I fanghi nella vasca di trattamento biologico diventavano fini e avevano scarse proprietà di sedimentazione, con numerosi batteri filamentosi visibili al microscopio. Il fosforo totale (TP) nell'effluente della vasca di decantazione secondaria superava lo standard, anche con un dosaggio elevato di agenti chimici per la rimozione del fosforo a valle. La schiuma nella vasca aerobica aveva un colore anomalo, i fanghi erano biancastri e la loro attività era bassa. Questi problemi spesso non derivano da un'aerazione inadeguata o da un controllo inadeguato dell'età dei fanghi, ma dal mondo microbico. Mantenere un equilibrio di nutrienti per la crescita microbica è fondamentale per garantire il funzionamento stabile ed efficiente del sistema di trattamento biologico.
In base all'esperienza, il rapporto ottimale dei nutrienti per la crescita e la riproduzione dei microrganismi aerobici è di circa BOD₅ : N : P=100 : 5 : 1. Deviare da questo rapporto causerà vari problemi.
1. Fonte di carbonio insufficiente
Ciò è comunemente riscontrato nelle seguenti fonti di afflusso, in particolare nelle acque reflue industriali con un'elevata percentuale di acque reflue industriali: come le acque reflue chimiche e farmaceutiche, che possono avere un contenuto estremamente basso di azoto e fosforo. Acque reflue municipali a basso-carbonio e alto-azoto-fosforo: in alcune aree, le acque reflue domestiche presentano basse concentrazioni di materia organica a causa delle misure di conservazione dell'acqua. Successive infiltrazioni di acqua piovana o freatica: diluiscono la materia organica nell'acqua non depurata.
Conseguenze: Bassa efficienza di rimozione dell'azoto: la denitrificazione richiede una fonte di carbonio come donatore di elettroni. Una fonte di carbonio insufficiente impedisce all'azoto nitrato (NO₃⁻-N) di essere ridotto in azoto gassoso, portando a un eccessivo azoto totale nell'effluente. Efficienza di rimozione del fosforo deteriorata: i batteri che accumulano polifosfati- necessitano di assorbire fonti di carbonio facilmente degradabili (VFA) per rilasciare fosforo durante la fase anaerobica. Una fonte di carbonio insufficiente riduce significativamente la loro successiva capacità di assorbimento aerobico del fosforo. Invecchiamento dei fanghi: i microrganismi sono sottoposti a respirazione endogena, che porta alla mineralizzazione dei fanghi, a fiocchi frammentati e a scarse prestazioni di sedimentazione.
2. Insufficienza di azoto
Trattamento di acque reflue ad alto-carbonio e basso-azoto: come le acque reflue provenienti dalla lavorazione degli alimenti, dalla produzione della birra e dalla raffinazione dello zucchero, dove la concentrazione di materia organica (BOD/COD) è elevata, ma l'azoto è relativamente insufficiente.
Conseguenze: deterioramento delle proprietà di sedimentazione dei fanghi: quando il carbonio è sufficiente ma l'azoto è insufficiente, i microrganismi sintetizzano quantità eccessive di sostanze colloidali polisaccaridiche a basso-azoto, causando un rigonfiamento dei fanghi ad alta-viscosità, aumentando il valore SVI e rendendo difficile la separazione dell'acqua dei fanghi-nel serbatoio di decantazione secondario. Diminuzione dell’efficienza del trattamento: i microrganismi non sono in grado di sintetizzare efficacemente enzimi e proteine, il loro metabolismo è ostacolato e la loro capacità di degradare la materia organica diminuisce. Problemi di formazione di schiuma: può favorire la crescita eccessiva di alcuni batteri filamentosi (come i batteri microfilamentosi), causando problemi di formazione di schiuma.
3. Insufficienza di fosforo
Relativamente raro, ma può verificarsi in alcune acque reflue industriali.
Conseguenze: Attività microbica inibita: il fosforo è fondamentale per la conversione dell'energia; La carenza di fosforo porta direttamente a una ridotta attività microbica e a un metabolismo rallentato. Scarsa flocculazione dei fanghi: influisce sulla normale divisione cellulare, determinando una struttura floccata sciolta e un effluente torbido.
Strategia operativa sul-sito
1. Quale fonte di carbonio dovrebbe essere scelta per l'integrazione?
Scelte comuni: acetato di sodio (SD), metanolo, glucosio, ecc.
Confronto: l'acetato di sodio reagisce rapidamente e viene spesso utilizzato in caso di emergenza; il metanolo è più economico ma presenta biotossicità e tempi di avvio- lenti; il glucosio è facilmente disponibile ma può causare l’accumulo di batteri filamentosi. Opzioni più recenti: l’utilizzo degli acidi grassi volatili (VFA) prodotti dalla fermentazione dei fanghi primari o dei rifiuti di cucina è un buon metodo per l’utilizzo delle risorse.
Dove dovrebbe essere aggiunto?
Utilizzato principalmente per una migliore rimozione dell'azoto, viene aggiunto all'estremità anteriore del serbatoio anossico.
Utilizzato per una migliore rimozione del fosforo, viene aggiunto all'estremità anteriore del serbatoio anaerobico.
2. Quale fonte di azoto dovrebbe essere scelta? Urea, ammoniaca, ecc. L'urea deve essere idrolizzata in azoto ammoniacale dai microrganismi prima di poter essere utilizzata.
Dove dovrebbe essere aggiunto?
Solitamente aggiunto all'ingresso del serbatoio anaerobico o anossico per garantire che i microrganismi possano ottenere azoto sufficiente nelle prime fasi di crescita.
3. Quale fonte di fosforo dovrebbe essere scelta? Fosfati solubili come acido fosforico e sodio fosfato monobasico.
Dove dovrebbe essere aggiunto? Similmente alla posizione per l'integrazione della fonte di azoto, viene aggiunto all'estremità anteriore del serbatoio di trattamento biologico.