Teplota
Optimálny teplotný rozsah pre normálnu fyziologickú aktivitu aeróbnych mikroorganizmov aktivovaného kalu je 15-30 stupňov. Vo všeobecnosti teploty vody pod 10 stupňov alebo nad 35 stupňov nepriaznivo ovplyvnia funkciu aeróbneho aktivovaného kalu. Pri teplotách nad 40 stupňov alebo pod 5 stupňov môže aktivita dokonca úplne prestať.
V určitom rozsahu, zatiaľ čo zvyšujúca sa teplota je nepriaznivá pre prenos kyslíka do vody, môže urýchliť rýchlosť biochemických reakcií a mikrobiálnej proliferácie. Náhle zvýšenie teploty presahujúce určitú hranicu však spôsobí nezvratné poškodenie. Naopak, pokles teploty má menší dopad na mikroorganizmy a spravidla nespôsobuje nezvratné poškodenie.
Ak teplota vody klesá pomaly, mikroorganizmy v aktivovanom kale sa môžu tejto zmene postupne prispôsobiť. Prijatím opatrení, ako je zníženie záťaže, zvýšenie koncentrácie rozpusteného kyslíka a predĺženie doby prevzdušňovania, možno stále dosiahnuť dobré výsledky ošetrenia.
Preto by sa v skutočnej výrobnej prevádzke mali náhle zmeny teploty vody, najmä náhle zvýšenie, brať vážne. Aby nadmerne horúce priemyselné odpadové vody nepriaznivo ovplyvňovali aeróbne biologické čistenie, malo by sa zaviesť chladenie.
Hodnota pH
Optimálna hodnota pH pre mikroorganizmy aktivovaného kalu je medzi 6,5 a 8,5. Pri poklese pH pod 4,5 prvoky v aktivovanom kale úplne vymiznú, činnosť väčšiny mikroorganizmov sa inhibuje, dominantným druhom sa stanú huby, zničia sa vločky aktivovaného kalu a ľahko dôjde k zhlukovaniu kalu.
Keď je hodnota pH vyššia ako 9, rýchlosť metabolizmu mikroorganizmov bude značne nepriaznivo ovplyvnená, bakteriálne vločky sa rozpadnú a tiež dôjde k zhlukovaniu kalu. Ak je hodnota pH odpadovej vody vyššia ako 10 alebo nižšia ako 5, hodnota pH sa musí pred vstupom do prevzdušňovacej nádrže neutralizovať a upraviť, pričom sa zabezpečí, aby hodnota pH odpadovej vody vstupujúcej do prevzdušňovacej nádrže bola aspoň medzi 6 a 9.
Samotný zmesový lúh aktivovaného kalu má určitý tlmiaci účinok na zmeny pH, pretože metabolická aktivita aeróbnych mikroorganizmov môže zmeniť hodnotu pH ich aktívneho prostredia. Napríklad aeróbne mikroorganizmy využívajú dusíkaté zlúčeniny, produkujú kyseliny prostredníctvom denitrifikácie, čím znižujú pH prostredia; naopak dekarboxyláciou produkujú alkalické kyseliny, ktoré môžu zvýšiť pH.
Proces aktivovaného kalu teda môže po dlhšom období aklimatizácie čistiť aj odpadové vody s určitým stupňom kyslosti alebo zásaditosti. Okrem toho samotná alkalita odpadovej vody má určitý inhibičný účinok na poklesy pH.
Náhla zmena pH odpadovej vody, napríklad keď sa alkalická odpadová voda dostane do systému aktivovaného kalu prispôsobeného na kyslé prostredie, však spôsobí mikroorganizmy šok a môže dokonca narušiť normálnu prevádzku celého systému.
Či teda kyslá alebo alkalická odpadová voda potrebuje neutralizáciu, závisí od konkrétnych okolností. Ak je zmena pH odpadovej vody vstupujúcej do systému aktivovaného kalu malá, najmä ak je len mierne kyslá alebo mierne zásaditá, neutralizácia je často zbytočná. Ak je však zmena pH významná, mala by sa predtým vykonať neutralizácia, aby sa pH upravilo na neutrálne.
