Pārmērīgs kopējā fosfora daudzums notekūdeņos ir viena no satraucošākajām problēmām AAO sistēmās. Veicot problēmu novēršanu, cilvēki parasti apsver: vai oglekļa avots ir pietiekams? Vai dūņas ir labā stāvoklī? Vai jāpievieno fosfora noņemšanas ķimikālijas?
Visi šie norādījumi ir pareizi, taču ir viegli nepamanāms iemesls-ilgtermiņa-pārmērīgai vēdināšanai.
Nozarē ir izplatīts uzskats: jo lielāka ir aerācija un augstāks izšķīdušā skābekļa līmenis (DO), jo enerģiskāka ir aerobā fosfora uzņemšana un stabilāka fosfora noņemšanas sistēma. Tas tā nav,{1}}pārmērīga aerācija var mierīgi vājināt bioloģiskās fosfora atdalīšanas efektivitāti, padarot to par "neredzamu slepkavu". Tas neizraisīs sistēmas tūlītēju sabrukumu, bet pakāpeniski vājinās polifosfātu{3} akumulējošo baktēriju "vitalitāti", kas galu galā novedīs pie īpaši mulsinošas parādības: anaerobā sadaļa ir normāla, bet kopējais fosfora daudzums notekūdeņos turpina pārsniegt standartu.
I. Kas īsti ir bioloģiskā fosfora atdalīšana?
AAO process ir balstīts uz baktēriju veidu, ko sauc par polifosfātu{0}}, kas uzkrājas fosfora noņemšanai. Tie veic divus mainīgus procesus anaerobā un aerobā vidē:
Anaerobā stadija: polifosfātu{0}}akumulējošās baktērijas (PAB) vispirms savās šūnās sadala polifosfātus, izlaižot fosfātus ūdenī un iegūstot enerģiju. Pēc tam viņi izmanto šo enerģiju, lai absorbētu īsas -ķēdes taukskābes (piemēram, etiķskābi) no notekūdeņiem, pārvēršot tās par PHB uzglabāšanai.
Aerobā stadija: PPB sadala PHB savās šūnās, lai iegūtu enerģiju. Pēc tam viņi izmanto šo enerģiju, lai absorbētu lielu daudzumu fosfātu no ūdens, sintezējot polifosfātus un atkal uzglabājot tos savās šūnās.
Visbeidzot, fosfora atdalīšana tiek panākta, noņemot dūņas: ar fosforu{0}}bagāti PPB tiek izvadīti no sistēmas, izvadot liekās dūņas, tādējādi izvadot fosforu no ūdens.
Visa procesa galvenais punkts ir skaidrs: anaerobajā stadijā sintezētais PHB daudzums tieši nosaka fosfora daudzumu, ko var absorbēt aerobā stadijā. Pietiekamas PHB rezerves nodrošina pietiekamu fosfora uzsūkšanos; nepietiekamas PHB rezerves samazina fosfora absorbcijas spēju.
II. Ko iznīcina pārmērīga aerācija?
Normālos aerācijas apstākļos izšķīdušais skābeklis aerobajā tvertnē tiek uzturēts saprātīgā diapazonā. PPB patērēs PHB pēc vajadzības, piešķirot prioritāti tā izmantošanai fosfora absorbcijai, tādējādi nodrošinot stabilu fosfora atdalīšanu.
Tomēr problēmas rodas, ja aerācija ir pārmērīga un izšķīdušā skābekļa līmenis aerobajā zonā joprojām ir augsts: ja izšķīdušā skābekļa līmenis ir pārāk augsts, polifosfātu{0}}akumulējošās baktērijas (PAB) ne tikai izmanto PHB, lai absorbētu fosforu, bet arī patērē lielu daudzumu PHB, lai "uzturētu savu pamata vielmaiņu". Šī ir visgrūtākā parādība, kas novērota vietnē-: fosfora izdalīšanās anaerobajā zonā ir pilnīgi normāla, bet kopējais fosfora daudzums notekūdeņos nesamazināsies.
