Temperatūra
Temperatūrai ir izšķiroša nozīme bioloģiskās audzēšanas procesā. Patlaban, lai gan šajā notekūdeņu attīrīšanas projektā vēl nav panākta precīza bioloģiskās sistēmas temperatūras kontrole, temperatūras mērīšana un analīze katrā bioloģiskās reakcijas sistēmā un katrā darbības posmā joprojām sniedz norādījumus bioloģisko dūņu aklimatizācijas un kultivēšanas procesam. Tas nodrošina pamatu dažādu parādību skaidrošanai bioloģiskās audzēšanas procesā un palīdz vadībai un operatoriem pieņemt pareizus un savlaicīgus spriedumus par sistēmas darbību un vadību.
Temperatūra būtiski ietekmē mikroorganismu aktivitātes līmeni aktīvajās dūņās (ieskaitot anaerobos, fakultatīvos un aerobos procesus), kā arī ietekmē tādus faktorus kā izšķīdušais skābeklis un aerācijas ātrums, kā arī bioloģisko reakciju ātrumu.
Dažādu veidu mikroorganismi aug dažādos temperatūras diapazonos, aptuveni no 5 grādiem līdz 80 grādiem. Šajā temperatūras diapazonā tos var iedalīt minimālajā augšanas temperatūrā, maksimālā augšanas temperatūrā un optimālā augšanas temperatūrā. Pamatojoties uz temperatūras diapazonu, kuram mikroorganismi pielāgojas, tos var iedalīt trīs kategorijās: mezofilos, termofīlos un čirfilos.
Mezofīlie mikroorganismi aug temperatūrā no 20 grādiem līdz 45 grādiem, psihrofilie mikroorganismi aug zem 20 grādiem, un termofīlie mikroorganismi aug virs 45 grādiem. Aerobajā bioloģiskajā notekūdeņu attīrīšanā dominē mezofīlās baktērijas ar optimālu augšanas un vairošanās temperatūru no 20 līdz 37 grādiem. Temperatūrai pārsniedzot maksimālo augšanas temperatūru, mikroorganismu olbaltumvielas strauji denaturējas, un to enzīmu sistēmas tiek iznīcinātas, kā rezultātā tiek zaudēta aktivitāte; smagos gadījumos mikroorganismi var nomirt. Zema temperatūra samazina mikroorganismu vielmaiņas aktivitāti, izraisot augšanas un vairošanās pārtraukšanas stāvokli, lai gan tie joprojām saglabā savu vitalitāti.
Anaerobajā bioloģiskajā apstrādē optimālais temperatūras diapazons mezofilajiem metanogēniem ir no 20 līdz 40 grādiem, savukārt termofīlajām baktērijām tas ir no 50 līdz 60 grādiem. Anaerobā bioloģiskā apstrāde parasti izmanto temperatūru no 33 līdz 38 grādiem un no 50 līdz 57 grādiem.
pH vērtība
Dažādiem mikroorganismiem ir atšķirīgs pH tolerances diapazons. Piemēram, baktērijām, aktinomicetēm, aļģēm un vienšūņiem pH tolerances diapazons ir no 4 līdz 10. Lielākā daļa baktēriju plaukst neitrālā vai viegli sārmainā vidē (pH 6,5–7,5); sēra -oksidējošās baktērijas dod priekšroku skābai videi, kuras optimālais pH ir 3, bet var dzīvot arī vidē ar pH 1,5; raugiem un pelējuma sēnītēm nepieciešama skāba vai viegli skāba vide ar optimālo pH 3,0–6,0, un tie var pielāgoties pH diapazonam no 1,5–10. Bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas procesos ir ļoti svarīgi saglabāt optimālo pH diapazonu.
Piemēram, notekūdeņu attīrīšanai izmantojot aktīvo dūņu procesu, ja jauktā šķīduma pH aerācijas tvertnē sasniegs 9,0, vienšūņi mainīsies no aktīviem uz gausiem, lipīgās vielas baktēriju flokās sadalīsies, tiks bojāta aktīvo dūņu struktūra un ievērojami samazināsies attīrīšanas efektivitāte. Ja ieplūstošā pH pēkšņi pazeminās, jauktais šķidrums aerācijas tvertnē kļūst skābs, mainīsies arī aktīvo dūņu struktūra, un sekundārajā sedimentācijas tvertnē parādīsies liels daudzums peldošu dūņu. Labi-koptām un nobriedušām bioloģiskajām sistēmām ir spēcīga izturība pret triecienslodzēm. Tomēr ievērojamas pH svārstības var ietekmēt reaktora efektivitāti un pat izraisīt mikrobu toksicitāti, izraisot reaktora atteici. Tas ir tāpēc, ka pH izmaiņas var mainīt šūnu lādiņu, ietekmējot barības vielu uzsūkšanos un enzīmu aktivitāti mikrobu metabolismā.
Tāpēc notekūdeņu attīrīšanā, izmantojot bioloģiskās sistēmas, ir ļoti svarīgi nodrošināt mikroorganismus ar optimālu pH diapazonu, lai nodrošinātu optimālu darbību.
Ķīmiskais skābekļa pieprasījums (ĶSP)
ĶSP testēšana stingri ievēro valsts notekūdeņu kvalitātes analīzes standartus. ĶSP ir skābekļa daudzums, kas patērēts, ķīmiskajiem oksidētājiem oksidējot organiskos piesārņotājus ūdenī, izteikts mg/l. Augstāks ĶSP norāda uz augstāku organisko piesārņotāju līmeni ūdenī. Parasti izmantotie oksidētāji ir kālija dihromāts un kālija permanganāts. Ja kālija permanganātu izmanto kā oksidētāju, izmērīto vērtību sauc par CODMn vai vienkārši OC. Ja kālija dihromātu izmanto kā oksidētāju, izmērīto vērtību sauc par CODCr vai vienkārši COD. Ja notekūdeņu organisko vielu sastāvs ir relatīvi stabils, pastāv zināma proporcionāla attiecība starp ķīmisko skābekļa patēriņu (ĶSP) un bioķīmisko skābekļa patēriņu (BOD). Vispārīgi runājot, atšķirību starp kālija dihromāta ĶSP un pirmās -posma BSP var aptuveni attēlot kā organisko vielu, ko nevar sadalīt aerobi mikroorganismi.
ĶSP testēšana un analīze ir svarīga notekūdeņu attīrīšanas nodošanas ekspluatācijā un ekspluatācijas sastāvdaļa. No vienas puses, tas palīdz izprast katras attīrīšanas iekārtas pieplūdes un notekūdeņu apstākļus procesa plūsmā, nodrošinot stabilu ieplūdi un novēršot lielas svārstības un sistēmas ietekmi. Savukārt, novērojot ĶSP izmaiņas ieplūdes un notekūdeņos pirms un pēc katras attīrīšanas vienības, tas palīdz izprast iekārtas attīrīšanas efektu un efektivitāti. Tās svarīgās funkcijas var apkopot šādos trīs punktos:
1. Detalizētas pieplūdes un notekūdeņu koncentrācijas nodrošināšana, dodot iespēju vadības personālam atbilstoši pielāgot darbības apstākļus, pamatojoties uz koncentrācijas izmaiņām, nodrošinot normālu un stabilu notekūdeņu attīrīšanas sistēmas darbību;
2. Kā svarīgs tehniskais rādītājs, kas atspoguļo katras attīrīšanas vienības darbības stāvokli un attīrīšanas efektivitāti;
3. Pamata nodrošināšana dažādu parādību un anomāliju, kas notiek visā sistēmā, analīzei, spriedumam un saprātīgam skaidrojumam.