Руководство по управлению эксплуатацией биохимического резервуара

1. Регулярный мониторинг водозабора в аэрационном резервуаре

1.1. Температура

Наиболее подходящий диапазон температур для нормальной физиологической активности аэробных микроорганизмов активного ила составляет 15-30 °C. Обычно, когда температура воды ниже 10 °C или выше 35 °C, это негативно сказывается на функционировании аэробного активного ила. При температуре выше 40 °C или ниже 5 °C функционирование микроорганизмов может полностью остановиться.
В определенном диапазоне, с повышением температуры, хотя это и не способствует переносу кислорода в воду, скорость биохимических реакций ускоряется, и темпы размножения микроорганизмов также увеличиваются. Однако, когда температура резко повышается и превышает определенный предел, может произойти необратимое повреждение. В отличие от этого, снижение температуры оказывает на микроорганизмы менее выраженное влияние, и, как правило, необратимого повреждения не происходит.
Если уменьшение температуры воды происходит постепенно, микроорганизмы в активном иле могут адаптироваться к этим изменениям, и можно добиться лучших результатов очистки путем снижения нагрузки, увеличения концентрации растворенного кислорода и продления времени аэрации.
Таким образом, в процессе эксплуатации необходимо обращать внимание на резкие изменения температуры воды, особенно на внезапное повышение температуры. Чтобы предотвратить негативное воздействие высокотемпературных сточных вод на аэробную биологическую обработку, следует проводить охладительные мероприятия.

1.2. Значение pH

Оптимальное значение pH для микроорганизмов активного ила находится в диапазоне 6.5-8.5. Когда значение pH падает ниже 4.5, все простейшие организмы в активном иле исчезают, активности большинства микроорганизмов подавляются, доминирующими становятся грибы, флокулы активного ила разрушаются, что может привести к явлению разжижения ила.

При значении pH выше 9 метаболизм микроорганизмов значительно ухудшается, микеллы бактерий разрушаются, и также может возникнуть разжижение ила. Когда pH сточных вод превышает 10 или ниже 5, необходимо корректировать pH с помощью нейтрализации кислотами или щелочами перед поступлением в аэрационный резервуар, чтобы pH сточных вод находился как минимум в пределах 6-9.

Смесь активного ила обладает определенным буферным эффектом по отношению к изменениям pH, так как метаболическая активность аэробных микроорганизмов может изменять pH их активной среды. Например, использование азотсодержащих соединений аэробными микроорганизмами приводит к образованию кислоты в результате удаления азота, что снижает pH среды; при декарбоксилировании образуется основная кислота, что может увеличить значение pH. Поэтому после длительного периода адаптации метод активного ила также может обрабатывать сточные воды с определенной кислотностью или щелочностью. Кроме того, щелочность самих сточных вод оказывает определенное подавляющее воздействие на снижение pH.

Тем не менее, изменения pH сточных вод, такие как поступление щелочных сточных вод в систему активного ила, которая уже адаптирована к кислой среде, могут негативно сказаться на микроорганизмах и даже нарушить нормальную работу всей системы.
Поэтому решение о нейтрализации кислых и щелочных сточных вод должно приниматься в зависимости от конкретной ситуации. Если значение pH сточных вод, поступающих в систему активного ила, не изменяется значительно, особенно когда речь идет о слегка кислых или слегка щелочных водах, нейтрализация часто не требуется. При значительных изменениях pH следует заранее провести нейтрализацию, чтобы скорректировать значение pH до нейтрального.

1.3. COD и BOD5

Независимо от того, какой метод активного ила используется, существует определенный предел органической нагрузки, которую может выдержать аэрационный резервуар. Превышение этого предела затруднит достижение эффективной работы аэрационного резервуара. Для работающего аэрационного резервуара максимальное значение BOD5 фиксировано. Из-за длительного цикла анализа BOD5 обычно используются результаты анализа COD для управления производством.

Если органическая нагрузка на аэрационный резервуар превышает норму, необходимо немедленно принять меры для снижения поступающей воды, увеличения возвратного потока и улучшения эффективности аэрации, чтобы избежать негативного влияния на всю вторичную биологическую очистку и обеспечить качество сточных вод.

Если значение COD во входящей воде низкое, необходимо немедленно принять меры для увеличения водозабора, уменьшить возвратный поток и снизить количество вентиляторов, а также уменьшить скорость работы аэратора, чтобы не вызвать ненужные потери энергии.

1.4. Аммонийный азот и фосфат

В теории потребность микроорганизмов в азоте и фосфоре должна рассчитываться по соотношению BOD5:N:P=100:5:1, но на практике соотношение BOD5 к азоту и фосфору в сточных водах аэрационного резервуара системы активного ила часто ниже этого значения, и система может нормально функционировать.

Содержание азота и фосфора может значительно варьироваться в зависимости от типов обрабатываемых сточных вод, и в некоторых сточных водах содержание азота и фосфора может быть очень высоким. Если не проводить удаления фосфора и азота, содержание этих элементов в сточных водах вторичного отстойника может превышать норму. Для сточных вод с очень низким содержанием азота и фосфора, если определенное количество этих элементов не будет своевременно добавлено, функционирование микроорганизмов будет ограничено, и содержание COD и BOD5 в сточных водах вторичного отстойника будет сложно обеспечить в пределах нормы.

При обработке сточных вод с очень низким содержанием азота и фосфора содержание аммонийного азота и фосфатов во входящей воде аэрационного резервуара в рабочем состоянии составляет около 10 мг/л и 5 мг/л соответственно, что может удовлетворить потребности микроорганизмов в азоте и фосфоре. Если содержание аммонийного азота и фосфатов в поступающей воде аэрационного резервуара на длительный срок остается ниже указанных значений, следует своевременно увеличить дозу азота и фосфора.

1.5. Токсичные вещества

Для конкретных сточных вод типы токсичных веществ обычно остаются неизменными, но содержание и колебания могут быть нестабильными. В дополнение к первичным мерам обработки, таким как гомогенизация, содержание токсичных веществ во входящей воде аэрационного резервуара должно контролироваться и мониториться.
После акклиматизации активного ила максимальный предел содержания токсичных веществ во входящей воде следует определять в зависимости от степени адаптации смешанного раствора к токсичным веществам во входящей воде и на основе опыта эксплуатации.
Если содержание токсичных веществ во входящей воде аэрационного резервуара на длительный срок превышает предельное значение, необходимо принять меры, такие как снижение водозабора, увеличение возвратного потока и улучшение эффективности аэрации, чтобы избежать негативного влияния на эффективность очистки из-за отравления микроорганизмов в смешанном растворе