Iemesls patiesībā nav sarežģīts: "pārtikas uzglabāšanas" process anaerobajā zonā netiek ietekmēts, bet aerobajā zonā PPA PHB tiek pārmērīgi patērēti, atstājot nepietiekamu enerģiju liela mēroga -fosfora absorbcijai. Nespējot absorbēt fosforu no ūdens, daži PPA pat atbrīvos fosforu apgrieztā procesā, galu galā izraisot pārmērīgu fosfātu līmeni notekūdeņos.
III. Reāls gadījums: nekontrolēta aerācija, krītoša fosfora noņemšanas efektivitāte
Vietnes mērījumu datu kopums skaidri parāda problēmu: notekūdeņu attīrīšanas iekārtā aerobās tvertnes priekšējā galā DO tika kontrolēts aptuveni 2 mg/L (saprātīgā diapazonā), bet beigās nebija īpašas kontroles, un pārmērīga aerācija izraisīja DO beigās virs 5 mg/l.
Rezultātā sistēmas fosfora atdalīšanas spēja strauji pasliktinājās: Izplūdes fosfātu līmenis paaugstinājās no normālas 0,37 mg/L līdz 5,7 mg/L; bioloģiskā fosfora atdalīšanas ātrums strauji samazinājās, gandrīz pilnībā neizdodas.
Vēlāk apkopes personāls stabilizēja izšķīdušo skābekli (DO) visā aerobajā tvertnē pie 2-3 mg/l, un sistēma lēnām atjaunojās. Pēc aptuveni divu nedēļu stabilas darbības fosfora līmenis notekūdeņos samazinājās līdz 0,89 mg/l, un fosfora atdalīšanas efektivitāte atgriezās projektētajā vērtībā.
Fosfora atdalīšanas degradāciju, ko izraisa pārmērīga aerācija, nevar novērst uzreiz pēc parametru pielāgošanas.
Ja PHB tiek patērēts pārmērīgi, polifosfātu{0}}akumulējošās baktērijas nonāk "endogēnās elpošanas" stāvoklī,{1}}tās sāk sadalīt savu šūnu materiālu, lai izdzīvotu, kaitējot baktēriju kopienas vispārējai aktivitātei. Lai atjaunotu stabilu fosfora atdalīšanas spēju, sistēmai ir nepieciešams pietiekami daudz laika, lai polifosfātu{4}}akumulējošās baktērijas varētu vairoties un atkārtoti uzkrāt PHB. Šis process parasti ilgst no vairākām dienām līdz vairākām nedēļām atkarībā no bojājuma apjoma. Tas ir arī galvenais iemesls, kāpēc daudzi augi neredz rezultātus pēc aerācijas pielāgošanas-nevis tāpēc, ka pielāgojumi ir nepareizi, bet gan tāpēc, ka nav piemērots laiks.
IV. Šīs 3 situācijas, visticamāk, izraisīs nepamanītu pār{2}}aerāciju
1. Lietainas dienas vai zema{1}}slodze: kad līst lietus vai rūpniecisko notekūdeņu daudzums ir mazāks nekā parasti, organisko vielu koncentrācija ieplūdē ievērojami samazinās. Dūņas patērē mazāk skābekļa, tāpēc arī nepieciešamais skābekļa līmenis ir zemāks. Ja aerācijas ātrums paliek nemainīgs, skābeklis netiks izmantots, izraisot nepārtrauktu izšķīdušā skābekļa (DO) pieaugumu un izsīkinot polifosfātu{4}}akumulējošo baktēriju PHB. Ja aerācijas ātrums netiek koriģēts uzreiz pēc ieplūdes slodzes samazināšanās un augsta aerācija tiek uzturēta ilgu laiku, šī "viršanas vardes" pārmērīgā aerācijas ietekme ir vismānīgākā. Fosfora atdalīšanas efektivitāte var lēnām samazināties vairāku mēnešu laikā, līdz tā pēkšņi pārsniedz standartu.
