Už žiadne obavy z prevádzky biologických systémov čistenia odpadových vôd!
Proces aktivovaného kalu hrá kľúčovú úlohu pri čistení odpadových vôd a bol dôkladne študovaný na domácom aj medzinárodnom trhu. Sledovanie biologickej fázy aktivovaného kalu počas čistenia odpadových vôd a analýza zmien v biologickom spoločenstve sú veľmi dôležité pre dlhodobú-normálnu prevádzku systémov čistenia odpadových vôd.
Tento článok predstavuje metódy na pozorovanie biologickej fázy v procese aktivovaného kalu a rozoberá jeho indikatívnu úlohu pri čistení odpadových vôd, pričom poskytuje návod na efektívnu prevádzku a riadenie systémov čistenia odpadových vôd.
Prečo môže biologická fáza odrážať stav systému odpadových vôd?
Princíp spočíva v tom, že mikroorganizmy, prvoky a metazoá v aktivovanom kale oxidujú a rozkladajú organickú hmotu v odpadových vodách za podmienok prevzdušňovania na CO2 a H2O. Niektoré anorganické látky, ako PO43-, NH3 a H2S, sa rozkladajú a energia vznikajúca pri tomto procese sa využíva na rast a rozmnožovanie samotných mikroorganizmov.
Pri kontinuálnom prítoku odpadových vôd biologická fáza neustále rastie a reprodukuje sa v odpadových vodách, až nakoniec vytvorí relatívne stabilný ekosystém s určitými degradačnými funkciami.
Tvorba tohto stabilného ekosystému ťaží z priaznivého rastového prostredia pre biologické fázy, vrátane teploty, pH, organickej záťaže, koncentrácie antibiotík a prísunu kyslíka. Keď sa zmenia riadiace faktory v systéme čistenia odpadových vôd, zodpovedajúcim spôsobom sa zmenia aj typy, množstvá a aktívne funkcie rôznych biologických fáz v aktivovanom kale.
Zmeny v biologickej fáze aktivovaného kalu v čistiarni do určitej miery odrážajú kvalitu a stav prevádzky čistiarne odpadových vôd.
Preto pozorovaním zmien množstva biologických fáz a aktivovaného kalu v systéme čistenia odpadových vôd môžeme pochopiť prevádzkový stav a kvalitu systému čistenia a včas upraviť prevádzkové podmienky tak, aby sa zmenila biologická fáza, čím sa zabezpečí pokračovanie normálnej prevádzky systému čistenia. V súčasnosti je pozorovanie biologickej fázy v systémoch čistenia odpadových vôd široko využívané v oblasti úpravy vody.
Metódy na pozorovanie biologickej fázy aktivovaného kalu
Výkon usadzovania aktivovaného kalu
Vezmite čerstvý aktivovaný kal, vložte ho do 100 ml odmerného valca, nechajte ho určitý čas odstáť a pozorne sledujte rýchlosť usadzovania kalu, či je kal-vodné rozhranie čisté a či je supernatant priehľadný atď.
Pozorovanie biologickej fázy aktivovaného kalu
Pred pozorovaním vzorku dôkladne premiešajte. Pomocou kvantitatívnej pipety s-veľkým priemerom (zabezpečujúcej ľahký prístup k aktivovanému kalu) napipetujte 0,05 ml vzorky na podložné sklíčko, prikryte krycím sklíčkom a pozorujte pod mikroskopom. Najprv pozorujte pri 100-násobnom zväčšení, skúmajte celé zorné pole, aby ste získali predbežné pochopenie biologickej fázy vzorky, vrátane stavu vločiek, veľkosti častíc, zhutnenia a pozorovaných populácií prvokov a metazoí.
Identifikujte najväčšie organizmy v biologickej fáze, pretože tieto do značnej miery naznačujú dobu zotrvania kalu. Ak je pozorovanie pri 100-násobnom zväčšení nedostatočné, použite 400-násobné zväčšenie. Obzvlášť dôležité sú náustky, polohy a čísla bičíkového pripojenia, vzory ciliárneho ciliárneho pripojenia a rast vláknitých húb; tieto vyžadujú zväčšenie 400x alebo vyššie pre jasné pozorovanie.
Indikatívna úloha pozorovania biologickej fázy aktivovaného kalu
Štruktúra aktivovaného kalu
Rôzne fyzikálne a biologické vlastnosti aktivovaného kalu objektívne odrážajú prevádzkový stav procesu čistenia odpadových vôd.
Ak sa počas pozorovania zistí, že vločky aktivovaného kalu sú veľké, s jasnými okrajmi a hustou štruktúrou, vykazujú dobré adsorpčné a usadzovacie vlastnosti, znamená to, že systém čistenia odpadových vôd funguje dobre a dokáže efektívne oddeliť kal a vodu v následných procesoch čistenia, čo vedie k dobrej kvalite odpadových vôd.
Pozorujte vodu medzi vločkami, či neobsahujú nerozpustné pevné látky (SS). Vyššia koncentrácia SS indikuje veľké množstvo nerozpustených látok v odpadovej vode. Keď systém čistenia zlyhá, štruktúra kalu sa uvoľní, flokuly sa zmenšia a objaví sa veľké množstvo prvokov a metazoov, vrátane paramecia, fazuľových- červov, nefrotických červov, améb a trichomonas. To naznačuje slabé usadzovanie kalu a neúčinné oddeľovanie-kalovej vody, čo ovplyvňuje kvalitu odpadovej vody.
