L'alt MLSS (sòlids en suspensió de licors barrejats) pot danyar els sistemes de tractament d'aigües residuals de múltiples maneres, com ara la transferència de massa, la sedimentació, el consum d'energia i l'estabilitat del procés. El problema bàsic és que supera la capacitat de càrrega raonable per a la supervivència microbiana i el funcionament del procés. Els impactes específics i la lògica bàsica són els següents:
1. Oxigen dissolt insuficient, que condueix a hipòxia de fangs/entorns anaeròbics
Un alt MLSS augmenta la demanda d'oxigen dels microorganismes, reduint significativament l'eficiència de transferència d'oxigen al tanc d'aireació i conduint fàcilment a entorns hipòxics/anaeròbics localitzats. S'inhibeix l'activitat dels bacteris aeròbics, reduint l'eficiència de degradació de la matèria orgànica; La desnitrificació es produeix prematurament al dipòsit d'aireació, generant un gran nombre de bombolles, provocant l'acumulació del fang, la flotació del fang i un excés de COD i nitrogen d'amoníac a l'efluent.
2. Deteriorament del rendiment de la sedimentació del tanc de decantació secundària, provocant un augment dels sòlids en suspensió (SS) de l'efluent.
Un alt MLSS augmenta la viscositat del licor barrejat, fent que els flocs de fangs siguin més lleugers. Això condueix fàcilment a una sedimentació estratificada al dipòsit secundari de decantació, reduint la compressibilitat dels fangs i disminuint significativament la velocitat de decantació. Simultàniament, els fangs d'alta-concentració són propensos a la desnitrificació (la descomposició anòxica dels nitrats produeix bombolles de N₂ que porten els fangs a la superfície), donant lloc a una pèrdua de fangs i un efluent excessiu de SS. Això també provoca més pèrdues de fangs del sistema, creant un cercle viciós.
3. Augment dramàtic del consum d'energia d'aireació i augment dels costos d'explotació.
Per satisfer la demanda d'oxigen d'un MLSS alt, s'ha d'augmentar la intensitat de l'aireació, donant lloc a un augment proporcional del consum d'energia del ventilador. Al mateix temps, l'alta viscositat del licor barrejat augmenta la resistència al transport i la barreja de bombes i mescladors, augmentant encara més el consum d'energia. Això augmenta significativament els costos operatius sense cap benefici del procés.
4. Edat escurçada dels fangs i desequilibri microbià
L'elevat MLSS, juntament amb l'eliminació intempestiva del fang, condueix a una durada del fang (SRT) relativament més curta al sistema. Això dificulta la supervivència dels bacteris nitrificants de cicle llarg de-generació-i altres bacteris funcionals, reduint significativament l'eficiència de la nitrificació i fent que els nivells de nitrogen d'amoníac efluents siguin propensos a superar els estàndards. Simultàniament, els bacteris dominants es desplacen cap a gèneres més resistents a la contaminació-, reduint dràsticament la resiliència del sistema a les fluctuacions de la qualitat i la quantitat de l'aigua.
5. Problemes específics del procés de membrana-(p. ex., MBR): ensuciamiento accelerat de la membrana
En els bioreactors de membrana, un alt MLSS augmenta significativament la probabilitat de contacte entre col·loides i flocs al licor barrejat i a la superfície de la membrana. Això accelera el bloqueig dels porus de la membrana, l'engrossiment del pastís de filtre i un ràpid augment de la pressió transmembrana (TMP). Això augmenta dràsticament la freqüència de neteja de la membrana, escurça la vida útil de la membrana i augmenta dràsticament els costos de manteniment.
6. Pèrdua del sistema de resistència als cops, propens a un col·lapse complet
En condicions d'MLSS altes, l'espai de memòria intermèdia del sistema és extremadament petit. Una vegada que es troba amb fluctuacions en la qualitat de l'aigua d'afluència (com ara DQO, substàncies tòxiques) o el cabal, els microorganismes són propensos a la mort massiva a causa de canvis ambientals sobtats, provocant la desintegració dels fangs. La recuperació posterior és difícil i requereix molt de temps.
Resum bàsic (mnemotècnic):
Volum elevat de fangs=oxigen insuficient, sedimentació deficient, consum elevat d'energia, desequilibri microbià, propens a col·lapse; els processos de membrana també acceleraran l'obstrucció.
Estratègia pràctica de resposta:
1. Augmenteu immediatament la descàrrega de fangs per reduir ràpidament MLSS al rang de disseny del procés (2000-4000 mg/L per a tancs aeròbics convencionals, ajustats segons els requisits del procés);
2. Augmentar temporalment la intensitat de l'aireació per evitar la hipòxia localitzada, mentre es controla la DO (controlada a 2-3 mg/L);
3. Comproveu la càrrega hidràulica del dipòsit de sedimentació secundari i, si cal, reduïu el cabal d'afluent per reduir la pressió de sedimentació dels fangs;
4. Superviseu la proporció de sedimentació de fangs (SV30) i l'índex de volum de fangs (SVI) per determinar si hi ha volum de fangs, i afegiu floculants (com ara PAC) per millorar el rendiment de la decantació.