2. Koncentrēšanās tikai uz priekšējo daļu, novārtā aizmugures daļa: daudzas iekārtas uzstāda DO zondes tikai aerobikas tvertnes priekšpusē. Viņi jūtas pārliecināti, kad DO priekšējā galā šķiet normāls, bet aizmugures nodalījumos bieži notiek pārmērīga{2}}aerācija. Patiesībā, ja kopējais aerācijas ātrums ir pārāk augsts, aerobikas tvertnes aizmugurējā daļa, visticamāk, ir augsta, un tur ir arī vieta, kur PHB ir "beidzot izsmelts".
V. Praktiski ieteikumi
1. Mainiet ieradumu "jo augstāka aerācija, jo labāk"
Ieteicamais izšķīdušā skābekļa (DO) līmenis aerobā tvertnē ir no 2 līdz 3 mg/l, un ilgstoši nedrīkst pārsniegt 4 mg/l. Pievērsiet īpašu uzmanību izšķīdušajam skābeklim aerobikas tvertnes galā, nevis tikai augšpuses līmenī.
2. Proaktīvi samaziniet aerāciju zemas-slodzes periodos
Lietus vai zemas ieplūdes koncentrācijas gadījumā nekavējoties samaziniet aerācijas ātrumu, lai saglabātu polifosfātu{0}}akumulējošo baktēriju PHB rezerves.
3. Pārmērīga kopējā fosfora noteikšanai izmantojiet alternatīvu pieeju
Ja fosfora izdalīšanās anaerobajā stadijā ir normāla, bet izplūdes fosfora līmenis joprojām ir augsts, pārbaudiet, vai nav pārmērīgas aerācijas. Pārbaudiet arī sekundārās sedimentācijas tvertnes aiztures laiku, DO, ko pārnes reflukss, pārmērīgu nitrātu slāpekli un pietiekamu dūņu izplūdi. Nepievienojiet uzreiz lielu daudzumu fosfora noņemšanas ķimikāliju,{2}}tas palielina izmaksas un var maskēt patieso problēmu.
4. Esiet pacietīgs pēc DO pielāgošanas
Kad esat pārliecinājies, ka pārmērīga aerācija izraisa fosfora noņemšanas pasliktināšanos, samaziniet DO līmeni un ļaujiet sistēmai kādu laiku darboties. Bieža parametru korekcija faktiski var atkārtoti šokēt baktēriju kopienu, palēninot tās atjaunošanos.
5. Novērsiet "skābekļa atpakaļplūsmu". Ja augsts -DO ūdens no aerobās tvertnes nokļūst anaerobajā vai anoksiskajā tvertnē, izmantojot dūņu recirkulāciju vai jaukta šķidruma recirkulāciju, tas izjauks anaerobo vidi un tieši ietekmēs PHB sintēzi ar polifosfātu{2}}akumulācijas baktērijām. Ideālā gadījumā recirkulācijas sistēmai vajadzētu būt ar anoksisku buferzonu vai kontrolēt recirkulācijas attiecību, lai samazinātu skābekļa ievadīšanu.
Galu galā AAO bioloģiskās fosfora atdalīšanas atslēga nav krasi palielināt aerāciju vai vienkārši pievienot oglekļa avotus, bet gan uzturēt līdzsvaru PHB "enerģijas kontā" polifosfātu{0}}akumulējošām baktērijām.
Nepietiekama aerācija izraisa nepietiekamu fosfora uzņemšanu; pārmērīga aerācija priekšlaicīgi noārda polifosfātu{0}}, uzkrājot baktēriju "nogulsnes", būtiski samazinot vai pat izslēdzot bioloģiskā fosfora atdalīšanas efektivitāti. Ekspluatācijai un apkopei vissvarīgākais ir kontrolēt izšķīdušo skābekli aerobā tvertnē. Ja kopējais fosfora līmenis pārsniedz standartu, vairāku slāņu apsveršana un papildu mērījumu veikšana bieži vien ir efektīvāka nekā akla parametru pielāgošana vai ķīmisko vielu pievienošana.
Piezīme. PHB ir saīsinājums no poli- -hidroksisviestskābes, kas ir polifosfāta baktēriju enerģijas uzkrāšanas viela.