Anàlisi de les causes de l'envelliment dels fangs activats a l'hivern

Quan els fangs de la piscina bioquímica envelleixen a l'hivern, normalment podem veure un gran nombre de bombolles groguenques, rugoses i enganxoses a la superfície de la piscina bioquímica. En aquest moment, si la nostra concentració de fangs és relativament alta i no es prenen les mesures corresponents, la situació continuarà deteriorant-se i s'acumularà un gran nombre de bombolles i es tornaran cada cop més espesses.

Els flocs de fang SV30 són de color fosc i el sobrenedant és tèrbol i borrós.

Hi ha moltes raons per a l'envelliment dels fangs, i la composició del material que es forma a la superfície de la piscina després de l'envelliment també és relativament complexa.

1. Relació aliment-micro insuficient: quan el contingut de matèria orgànica a les aigües residuals és relativament petit i no pot satisfer l'energia i les substàncies necessàries per al creixement i el metabolisme normals dels microorganismes, els microorganismes estaran en un estat de deficiència de nutrients. Això afectarà la seva síntesi cel·lular, l'activitat enzimàtica i diverses funcions fisiològiques, donant lloc a un creixement lent dels microorganismes, una disminució de la capacitat metabòlica i, finalment, a l'envelliment dels fangs.

2. Oxigen dissolt excessiu: els nivells excessius d'oxigen dissolt poden superar les necessitats dels microorganismes i desencadenar reaccions d'oxidació excessives. Això destruirà l'equilibri antioxidant de les cèl·lules, causarà danys cel·lulars i afectarà el metabolisme normal i el mecanisme de regulació del creixement dels microorganismes. Si els microorganismes es troben en aquest estat durant molt de temps, són propensos a l'envelliment.

3. L'edat dels fangs és massa llarga: un temps de retenció de fangs massa llarg significa que els microorganismes sobreviuen al sistema durant massa temps. A mesura que passa el temps, la proporció de microorganismes que envelleixen i moren gradualment augmenta, la funció cel·lular disminueix i la descomposició i la capacitat metabòlica disminueixen, donant lloc a una disminució de l'activitat global dels fangs i l'envelliment.

4. Desequilibri en la proporció de nutrients: quan la proporció de nutrients com el nitrogen i el fòsfor està desequilibrada, es veuran alterats processos fisiològics clau com la síntesi de proteïnes i el metabolisme dels àcids nucleics dels microorganismes. Per exemple, la deficiència de nitrogen pot limitar el creixement i la reproducció dels microorganismes, mentre que el fòsfor insuficient pot afectar la transferència d'energia i la integritat de l'estructura cel·lular, afectant així les activitats fisiològiques normals dels microorganismes i accelerant l'envelliment dels fangs.

5. Temperatura de l'aigua inadequada: una temperatura massa alta de l'aigua pot provocar que els enzims dels microorganismes es desnaturalitzin i s'inactivin, afectant el metabolisme normal i el creixement de les cèl·lules; una temperatura massa baixa de l'aigua conduirà a una reducció de l'activitat enzimàtica i alentirà el creixement i el metabolisme dels microorganismes. Aquests destruiran l'equilibri fisiològic normal dels microorganismes, impedint que aquests puguin dur a terme eficaçment la conversió de materials i la transferència d'energia, i acceleraran l'envelliment dels fangs.

6. Entren substàncies tòxiques i nocives: Si hi ha substàncies tòxiques i nocives com metalls pesants i verins orgànics a les aigües residuals, poden combinar-se amb macromolècules com proteïnes i àcids nucleics de les cèl·lules microbianes, interferint en l'estructura i funció normals de les cèl·lules. Això inhibirà el metabolisme dels microorganismes com la respiració, la síntesi i la descomposició de substàncies, destruirà l'entorn de creixement dels microorganismes i promourà l'envelliment dels fangs.

Les bombolles de color groc-marró contenen proteïnes produïdes per la descomposició de microorganismes morts, gasos produïts pel metabolisme (com ara nitrogen, diòxid de carboni, etc.), productes intermedis en el procés de descomposició, matèria orgànica de purificació d'aigua incompletament descomposta i impureses inorgàniques.

1. Proteïnes produïdes per la descomposició de microorganismes morts: després de trencar l'envelliment i les cèl·lules microbianes mortes, es destrueix l'estructura interna de la proteïna, alliberant diversos tipus de molècules de proteïnes. Aquestes proteïnes poden incloure enzims, proteïnes estructurals, etc. La seva alliberació es deu al procés d'autòlisi i descomposició de les cèl·lules, i és un producte habitual després de la mort dels microorganismes.

2. Gasos produïts pel metabolisme microbià

Nitrogen: en determinades vies metabòliques microbianes específiques, com la desnitrificació, els microorganismes redueixen nitrats o nitrits a nitrogen i els alliberen.

Diòxid de carboni: En la descomposició aeròbica de la matèria orgànica, els microorganismes oxiden la matèria orgànica mitjançant la respiració i produeixen diòxid de carboni com un dels principals metabòlits.

A més, també es produeix una gran quantitat de diòxid de carboni durant la fermentació anaeròbica.

3. Productes intermedis en el procés de descomposició:

Àcids orgànics: com l'àcid acètic, l'àcid propiònic, l'àcid butíric, etc., que són produïts per la matèria orgànica en les primeres i mitjanes etapes de la descomposició microbiana. Aquests àcids orgànics poden ser productes intermedis en el procés de metabolisme microbià, o acumulats a causa d'una descomposició incompleta.

