Už žádné obavy z provozu systémů biologického čištění odpadních vod!
Proces aktivovaného kalu hraje klíčovou roli při čištění odpadních vod a byl rozsáhle studován doma i v zahraničí. Sledování biologické fáze aktivovaného kalu během čištění odpadních vod a analýza změn v biologickém společenství mají významný orientační význam pro dlouhodobý-normální provoz systémů čištění odpadních vod.
Tento článek představuje metody pro pozorování biologické fáze v procesu aktivovaného kalu a pojednává o jeho indikativní roli v čištění odpadních vod, poskytuje návod pro efektivní provoz a řízení systémů čištění odpadních vod.
Proč může biologická fáze odrážet stav systému odpadních vod?
Princip spočívá v tom, že mikroorganismy, prvoci a metazoa v aktivovaném kalu oxidují a rozkládají organickou hmotu v odpadních vodách za podmínek provzdušňování na CO2 a H2O. Některé anorganické látky, jako je PO43-, NH3 a H2S, se rozkládají a energie vzniklá při tomto procesu se využívá k růstu a reprodukci samotných mikroorganismů.
Při nepřetržitém přítoku odpadních vod biologická fáze v odpadní vodě neustále roste a reprodukuje se, až nakonec vytvoří relativně stabilní ekosystém s určitými degradačními funkcemi.
Vytvoření tohoto stabilního ekosystému těží z příznivého růstového prostředí pro biologické fáze, včetně teploty, pH, organické zátěže, koncentrace antibiotik a dodávky kyslíku. Při změně řídících faktorů v systému čištění odpadních vod se odpovídajícím způsobem mění i typy, množství a aktivní funkce různých biologických fází v aktivovaném kalu.
Změny biologické fáze aktivovaného kalu v čistírně do určité míry odrážejí kvalitu a stav provozu čistírny odpadních vod.
Proto pozorováním změn množství biologických fází a aktivovaného kalu v systému čištění odpadních vod dokážeme porozumět provoznímu stavu a kvalitě systému čištění a včas upravit provozní podmínky tak, aby se biologická fáze změnila a zajistila tak pokračování normálního provozu systému čištění. V současné době je pozorování biologické fáze v systémech čištění odpadních vod široce používáno v oblasti úpravy vody.
Metody pozorování biologické fáze aktivovaného kalu
Výkon usazování aktivovaného kalu
Vezměte čerstvý aktivovaný kal, umístěte jej do 100 ml odměrného válce, nechte po určitou dobu odstát a pečlivě sledujte rychlost usazování kalu, zda je čisté rozhraní kalu{1}}s vodou a zda je supernatant průhledný atd.
Pozorování biologické fáze aktivovaného kalu
Před pozorováním vzorek důkladně promíchejte. Pomocí kvantitativní pipety- o velkém průměru (zajišťující snadný přístup k aktivovanému kalu) napipetujte 0,05 ml vzorku na podložní sklíčko, přikryjte krycím sklíčkem a pozorujte pod mikroskopem. Nejprve pozorujte při 100násobném zvětšení, prozkoumejte celé zorné pole, abyste získali předběžné pochopení biologické fáze vzorku, včetně stavu vloček, velikosti částic, zhutnění a pozorovaných populací prvoků a metazoí.
Identifikujte největší organismy v biologické fázi, protože ty do značné míry ukazují dobu zdržení kalu. Pokud je pozorování při 100násobném zvětšení nedostatečné, použijte 400násobné zvětšení. Obzvláště důležité jsou náustky, pozice a počty bičíkového připojení, vzory ciliárního ciliárního připojení a růst vláknitých hub; ty vyžadují pro jasné pozorování zvětšení 400x nebo vyšší.
Orientační role pozorování biologické fáze aktivovaného kalu
Struktura aktivovaného kalu
Různé fyzikální a biologické vlastnosti aktivovaného kalu objektivně odrážejí provozní stav procesu čištění odpadních vod.
Pokud se během pozorování zjistí, že vločky aktivovaného kalu jsou velké, s jasnými okraji a hustou strukturou, vykazují dobré adsorpční a usazovací vlastnosti, znamená to, že systém čištění odpadních vod funguje dobře a může účinně oddělit kal a vodu v následných procesech čištění, což vede k dobré kvalitě odpadních vod.
Pozorujte vodu mezi vločkami, zda neobsahují suspendované pevné látky (SS). Vyšší koncentrace SS ukazuje na velké množství nerozpuštěných látek v odpadní vodě. Při poruše čistícího systému se struktura kalu uvolní, vločky se zmenšují a objevuje se velké množství prvoků a metazoí, včetně paramecia, fazolových- červů, nefrotických červů, améb a trichomon. To ukazuje na špatnou účinnost usazování kalu a neúčinnou separaci-vody kalu, což ovlivňuje kvalitu odpadních vod.
