Температура
Оптимальный температурный диапазон для нормальной физиологической активности аэробных микроорганизмов активного ила составляет 15-30 градусов. Как правило, температура воды ниже 10 градусов или выше 35 градусов отрицательно влияет на функцию аэробного активного ила. При температуре выше 40 градусов или ниже 5 градусов активность может даже полностью прекратиться.
В определенных пределах повышение температуры, хотя и неблагоприятно для переноса кислорода в воду, может ускорить скорость биохимических реакций и размножение микробов. Однако внезапное повышение температуры, превышающее определенный предел, приведет к необратимому повреждению. Напротив, снижение температуры оказывает меньшее воздействие на микроорганизмы и, как правило, не наносит необратимого ущерба.
Если температура воды снижается медленно, микроорганизмы в активном иле могут постепенно адаптироваться к этому изменению. Принимая такие меры, как снижение нагрузки, увеличение концентрации растворенного кислорода и увеличение времени аэрации, все же можно достичь хороших результатов обработки.
Поэтому в реальных условиях производства следует серьезно относиться к внезапным изменениям температуры воды, особенно к ее резкому повышению. Чтобы предотвратить негативное влияние чрезмерно горячих промышленных сточных вод на аэробную биологическую очистку, следует применять охлаждающую обработку.
Значение pH
Оптимальное значение pH для микроорганизмов активного ила составляет от 6,5 до 8,5. При падении значения pH ниже 4,5 простейшие в активном иле полностью исчезнут, активность большинства микроорганизмов будет угнетена, грибы станут доминирующими видами, хлопья активного ила будут разрушены, и легко произойдет набухание ила.
Когда значение pH превышает 9, это существенно ухудшает скорость метаболизма микроорганизмов, бактериальные хлопья распадаются, а также происходит накопление ила. Если значение pH сточных вод превышает 10 или ниже 5, значение pH необходимо нейтрализовать и отрегулировать перед поступлением в аэротенк, обеспечивая, чтобы значение pH сточных вод, поступающих в аэротенк, составляло не менее 6–9.
Смешанный раствор активированного ила сам по себе оказывает определенное буферное действие на изменения pH, поскольку метаболическая активность аэробных микроорганизмов может изменять значение pH среды их активности. Например, аэробные микроорганизмы утилизируют азотистые соединения, производя кислоты посредством денитрификации, тем самым снижая pH среды; и наоборот, они производят щелочные кислоты посредством декарбоксилирования, что может повысить pH.
Таким образом, после длительного периода акклиматизации процесс с активным илом также может очищать сточные воды с определенной степенью кислотности или щелочности. Кроме того, щелочность сточных вод сама по себе оказывает определенное ингибирующее влияние на снижение pH.
Однако внезапное изменение pH сточных вод, например, когда щелочные сточные воды попадают в систему активного ила, адаптированную к кислой среде, приведет к шоку микроорганизмов и может даже нарушить нормальную работу всей системы.
Поэтому необходимость нейтрализации кислых или щелочных сточных вод зависит от конкретных обстоятельств. Если изменение pH сточных вод, поступающих в систему активного ила, невелико, особенно если они слабокислые или слабощелочные, в нейтрализации часто нет необходимости. Однако если изменение pH существенное, необходимо заранее провести нейтрализацию, чтобы довести pH до нейтрального значения.
ХПК и БПК5
Независимо от используемого процесса с активным илом, органическая нагрузка, которую может выдержать аэротенк, ограничена. Превышение этого предела поставит под угрозу эксплуатационную эффективность танка. Для действующих аэротенков фиксировано максимальное значение БПК5 входящего потока. Однако из-за длительного цикла анализа БПК5 производство обычно ориентируется на результаты анализа ХПК.
Если органическая нагрузка в притоке аэротенка превышает стандарт, следует принять немедленные меры, такие как снижение скорости притока, увеличение скорости возврата ила и повышение эффективности аэрации, чтобы избежать воздействия на всю систему вторичной биологической очистки и обеспечить качество сточных вод.
Если значение ХПК входящего потока низкое, следует принять немедленные меры, такие как увеличение скорости входящего потока, уменьшение скорости обратного потока ила, уменьшение количества работающих воздуходувок и снижение скорости поверхностного аэратора, чтобы снизить эффективность аэрации и избежать ненужных потерь энергии.
Аммиачный азот и фосфат
Теоретически потребность микроорганизмов в азоте и фосфоре следует рассчитывать по соотношению БПК5:N:P 100:5:1. Однако в реальных системах очистки активного ила соотношение БПК5 к азоту и фосфору в потоке, поступающем в аэротенк, часто ниже этого значения, однако система по-прежнему работает нормально.
Содержание азота и фосфора сильно варьируется в зависимости от типа очищаемых промышленных сточных вод. Некоторые сточные воды имеют очень высокое содержание азота и фосфора, и без дефосфорации и денитрификации содержание азота и фосфора в стоках вторичного отстойника будет превышать нормативы. И наоборот, для сточных вод с очень низким содержанием азота и фосфора, если определенное количество азота и фосфора не будет своевременно восполнено, функция микроорганизмов будет ограничена, а по ХПК и БПК5 стоков вторичного отстойника будет сложно гарантировать соответствие стандартам.
При очистке промышленных сточных вод с очень низким содержанием азота и фосфора для работающего аэротенка содержание аммиачного азота и фосфатов примерно 10 мг/л и фосфатов соответственно в поступающем в аэротенк достаточно для удовлетворения потребности микроорганизмов смешанного раствора в азоте и фосфоре. Если уровни аммиачного азота и фосфатов в приточной воде аэротенка остаются ниже вышеупомянутых значений в течение длительного периода времени, дозировки азота и фосфора следует незамедлительно увеличить.
Токсичные вещества
Для конкретных промышленных сточных вод виды токсичных веществ, как правило, остаются постоянными, но их концентрации и объемы сбросов трудно поддерживать. Помимо мер первичной очистки, таких как гомогенизация, необходимо контролировать и контролировать концентрацию токсичных веществ в поступающей в аэротенк воде.
После акклиматизации активного ила максимальный предел содержания токсичных веществ в сточных водах, влияющих на систему биологической очистки, следует определять на основании толерантности смешанного щелока к токсичным веществам в сточных водах и опыта эксплуатации.
Если концентрация токсичных веществ в потоке аэротенка превышает предел в течение длительного периода, следует принять такие меры, как снижение скорости потока стока, увеличение скорости обратного потока ила и повышение эффективности аэрации, чтобы предотвратить неблагоприятные эффекты очистки из-за микробного отравления смешанного щелока.