Alcohols: com el metanol, l'etanol, etc., també són productes intermedis que es poden produir quan els microorganismes descomponen la matèria orgànica. La seva existència reflecteix la complexitat i l'etapa del procés de descomposició de la matèria orgànica.

4. Adjunta matèria orgànica de purificació d'aigua incompletament descomposta

- A causa de l'envelliment dels fangs, la capacitat de descomposició dels microorganismes es debilita, donant lloc a una matèria orgànica complexa que no es pot convertir completament en matèria inorgànica simple. Aquesta matèria orgànica incompletament descomposta encara pot tenir un cert pes molecular i complexitat estructural, com ara grans polisacàrids moleculars, proteïnes i lípids. S'uneixen a la superfície de les bombolles, probablement perquè estan implicades en el procés de formació de bombolles o existeixen per adsorció física.

5. Impureses inorgàniques

- Impureses inorgàniques de l'afluent: Les aigües residuals poden contenir originàriament diverses sals inorgàniques, com ara sulfats, fosfats, clorurs, etc. Aquests ions inorgànics es poden combinar o precipitar amb altres substàncies durant el procés de tractament d'aigües residuals, però també poden ser arrossegats al bombolles quan es formen.

- Sals inorgàniques generades durant el procés de tractament: es poden generar noves sals inorgàniques durant el tractament químic o el metabolisme microbià. Per exemple, es poden generar fosfat de calci i altres precipitats durant l'eliminació de fòsfor, i algunes partícules fines es poden barrejar a les bombolles.

1. Proteïnes produïdes per la mort i descomposició de microorganismes

- Augmentar la càrrega orgànica del tractament posterior: a les unitats de tractament posteriors, com els dipòsits de sedimentació secundaris i les instal·lacions de tractament profund, l'excés de proteïna continuarà consumint oxigen i recursos per a la descomposició, augmentant el consum d'energia i els costos de tractament.

- Afecta el rendiment de deshidratació de fangs: les proteïnes poden augmentar la viscositat dels fangs, la qual cosa comporta una reducció de l'eficiència de deshidratació i un augment del contingut d'humitat del pastís de fang durant la deshidratació dels fangs, augmentant la dificultat i el cost de l'eliminació posterior dels fangs.

- Contaminació de la membrana: si s'utilitza la tecnologia de tractament de membrana en el futur, la proteïna és fàcil de dipositar i adsorbir a la superfície de la membrana, bloquejant els porus de la membrana, reduint el flux i la vida útil de la membrana i augmentant la freqüència de neteja de la membrana i substitució.

2. Gasos produïts pel metabolisme microbià

- Nitrogen: al tanc de sedimentació secundària, les bombolles de nitrogen poden portar els fangs a flotar, afectant l'efecte de separació fang-aigua i provocant un augment de sòlids en suspensió a l'efluent.

- Diòxid de carboni: Redueix el valor del pH de l'aigua en les unitats de tractament posteriors i afecta l'efecte de reacció dels agents químics, com afectar l'efecte de precipitació dels agents en el procés d'eliminació química del fòsfor. Productes intermedis en el procés de descomposició:

- Àcids orgànics: al tanc de sedimentació secundària i a les unitats de tractament profund, els àcids orgànics poden continuar reduint el valor del pH de l'aigua, afectant els processos de tractament microbià i químic. Al mateix temps, poden formar complexos amb ions metàl·lics, interferint amb la precipitació química i els processos d'intercanvi iònic posteriors.

- Alcohols: els alcohols poden tenir un efecte inhibidor continu sobre la comunitat microbiana en el procés posterior, afectant l'efecte del tractament biològic. També poden reaccionar amb agents químics per reduir l'eficàcia dels agents.

3. Matèria orgànica influent incompletament descomposta adherida

- Augmentar la càrrega del tractament profund: en processos de tractament profund com l'adsorció de carbó actiu i l'oxidació avançada, la matèria orgànica incompletament descomposta ocuparà llocs d'adsorció o consumirà oxidants, reduint l'eficiència i eficàcia del tractament.

- Afecta l'efecte de desinfecció: si entra a la unitat de desinfecció, la matèria orgànica pot reaccionar amb el desinfectant, reduir la concentració efectiva del desinfectant, afectar l'efecte de desinfecció i augmentar el risc de residus de patògens.

- Impureses inorgàniques: - Filtres de bloqueig i components de membrana: a les unitats de filtració i tractament de membranes, la deposició d'impureses inorgàniques reduirà ràpidament l'eficiència de filtració i el flux de membrana, augmentarà la freqüència i el consum d'energia del rentat a contracor.

- Interferència amb la precipitació química: alguns ions inorgànics poden competir amb els agents de precipitació, afectar l'efecte de la precipitació química i fer que la qualitat de l'aigua efluent no compleixi els estàndards.

A l'hivern, la temperatura és baixa. Alguns problemes comuns es veuran magnificats i complicats si no es controlen. Per tant, en el procés de tractament d'aigües residuals, cal prestar molta atenció al funcionament de la piscina bioquímica, detectar ràpidament signes d'envelliment dels fangs i prendre mesures preventives i correctives efectives, com ara ajustar raonablement el contingut de matèria orgànica de l'afluent, controlar el nivell d'oxigen dissolt, optimitzar l'edat dels fangs, garantir l'equilibri dels elements nutritius, mantenir una temperatura adequada de l'aigua i reforçar el seguiment de la qualitat de l'aigua afluent, etc. garantir el funcionament estable del sistema de tractament d'aigües residuals i complir les normes d'abocament.