Температура
Температура играет решающую роль в процессе биологического выращивания. В настоящее время, хотя этот проект очистки сточных вод еще не достиг точного контроля температуры биологической системы, измерение и анализ температуры в каждой биологической реакционной системе и на каждом этапе эксплуатации по-прежнему служат руководством для процесса акклиматизации и выращивания биологического ила. Он обеспечивает основу для объяснения различных явлений в процессе биологического культивирования и помогает руководству и операторам принимать правильные и своевременные суждения относительно работы и управления системой.
Температура существенно влияет на уровень активности микроорганизмов в активном иле (включая анаэробные, факультативные и аэробные процессы), а также влияет на такие факторы, как растворенный кислород и скорость аэрации, а также скорость биологических реакций.
Различные типы микроорганизмов растут в разных температурных диапазонах, примерно от 5 до 80 градусов. В этом температурном диапазоне их можно разделить на минимальную температуру роста, максимальную температуру роста и оптимальную температуру роста. В зависимости от температурного диапазона, к которому адаптируются микроорганизмы, их можно разделить на три категории: мезофильные, термофильные и хирфильные.
Мезофильные микроорганизмы растут при температуре от 20 до 45 градусов, психрофильные – ниже 20 градусов, термофильные – выше 45 градусов. При аэробной биологической очистке сточных вод преобладают мезофильные бактерии с оптимальной температурой роста и размножения от 20 до 37 градусов. При превышении температуры максимальной температуры роста белки микроорганизмов быстро денатурируют, их ферментные системы разрушаются, что приводит к потере активности; в тяжелых случаях микроорганизмы могут погибнуть. Низкие температуры снижают метаболическую активность микроорганизмов, что приводит к состоянию прекращения роста и размножения, хотя они еще сохраняют свою жизнеспособность.
При анаэробной биологической очистке оптимальный диапазон температур для мезофильных метаногенов составляет от 20 до 40 градусов, а для термофильных бактерий - от 50 до 60 градусов. Для анаэробной биологической очистки обычно используются температуры от 33 до 38 градусов и от 50 до 57 градусов.
Значение pH
Различные микроорганизмы имеют разные диапазоны толерантности к pH. Например, бактерии, актиномицеты, водоросли и простейшие имеют диапазон толерантности к pH от 4 до 10. Большинство бактерий процветают в нейтральной или слабощелочной среде (pH 6,5–7,5); бактерии, окисляющие серу-, предпочитают кислую среду с оптимальным pH 3, но могут жить и в средах с pH 1,5; дрожжам и плесеням требуется кислая или слабокислая среда с оптимальным pH 3,0–6,0, и они могут адаптироваться к диапазону pH 1,5–10. Поддержание оптимального диапазона pH имеет решающее значение в процессах биологической очистки сточных вод.
Например, при использовании процесса очистки сточных вод активным илом, если pH смешанного раствора в аэротенке достигнет 9,0, простейшие изменятся с активных на вялые, липкие вещества в бактериальных хлопьях распадутся, структура активного ила будет повреждена, а эффективность очистки значительно снизится. Если pH притока внезапно упадет, смешанная жидкость в аэротенке станет кислой, изменится и структура активного ила, и во вторичном отстойнике появится большое количество плавающего ила. Хорошо-культивируемые и зрелые биологические системы обладают сильной устойчивостью к ударным нагрузкам. Однако значительные колебания pH могут повлиять на эффективность реактора и даже вызвать микробную токсичность, что приведет к выходу реактора из строя. Это связано с тем, что изменения pH могут изменить заряд клеток, влияя на усвоение питательных веществ и активность ферментов в микробном метаболизме.
Поэтому при очистке сточных вод с использованием биологических систем крайне важно обеспечить микроорганизмам оптимальный диапазон pH для обеспечения оптимальной работы.
Химическая потребность в кислороде (ХПК)
Тестирование ХПК строго соответствует национальным стандартам анализа качества сточных вод. ХПК — это количество кислорода, потребляемого при окислении химическими окислителями органических загрязнителей в воде, выраженное в мг/л. Более высокий ХПК указывает на более высокий уровень органических загрязнителей в воде. Обычно используемые окислители включают дихромат калия и перманганат калия. Когда в качестве окислителя используется перманганат калия, измеренное значение называется CODMn или просто OC. Когда в качестве окислителя используется дихромат калия, измеренное значение называется CODCr или просто COD. Если состав органических веществ в сточных водах относительно стабилен, существует определенная пропорциональная связь между химической потребностью в кислороде (ХПК) и биохимической потребностью в кислороде (БПК). Вообще говоря, разницу между ХПК дихромата калия и БПК первой-стадии можно грубо представить как органическое вещество, не поддающееся разложению аэробными микроорганизмами.
Тестирование и анализ ХПК являются важной частью ввода в эксплуатацию и эксплуатации системы очистки сточных вод. С одной стороны, это помогает понять условия притока и оттока каждой установки очистки в технологическом потоке, обеспечивая стабильный приток и предотвращая большие колебания и воздействия на систему. С другой стороны, наблюдение за изменениями ХПК в приходящих и сточных водах до и после каждой очистной установки помогает понять эффект очистки и эффективность установки. Его важные функции можно свести к следующим трем пунктам:
1. Предоставление подробной информации о концентрациях приходящих и сточных вод, позволяющее управленческому персоналу соответствующим образом корректировать рабочие условия на основе изменений концентрации, обеспечивая нормальную и стабильную работу системы очистки сточных вод;
2. В качестве важного технического показателя, отражающего рабочее состояние и эффективность очистки каждой очистной установки;
3. Обеспечение основы для анализа, суждения и разумного объяснения различных явлений и отклонений, происходящих во всей системе.