn 8 ijiem. Madankollu, biex jiġi żgurat vantaġġ kompetittiv relattivament bilanċjat għal batterji nitrifikanti kontra batterji eterotrofiċi oħra, l-età tal-ħama għandha tiżdied mingħajr ma tikkawża tixjiħ qawwi tal-ħama, li b'mod korrispondenti żżid il-konċentrazzjoni tal-ħama fis-sistema bijoloġika.
2. L-Impatt tal-Konċentrazzjoni tal-Ħama fuq id-Denitrifikazzjoni
Id-denitrifikazzjoni bijoloġika hija l-proċess li bih il-batterji denitrifikanti jużaw l-ossiġnu joniku fin-nitrati biex jiddekomponu l-materja organika taħt kundizzjonijiet anosiċi. In-nitrat jitnaqqas għal N2, u jitlesta l-proċess ta 'denitrifikazzjoni. Il-batterji denitrifikanti huma batterji fakultattivi eterotrofiċi abbundanti fis-sistemi tat-trattament tad-drenaġġ. Taħt kundizzjonijiet aerobiċi, jużaw l-ossiġnu għar-respirazzjoni u d-dekompożizzjoni ossidattiva tal-materja organika.
Taħt kundizzjonijiet mingħajr ossiġnu molekulari, meta l-joni tan-nitrat u n-nitrit huma preżenti simultanjament, jistgħu jutilizzaw l-ossiġnu f'dawn il-jonji għar-respirazzjoni, ossidazzjoni u dekompożizzjoni tal-materja organika. Batterji denitrifikanti jistgħu jutilizzaw varjetà wiesgħa ta 'sottostrati organiċi bħala donaturi ta' elettroni fil-proċess ta 'denitrifikazzjoni, inklużi karboidrati, aċidi organiċi, alkoħol, u anke komposti bħal alkani, benzoates, u derivattivi oħra tal-benżin, li ħafna drabi huma l-komponenti ewlenin tal-ilma mormi. Ħafna fatturi jinfluwenzaw ir-rata ta' denitrifikazzjoni, inklużi l-pH, it-temperatura, l-ossiġnu maħlul (DO), il-proporzjon tal-karbonju-għa-nitroġenu (proporzjon C/N), u l-konċentrazzjoni tal-ħama. Fl-impjanti attwali tat-trattament tad-drenaġġ, parametri biss bħal DO u konċentrazzjoni tal-ħama jistgħu jiġu kkontrollati waqt it-tħaddim tal-proċess. Għalkemm il-proporzjon C/N huwa l-aktar fattur importanti li jinfluwenza fir-reazzjoni tad-denitrifikazzjoni, huwa dipendenti ħafna fuq il-kwalità tal-ilma influwenti u ġeneralment huwa diffiċli biex jiġi kkontrollat fil-prattika.
a. Id-denitrifikazzjoni teħtieġ in-nuqqas ta 'ossiġnu molekulari biex tippermetti li l-batterji denitrifikanti jużaw l-ossiġnu joniku fin-nitrati u n-nitriti biex jiddekomponu l-materja organika. Kif issemma qabel, sistemi bijoloġiċi b'konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama jistgħu jnaqqsu b'mod xieraq l-ossiġnu maħlul (DO) waqt in-nitrifikazzjoni filwaqt li jżommu l-effiċjenza tan-nitrifikazzjoni. Għalhekk, it-tnaqqis ta 'DO fl-aħħar tan-nitrifikazzjoni effettivament inaqqas il-kontenut ta' DO li jinġarr fil-likwidu tar-ritorn tan-nitrat, inaqqas l-impatt ta 'ossiġnu molekulari fuq il-proċess ta' denitrifikazzjoni fiż-żona anosika u jtejjeb l-abbiltà tal-batterja denitrifikanti li tutilizza sorsi tal-karbonju.
Fl-istess ħin, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama jirriżultaw ukoll f'kapaċità aerobika metabolika endoġenika relattivament qawwija, li tikkonsma aktar l-ossiġnu maħlul fiż-żoni ta' ritorn u anossiċi. Barra minn hekk, konċentrazzjonijiet ta 'ħama għoljin ħafna jbiddlu l-viskożità tal-likur imħallat, iżidu r-reżistenza għad-diffużjoni u b'hekk inaqqsu d-DO li jinġarr fil-likwidu tar-ritorn. F'xi proċessi ta 'trattament li jużaw kanali miftuħa bħala kanali ta' ritorn, dan jista 'jnaqqas l-ossiġenazzjoni meħtieġa għall-fluss tar-ritorn. Fil-qosor, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama għandhom rwol sinifikanti fit-tnaqqis tad-DO matul l-istadju ta' denitrifikazzjoni fl-operazzjoni attwali tal-proċess.
b. Peress li l-batterji denitrifikanti huma batterji fakultattivi eterotrofiċi u huma abbundanti f'sistemi ta 'trattament tad-drenaġġ, iż-żieda tal-konċentrazzjoni tal-ħama fis-sistema tista' żżid b'mod effettiv il-konċentrazzjoni ta 'batterji denitrifikanti. Ir-rata ta' denitrifikazzjoni hija fil-biċċa l-kbira indipendenti mill-konċentrazzjonijiet ta' nitrat u nitrit, iżda turi reazzjoni tal-ewwel-ordni bil-konċentrazzjoni ta' batterji denitrifikanti.