Indikácia biologickej fázy
(1) Orientačná úloha prvokov a metazoí
Indikácia zaťaženia:
V normálne fungujúcom aktivovanom kale zostáva biologická fáza relatívne stabilná, pričom prvoky pozostávajú najmä z druhov ako Entomopathia, Vorticostella a Rotifers. Keď sa objavia vyššie metazoá, ako napríklad medvedí-hmyz a lienky, znamená to, že zaťaženie prítokom odpadovej vody je nízke. Keď systém úpravy pracuje pri nízkej záťaži po dlhú dobu a začne starnúť, objavia sa mikrometazoá, ako sú vírniky a háďatká.
V tomto čase by sa malo zvýšiť zaťaženie kalom. Keď je počet prvokov v aktivovanom kale výrazne znížený v porovnaní s normálnym stavom a niektoré prvoky, ako sú lapače, ktoré sa objavujú v podmienkach nízkej záťaže, zmiznú a neobjavia sa žiadne metazoá, znamená to, že prítokové zaťaženie je príliš vysoké a dominantné sú améby a niektoré malé bičíkovce [2]. V tomto čase by sa mali prijať opatrenia, ako je zníženie prítoku odpadových vôd a zníženie vypúšťania kalu, aby sa znížilo zaťaženie kalom a zachovala sa normálna prevádzka systému.
Indikátor rozpusteného kyslíka:
Keď je rozpustený kyslík v aktivovanom kale nedostatočný, často sa objavujú prvoky ako Atorva, sírne baktérie, škorpión a neoformácia. Zároveň pri vysokej záťaži a nedostatočnom prevzdušňovaní vzniká veľké množstvo malých bičíkovcov. V tomto čase by sa mali prijať opatrenia, ako je zvýšenie prevzdušňovania, aby sa zvýšil rozpustený kyslík. Keď je rozpustený kyslík vysoký, často sa objavujú organizmy ako améby, sarkodaktylus a vírniky. V tomto čase by sa mali prijať opatrenia, ako je zníženie prevzdušňovania a zvýšenie pomeru návratnosti kalu, aby sa zvýšila koncentrácia kalu a znížilo zaťaženie kalom.
Indikácia pH odpadovej vody:
Keď je odpadová voda vysoko alkalická, často sa vyskytujú javy ako zakalený odpad, rozpad aktivovaného kalu, úhyn prvokov a rozpad a znížená účinnosť čistenia. Kyselina by sa mala pridať včas, aby sa neutralizovala. Keď je kyslosť príliš silná, nádrž na úpravu aktivovaného kalu má často kyslý zápach, znižuje sa účinnosť čistenia a znižuje sa aktivita rôznych biologických fáz. V tomto čase by sa mala včas pridať zásada, aby sa upravila.
(2) Indikatívna úloha zmien vo veľkosti populácie toho istého organizmu
Za normálnych prevádzkových podmienok systém čistenia odpadových vôd udržuje relatívne stabilné množstvo a rozmanitosť organizmov. Naopak, keď typy a množstvá organizmov výrazne kolíšu, znamená to, že prostredie systému čistenia odpadových vôd prechádza zodpovedajúcimi zmenami.
Keď sa v kale objaví veľké množstvo vláknitých baktérií, znamená to, že kal sa už zväčšil alebo sa chystá zväčšiť. Patria sem baktérie ako *Sphaerocephala*, *Thiobacillus benziii*, *Nocardia* a plesne. Okamžite by sa mali prijať príslušné opatrenia na inhibíciu rastu vláknitých baktérií, úpravu rôznych podmienok úpravy systému a udržanie stabilnej prevádzky systému úpravy.
Keď je štruktúra vločiek uvoľnená, malé vločky sa stávajú potravou pre určité vírniky. S dostatkom potravy sa vírniky premnožia. V tomto prípade kal starne a mali by sa prijať vhodné opatrenia na zneškodnenie kalu, aby sa eliminovali škody spôsobené starnutím kalu na efekt úpravy vody. Prvoky a niektoré mikro-zvieratá sú citlivejšie na toxíny ako samotné toxíny. Ochranné vlákna sú dôležitým indikátorom v aktivovanom kale. Keď tento druh kalu rýchlo ubúda, svedčí to o prítomnosti toxických látok v odpadovej vode. Vyžaduje si včasnú predbežnú úpravu.
Zhrnutie
Aktivovaný kal je relatívne stabilný ekosystém s určitou degradačnou funkciou. Vytváranie tohto stabilného ekosystému ťaží z priaznivého rastového prostredia pre biologickú komunitu. Keď sa zmenia podmienky prostredia v systéme čistenia odpadových vôd, zmení sa aj zodpovedajúca biologická komunita. Zmeny v biologickej komunite do určitej miery odrážajú kvalitu a stav systému čistenia odpadových vôd.
Pri prevádzke a riadení systémov čistenia odpadových vôd je možné študovať prevádzkový stav systému pozorovaním zmien v biologickej fáze aktivovaného kalu. To umožňuje včasnú identifikáciu problémov a realizáciu opatrení na zabezpečenie nepretržitej a stabilnej prevádzky. Biologická fáza aktivovaného kalu sa však v rôznych regiónoch a čistiarňach odpadových vôd výrazne líši v dôsledku rozdielov v kvalite vody, procesoch čistenia a typoch odpadových vôd.
Preto je v praxi nevyhnutné zvážiť špecifické okolnosti a vo vhodných prípadoch študovať vzťah medzi zmenami kvality vody a biologickými fázovými zmenami. Dodržiavanie týchto zmien bude lepšie usmerňovať prevádzku a riadenie čistiarní odpadových vôd.