Nízka teplota v zime má veľký vplyv na bežnú prevádzku a spúšťanie čistiarní odpadových vôd, čo často spôsobuje, že čistiarne odpadových vôd čelia mnohým problémom. Zlenivejú aj baktérie v bazéne, začne klesať aktivita kalu, bude nestabilný amoniakálny dusík a celkový dusík, začnú narastať výkyvy kvality vody, začnú vybuchovať rôzne zariadenia...
Či už ide o poruchu zariadenia, abnormálny proces alebo slabý odpad, problémy, ako sú tieto, trápia operátorov najmä v zime. Ako zabezpečiť prevádzku a riadenie čistiarní odpadových vôd v zimnom období sa v tejto dobe stalo problémom, ktorý je potrebné urýchlene riešiť.
Ťažkosti s prevádzkou čistiarní odpadových vôd v prostredí s nízkou teplotou
Vplyv nízkych teplôt v zime na čistiarne odpadových vôd zahŕňa najmä tieto aspekty:
• Údaje o biochemických odpadových vodách sa v zime a na jar každým rokom zhoršujú;
• Koncentrácia kalu sa zvyšuje a rast vláknitých baktérií často spôsobuje plávajúci kal a prúdenie bahna v sekundárnej sedimentačnej nádrži;
• Amoniakálny dusík a celkový dusík v biochemickej odpadovej vode sú abnormálne;
• Kal je vážne starý;
• Stabilita prevádzky je slabá;
• Zvyšuje sa riziko, že odpadová voda prekročí normu;
• Účinok koncentrácie kalu klesá, dehydratácia je ťažká a objem kalu sa zvyšuje.
Súčasne začína klesať aktivita kalu a amoniakový dusík a celkový dusík začínajú byť nestabilné.
1. Znížená adsorpcia aktivovaného kalu a rýchlosť degradácie organickej hmoty
Aktivovaný kal je hlavnou zložkou čistenia odpadových vôd v čističkách odpadových vôd. Nízka teplota zhorší jeho adsorpciu a zníži rýchlosť degradácie organickej hmoty. V podmienkach nízkej teploty (pod 5 stupňov) klesá množstvo extracelulárnych polymérov vylučovaných mikroorganizmami adaptovanými na chlad a redukcia enzýmovej katalýzy znižuje rýchlosť biochemickej reakcie, takže organická hmota adsorbovaná na povrchu aktivovaného kalu nemôže byť rýchlo degradovaná, čím sa zníži účinnosť degradácie aktivovaného kalu.
Znížením rýchlosti biochemickej reakcie sa zároveň spomalí aj rýchlosť hydrolýzy organickej hmoty adsorbovanej na povrchu aktivovaného kalu a jej vstrebania do organizmu, čo do určitej miery znižuje aktivitu mikrobiálneho povrchu. potiahnuté vrstvou polysacharidového slizu a nedegradovaná organická hmota sa hromadí na adsorpčnom povrchu aktivovaného kalu, čo tiež bráni obnoveniu povrchovej aktivity kalu, čím sa znižuje adsorpcia aktivovaného kalu.
2. Expanzia kalu
Pri nízkych teplotách je aktivovaný kal pri čistení odpadových vôd náchylný na expanziu. V podmienkach nízkej teploty sa mikrotorax rodu Microtrichia bude množiť vo veľkom počte, s dlhými vláknami a hydrofóbnymi vlastnosťami. Nadmerný rast vedie k expanzii kalu v chladných oblastiach.
3. Znížená rýchlosť odstraňovania dusíka
Mikrobiálna denitrifikácia prechádza hlavne tromi procesmi: amoniakáciou, nitrifikáciou a denitrifikáciou:
Nitrifikácia: NH4-+O2+HCO3→C5H7O2N+NO3-+H2O+H2CO3
Denitrifikácia: NIE3-→NIE2-→NIE→N2O→N2↑
Medzi najdôležitejšie procesy nitrifikácie patria mikroorganizmy, ktoré zohrávajú úlohu amonifikačné baktérie a nitrifikačné baktérie. Majú vysoké požiadavky na teplotu a optimálna teplota je 20-30 stupeň . Rýchlosť reakcie výrazne klesá pri 15 stupňoch a reakcia sa takmer úplne zastaví, keď je teplota nižšia ako 5 stupňov. Nízka teplota preto prerušuje nitrifikačnú reakciu a blokuje proces denitrifikácie, čo znižuje rýchlosť odstraňovania dusíka (amoniakového dusíka a celkového dusíka) v odpadovej vode.
4. Znížená rýchlosť odstraňovania suspendovaných častíc
Pri nízkych teplotách sa zvyšuje koeficient viskozity odpadovej vody, miešanie suspendovaných častíc (SS) a kalu je nedostatočné, účinnosť hydrolýzy aktivovaného kalu klesá a adsorbovaný SS ľahko odpadáva, čo všetko znižuje rýchlosť odstraňovania SS.
Opatrenia na zvýšenie účinnosti pre nízkoteplotné čističky odpadových vôd
- Vykurovanie a zvyšovanie teploty: parné vykurovanie, elektrické vykurovanie, rekuperácia tepla
- Obliekanie a klobúk: zakrytie bazéna, budovanie v interiéri, budovanie pod zemou
- Zlepšenie živných materiálov: zlepšenie aktivity pôvodných mikroorganizmov
- Zvýšenie koncentrácie kalu: zníženie zaťaženia kalom a zabezpečenie ukazovateľov odpadových vôd
- Posilnenie denitrifikačných mikroorganizmov: zabezpečenie účinnosti nitrifikácie a denitrifikácie
- Jemné riadenie: sprevádzanie odpadových vôd, aby spĺňali normy 24 hodín denne
Zdieľanie skúseností s riešením problémov v nízkoteplotných čističkách odpadových vôd
V čističke odpadových vôd má 80,000 m³/d domácej odpadovej vody tieto problémy:
1. Účinnosť nitrifikácie klesá pri nízkych teplotách (asi 14 stupňov),
2. Abnormálny amoniakálny dusík v dôsledku toxických šokov
3. K obracaniu bahna dochádza počas procesu poklesu teploty vody
Po použití nízkoteplotných nitrifikačných baktérií/vysokoúčinných sedimentačných pomôcok/denitrifikačných baktérií údaje výrazne klesli za 3 dni a dosiahli štandard za 7 dní.