Għalhekk, fl-operazzjoni tal-proċess attwali, konċentrazzjonijiet ta 'ħama għolja jistgħu jqassru l-ħin ta' denitrifikazzjoni u jnaqqsu l-volum effettiv taż-żona anosika. Minħabba volum effettiv fiss fiż-żona anossika, konċentrazzjonijiet għoljin ta' ħama jippermettu użu aħjar ta' materja organika relattivament diffiċli-biex-degradata fil-matriċi organika bħala sors tal-karbonju. Dan huwa partikolarment importanti għall-proċessi tat-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru, speċjalment meta s-sorsi tal-karbonju ma jkunux biżżejjed.
c. Konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama jirriżultaw f'dijametri tal-flokk mikrobjali relattivament akbar. Matul in-nitrifikazzjoni, il-livell baxx ta 'ossiġnu maħlul iwassal għal gradjent ta' pressjoni ta 'ossiġnu iżgħar, li jagħmilha aktar faċli għall-ambjenti anossiċi li jiffurmaw fi ħdan il-floks, u b'hekk jippromwovi d-denitrifikazzjoni. Għalhekk, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ħama jistgħu jippromwovu denitrifikazzjoni simultanja.
4. L-Impatt tal-Konċentrazzjoni tal-Ħama fuq it-Tneħħija Bijoloġika tal-Fosfru
Iċ-ċavetta għat-tneħħija tal-fosfru bijoloġiku hija li żżid il-proporzjon tal-polifosfat-batterji li jakkumulaw fis-sistema tal-ħama attivata, filwaqt li simultanjament jippromwovi t-tkabbir u r-riproduzzjoni mgħaġġla tagħhom waqt it-tħaddim tas-sistema, iż-żamma ta 'kontenut għoli ta' fosfru fi ħdan il-batterji li jakkumulaw polifosfat- mal-ħruġ.
Biex tiżdied il-proporzjon ta' batterji li jakkumulaw polyphosphate-(PAC) fil-ħama attivata tas-sistema, huwa meħtieġ li jinħoloq ambjent aktar favorevoli u kundizzjonijiet idrawliċi għat-tkabbir u r-riproduzzjoni tagħhom. Dan ifisser li jkollok ambjent anaerobiku u aerobiku tajjeb fil-fluss tal-proċess. Il-kontroll tal-fatturi ambjentali fiż-żona anerobika huwa partikolarment importanti għat-tkabbir u r-riproduzzjoni tal-batterji PAC u l-kisba tat-tneħħija tal-fosfru. Konċentrazzjoni għolja ta 'ħama fiż-żona anerobika hija aktar ta' benefiċċju għall-batterji PAC.
L-effiċjenza tat-tneħħija tal-fosfru bijoloġiku hija relatata mill-qrib mal-età tal-ħama. Biss b'ċerta età tal-ħama (madwar 3 ijiem) il-fosfru żejjed jista 'jitneħħa b'mod effettiv, u tinkiseb il-funzjoni tat-tneħħija tal-fosfru. Minħabba solidi sospiżi influwenti fiss (SS), peress li l-konċentrazzjoni tal-ħama hija direttament proporzjonali għall-età tal-ħama, iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni tal-ħama lil hinn minn ċertu medda, agħar ikun l-effett tat-tneħħija tal-fosfru.
a. Filwaqt li tinżamm età tal-ħama suffiċjenti għall-effiċjenza tat-tneħħija tal-fosfru, iż-żieda tal-konċentrazzjoni tal-ħama fiż-żona anerobika tirriżulta f'konċentrazzjoni ogħla b'mod korrispondenti ta 'batterji PAC. Dan iżid l-ammont ta 'fosfru-mikro-organiżmi li jirrilaxxaw, li mbagħad iżid l-ammont ta' mikro-organiżmi aerobiċi sussegwenti li jassorbu l-fosfru-, u b'hekk itejjeb l-effett ġenerali tat-tneħħija tal-fosfru tas-sistema.
b. Fiż-żona anerobika, il-batterji li jakkumulaw il-polifosfat-jassorbu l-VFA u jirrilaxxaw il-fosfru. Fl-istess ħin, taħt kundizzjonijiet ta 'konċentrazzjoni għolja ta' ħama, iż-żona anerobika tista 'sservi bħala s-sezzjoni ta' aċidifikazzjoni anerobika tas-sistema, idrolizza b'mod anerobiku materja organika rekalċitranti ta 'piż-molekulari- għoli fl-ilma. L-enerġija rilaxxata waqt ir-rilaxx tal-fosfru minn batterji li jakkumulaw il-polifosfat-tista' tintuża biex tassorbi b'mod attiv l-aċidu aċetiku, H+, eċċ., Jifforma PHB u jaħżnuh fil-batterja. Dan jippromwovi l-proċess ta 'aċidifikazzjoni tal-materja organika, itejjeb il-bijodegradabilità tal-ilma mormi, u jżid is-sors tal-karbonju użat għal reazzjonijiet ta' denitrifikazzjoni fi proċessi ta 'trattament sussegwenti.