Teplota
Teplota hraje v biologickém kultivačním procesu zásadní roli. V současné době, ačkoli tento projekt čištění odpadních vod ještě nedosáhl přesné kontroly teploty biologického systému, měření a analýza teploty v každém biologickém reakčním systému a každé provozní fázi stále poskytuje vodítko pro proces aklimatizace a kultivace biologického kalu. Poskytuje základ pro vysvětlení různých jevů během procesu biologické kultivace a pomáhá managementu a operátorům správně a včas rozhodovat o provozu a řízení systému.
Teplota významně ovlivňuje úroveň aktivity mikroorganismů v aktivovaném kalu (včetně anaerobních, fakultativních a aerobních procesů) a ovlivňuje také faktory jako rozpuštěný kyslík a rychlost provzdušňování a také rychlost biologických reakcí.
Různé typy mikroorganismů rostou v různých teplotních rozmezích, přibližně 5 až 80 stupňů. V tomto teplotním rozmezí je lze rozdělit na minimální růstovou teplotu, maximální růstovou teplotu a optimální růstovou teplotu. Na základě teplotního rozsahu, kterému se mikroorganismy přizpůsobují, je lze rozdělit do tří kategorií: mezofilní, termofilní a chirfilní.
Mezofilní mikroorganismy rostou při teplotách od 20 stupňů do 45 stupňů, psychrofilní mikroorganismy rostou pod 20 stupňů a termofilní mikroorganismy rostou nad 45 stupňů. V aerobním biologickém čištění odpadních vod dominují mezofilní bakterie s optimální teplotou růstu a rozmnožování 20 až 37 stupňů. Když teplota překročí maximální růstovou teplotu, proteiny mikroorganismů rychle denaturují a jejich enzymatické systémy jsou zničeny, což má za následek ztrátu aktivity; v těžkých případech mohou mikroorganismy zemřít. Nízké teploty snižují metabolickou aktivitu mikroorganismů, což vede ke stavu zastavení růstu a reprodukce, i když si stále zachovávají svou vitalitu.
Při anaerobním biologickém čištění je optimální teplotní rozsah pro mezofilní methanogeny mezi 20 až 40 stupni, zatímco pro termofilní bakterie je to 50 až 60 stupňů. Anaerobní biologické čištění běžně používá teploty 33 až 38 stupňů a 50 až 57 stupňů.
Hodnota pH
Různé mikroorganismy mají různé rozsahy tolerance pH. Například bakterie, aktinomycety, řasy a prvoci mají rozsah tolerance pH 4 až 10. Většině bakterií se daří v neutrálním až mírně alkalickém prostředí (pH 6,5–7,5); síru-oxidující bakterie preferují kyselá prostředí s optimálním pH 3, ale mohou žít i v prostředí s pH 1,5; kvasinky a plísně vyžadují kyselé nebo mírně kyselé prostředí s optimálním pH 3,0–6,0 a mohou se přizpůsobit rozmezí pH 1,5–10. Udržování optimálního rozsahu pH je klíčové v procesech biologického čištění odpadních vod.
Například při použití procesu s aktivovaným kalem k čištění odpadních vod, pokud pH směsného louhu v provzdušňovací nádrži dosáhne 9,0, prvoky se změní z aktivních na pomalé, lepkavé látky v bakteriálních vločkách se rozpadnou, struktura aktivovaného kalu se poškodí a účinnost čištění se výrazně sníží. Při náhlém poklesu pH přítoku se směsná louh v aerační nádrži okyselí, změní se i struktura aktivovaného kalu a v sekundární sedimentační nádrži se objeví velké množství plovoucího kalu. Dobře-kultivované a vyspělé biologické systémy mají silnou odolnost vůči nárazovému zatížení. Významné kolísání pH však může ovlivnit účinnost reaktoru a dokonce způsobit mikrobiální toxicitu, což vede k selhání reaktoru. Je to proto, že změny pH mohou změnit náboj buněk, což má dopad na absorpci živin a aktivitu enzymů v mikrobiálním metabolismu.
Proto je při čištění odpadních vod pomocí biologických systémů klíčové poskytnout mikroorganismům optimální rozsah pH, aby byl zajištěn optimální provoz.
Chemická spotřeba kyslíku (CHSK)
Testování CHSK přísně dodržuje národní standardy pro analýzu kvality odpadních vod. CHSK je množství kyslíku spotřebovaného, když chemické oxidanty oxidují organické znečišťující látky ve vodě, vyjádřené v mg/l. Vyšší CHSK znamená vyšší hladinu organických znečišťujících látek ve vodě. Mezi běžně používané oxidanty patří dichroman draselný a manganistan draselný. Když se jako oxidant použije manganistan draselný, naměřená hodnota se nazývá CHSKMn nebo jednoduše OC. Pokud se jako oxidant použije dichroman draselný, naměřená hodnota se nazývá CHSKCr nebo jednoduše CHSK. Pokud je složení organické hmoty v odpadních vodách relativně stabilní, existuje určitý proporcionální vztah mezi chemickou spotřebou kyslíku (CHSK) a biochemickou spotřebou kyslíku (BSK). Obecně řečeno, rozdíl mezi CHSK dichromanu draselného a BSK prvního-stadia lze zhruba vyjádřit jako organickou hmotu, kterou aerobní mikroorganismy nemohou rozložit.
Testování a analýza CHSK je důležitou součástí uvádění do provozu a provozu čištění odpadních vod. Na jedné straně pomáhá porozumět podmínkám přítoku a odtoku každé čistící jednotky v toku procesu, zajišťuje stabilní přítok a zabraňuje velkým výkyvům a dopadům na systém. Na druhé straně pozorováním změn CHSK v přítoku a odtoku před a po každé čistící jednotce pomáhá porozumět léčebnému efektu a účinnosti jednotky. Jeho důležité funkce lze shrnout do následujících tří bodů:
1. Poskytování podrobných koncentrací na přítoku a odtoku, umožňující řídícímu personálu odpovídajícím způsobem upravovat provozní podmínky na základě změn koncentrace a zajišťovat normální a stabilní provoz systému čištění odpadních vod;
2. jako důležitý technický ukazatel odrážející provozní stav a účinnost čištění každé čistící jednotky;
3. Poskytování základu pro analýzu, úsudek a rozumné vysvětlení různých jevů a abnormalit vyskytujících se v celém systému.