CHSK a BSK5
Bez ohľadu na použitý proces aktivovaného kalu je organické zaťaženie, ktoré môže prevzdušňovacia nádrž vydržať, obmedzené. Prekročenie tohto limitu ohrozí prevádzkovú účinnosť nádrže. Pre prevádzkové prevzdušňovacie nádrže je maximálna prítoková hodnota BSK5 pevne stanovená. Avšak kvôli dlhému cyklu analýzy pre BSK5 sa výroba zvyčajne riadi výsledkami analýzy CHSK.
Ak organické zaťaženie v prítoku prevzdušňovacej nádrže prekročí normu, mali by sa prijať okamžité opatrenia, ako je zníženie rýchlosti prítoku, zvýšenie rýchlosti spätného toku kalu a zlepšenie účinnosti prevzdušňovania, aby sa predišlo vplyvu na celý systém sekundárneho biologického čistenia a zabezpečila sa kvalita odpadovej vody.
Ak je prítoková hodnota CHSK nízka, mali by sa prijať okamžité opatrenia, ako je zvýšenie rýchlosti prítoku, zníženie rýchlosti spätného toku kalu, zníženie počtu prevádzkovaných dúchadiel a zníženie rýchlosti povrchového prevzdušňovača, aby sa znížila účinnosť prevzdušňovania a zabránilo sa zbytočnému plytvaniu energiou.
Amoniak Dusík a Fosfát
Teoreticky by sa požiadavky na dusík a fosfor mikroorganizmov mali vypočítať podľa pomeru BSK5:N:P 100:5:1. Avšak v skutočných systémoch úpravy aktivovaného kalu sú pomery BSK5 k dusíku a fosforu na prítoku do prevzdušňovacej nádrže často nižšie ako táto hodnota, napriek tomu systém stále funguje normálne.
Obsah dusíka a fosforu sa značne líši v závislosti od typu čistených priemyselných odpadových vôd. Niektoré odpadové vody majú veľmi vysoký obsah dusíka a fosforu a bez defosforizácie a denitrifikácie obsah dusíka a fosforu v odpade zo sekundárnej sedimentačnej nádrže prekročí normy. Naopak pri odpadových vodách s veľmi nízkym obsahom dusíka a fosforu platí, že ak sa určité množstvo dusíka a fosforu včas nedoplní, funkcia mikroorganizmov bude obmedzená a CHSK a BSK5 odtoku zo sekundárnej sedimentačnej nádrže bude ťažké zaručiť dodržiavanie noriem.
Pri čistení priemyselných odpadových vôd s veľmi nízkym obsahom dusíka a fosforu v prevádzkovej prevzdušňovacej nádrži postačuje obsah amoniakálneho dusíka a fosforečnanu približne 10 mg/l a fosforečnanu v prítoku do prevzdušňovacej nádrže na splnenie požiadaviek na dusík a fosfor mikroorganizmov zmiešaného výluhu. Ak hladiny amoniakálneho dusíka a fosforečnanov v prítoku prevzdušňovacej nádrže zostanú pod vyššie uvedenými hodnotami dlhší čas, je potrebné urýchlene zvýšiť dávky dusíka a fosforu.
Toxické látky
V prípade špecifických priemyselných odpadových vôd zostávajú typy toxických látok vo všeobecnosti konštantné, ale ich koncentrácie a vypúšťané objemy sa ťažko udržiavajú. Okrem opatrení primárneho čistenia, ako je homogenizácia, sa musí monitorovať a kontrolovať koncentrácia toxických látok v prítoku prevzdušňovacej nádrže.
Po aklimatizácii aktivovaného kalu by sa mal určiť maximálny limit pre toxické látky v prítoku ovplyvňujúci systém biologického čistenia na základe tolerancie zmesového lúhu voči toxickým látkam v prítoku a prevádzkových skúseností.
Ak koncentrácia toxických látok v prítoku prevzdušňovacej nádrže prekračuje limit počas dlhšieho obdobia, mali by sa prijať opatrenia, ako je zníženie rýchlosti prítoku, zvýšenie rýchlosti spätného toku kalu a zlepšenie účinnosti prevzdušňovania, aby sa zabránilo nepriaznivým účinkom úpravy v dôsledku mikrobiálnej otravy zmiešaného lúhu.