Indikace biologické fáze
(1) Orientační úloha prvoků a metazoí
Indikace zatížení:
V normálně fungujícím aktivovaném kalu zůstává biologická fáze relativně stabilní, přičemž prvoky sestávají hlavně z druhů jako Entomopathia, Vorticostella a Rotifers. Objeví-li se vyšší metazoa, jako je medvěd-podobný hmyz a berušky, znamená to, že přítok odpadních vod je nízký. Když čistící systém pracuje dlouhou dobu při nízké zátěži a stárne, objeví se mikrometazoa, jako jsou vířníci a háďátka.
V této době by se mělo zvýšit zatížení kalem. Když je počet prvoků v aktivovaném kalu výrazně snížen ve srovnání s normálním stavem a někteří prvoki, jako jsou mrchožrouti, kteří se objevují v podmínkách nízké zátěže, zmizí a neobjeví se žádná metazoa, znamená to, že zatížení přítokem je příliš vysoké a dominantní jsou améby a někteří malí bičíkovci [2]. V tomto okamžiku by měla být přijata opatření, jako je snížení přítoku odpadních vod a snížení vypouštění kalu, aby se snížilo zatížení kalem a udržoval se normální provoz systému.
Indikátor rozpuštěného kyslíku:
Když je rozpuštěný kyslík v aktivovaném kalu nedostatečný, často se objevují prvoci jako Atorva, sirné bakterie, štíři a neoformace. Zároveň se při vysoké zátěži a nedostatečném provzdušňování objevuje velké množství malých bičíkatců. V tomto okamžiku by měla být přijata opatření, jako je zvýšení provzdušňování, aby se zvýšil rozpuštěný kyslík. Když je rozpuštěný kyslík vysoký, často se objevují organismy, jako jsou améby, sarkodaktylus a vířníci. V této době by měla být přijata opatření, jako je snížení provzdušňování a zvýšení poměru návratnosti kalu, aby se zvýšila koncentrace kalu a snížilo zatížení kalem.
Indikace pH odpadní vody:
Když je odpadní voda vysoce alkalická, často dochází k jevům, jako je zakalený odpad, rozpad aktivovaného kalu, úhyn a rozpad prvoků a snížená účinnost čištění. Kyselina by měla být přidána včas, aby se neutralizovala. Při příliš silné kyselosti má nádrž na čištění aktivovaného kalu často kyselý zápach, snižuje se účinnost čištění a snižuje se aktivita různých biologických fází. V tomto okamžiku by měla být včas přidána alkálie, aby se upravila.
(2) Orientační role změn ve velikosti populace stejného organismu
Za normálních provozních podmínek systém čištění odpadních vod udržuje relativně stabilní množství a rozmanitost organismů. Naopak, když typy a množství organismů výrazně kolísají, znamená to, že prostředí systému čištění odpadních vod prochází odpovídajícími změnami.
Objeví-li se v kalu velké množství vláknitých bakterií, znamená to, že kal již narostl nebo se chystá nakynout. Patří mezi ně bakterie jako *Sphaerocephala*, *Thiobacillus benziii*, *Nocardia* a plísně. Měla by být okamžitě přijata příslušná opatření k zamezení růstu vláknitých bakterií, k úpravě různých podmínek úpravy systému a udržení stabilního provozu systému úpravy.
Když je struktura vloček uvolněná, malé vločky se stávají potravou pro určité vířníky. S dostatkem potravy se vířníci přemnoží. V tomto případě kal stárne a měla by být přijata vhodná opatření pro likvidaci kalu, aby se eliminovaly škody způsobené stárnutím kalu na efektu úpravy vody. Prvoci a některá mikro-zvířata jsou na toxiny citlivější než toxiny samotné. V aktivovaném kalu jsou důležitým indikátorem stínící vlákna. Když tohoto typu kalu rychle ubývá, svědčí to o přítomnosti toxických látek v odpadní vodě. Vyžaduje včasnou předúpravu.
Shrnutí
Aktivovaný kal je relativně stabilní ekosystém s určitou degradační funkcí. Vytvoření tohoto stabilního ekosystému těží z příznivého růstového prostředí pro biologickou komunitu. Když se změní podmínky prostředí v systému čištění odpadních vod, změní se i odpovídající biologické společenství. Změny v biologickém společenství do určité míry odrážejí kvalitu a stav systému čištění odpadních vod.
Při provozu a řízení systémů čištění odpadních vod lze provozní stav systému studovat sledováním změn biologické fáze aktivovaného kalu. To umožňuje včasnou identifikaci problémů a realizaci opatření k zajištění nepřetržitého a stabilního provozu. Biologická fáze aktivovaného kalu se však v různých regionech a čistírnách odpadních vod výrazně liší v důsledku rozdílů v kvalitě vody, procesech čištění a typech odpadních vod.
Proto je v praxi nezbytné zvážit konkrétní okolnosti a ve vhodných případech studovat vztah mezi změnami kvality vody a biologickými fázovými změnami. Sledování těchto změn lépe nasměruje provoz a řízení čistíren odpadních vod.