Koniec ze strachem w obsłudze systemów biologicznego oczyszczania ścieków!
Proces osadu czynnego odgrywa kluczową rolę w oczyszczaniu ścieków i był szeroko badany zarówno w kraju, jak i za granicą. Obserwacja fazy biologicznej osadu czynnego podczas oczyszczania ścieków i analiza zmian w społeczności biologicznej mają istotne znaczenie przewodnie dla długoterminowego-normalnego funkcjonowania systemów oczyszczania ścieków.
W artykule przedstawiono metody obserwacji fazy biologicznej w procesie osadu czynnego oraz omówiono jej orientacyjną rolę w oczyszczaniu ścieków, dostarczając wskazówek dotyczących efektywnej eksploatacji i zarządzania systemami oczyszczania ścieków.
Dlaczego faza biologiczna może odzwierciedlać stan systemu kanalizacyjnego?
Zasada jest taka, że mikroorganizmy, pierwotniaki i metazoa w osadzie czynnym utleniają i rozkładają materię organiczną w ściekach na CO2 i H2O w warunkach napowietrzania. Niektóre substancje nieorganiczne, takie jak PO43-, NH3 i H2S, ulegają rozkładowi, a energia wytworzona w tym procesie jest wykorzystywana do wzrostu i reprodukcji samych mikroorganizmów.
Przy ciągłym napływie ścieków faza biologiczna stale rośnie i odtwarza się w ściekach, ostatecznie tworząc stosunkowo stabilny ekosystem z pewnymi funkcjami degradacji.
Tworzenie się tego stabilnego ekosystemu korzysta z korzystnego środowiska wzrostu dla faz biologicznych, w tym temperatury, pH, ładunku organicznego, stężenia antybiotyków i zaopatrzenia w tlen. Kiedy zmieniają się czynniki kontrolujące w systemie oczyszczania ścieków, odpowiednio zmieniają się rodzaje, ilości i aktywne funkcje różnych faz biologicznych w osadzie czynnym.
Zmiany fazy biologicznej osadu czynnego w systemie oczyszczania odzwierciedlają w pewnym stopniu jakość i stan pracy systemu oczyszczania ścieków.
Dlatego obserwując zmiany w ilości faz biologicznych i osadu czynnego w systemie oczyszczania ścieków, możemy zrozumieć stan pracy i jakość systemu oczyszczania oraz w odpowiednim czasie dostosować warunki pracy, aby zmienić fazę biologiczną, zapewniając ciągłość normalnej pracy systemu oczyszczania. Obecnie obserwacja fazy biologicznej w systemach oczyszczania ścieków jest szeroko stosowana w dziedzinie uzdatniania wody.
Metody obserwacji fazy biologicznej osadu czynnego
Wydajność osadzania osadu czynnego
Weź świeży osad czynny, umieść go w cylindrze miarowym o pojemności 100 ml, odstaw na pewien czas i uważnie obserwuj szybkość osiadania osadu, czystość granicy faz osadu-wodą, czy supernatant jest przezroczysty itp.
Obserwacja fazy biologicznej osadu czynnego
Przed obserwacją próbkę dokładnie wymieszać. Używając pipety ilościowej o dużej-średnicy (zapewniającej łatwy dostęp do osadu czynnego), odpipetuj 0,05 ml próbki na szklane szkiełko, przykryj szkiełkiem nakrywkowym i obserwuj pod mikroskopem. Początkowo prowadzić obserwacje przy powiększeniu 100x, badając całe pole widzenia, aby uzyskać wstępne zrozumienie fazy biologicznej próbki, w tym stanu kłaczków, wielkości cząstek, zagęszczenia oraz obserwowanych populacji pierwotniaków i metazoa.
Zidentyfikować największe organizmy w fazie biologicznej, ponieważ to one w dużej mierze wskazują czas przebywania osadu. Jeżeli obserwacja przy powiększeniu 100x jest niewystarczająca, użyj powiększenia 400x. Szczególnie ważne są narządy gębowe, miejsca i liczba przyczepów wici, wzorce przyczepu rzęsek i wzrost grzybów nitkowatych; wymagają one powiększenia 400x lub większego, aby zapewnić wyraźną obserwację.
Orientacyjna rola obserwacji fazy biologicznej osadu czynnego
Struktura osadu czynnego
Różne właściwości fizyczne i biologiczne osadu czynnego obiektywnie odzwierciedlają stan operacyjny procesu oczyszczania ścieków.
Jeżeli w trakcie obserwacji okaże się, że kłaczki osadu czynnego są duże, o wyraźnych krawędziach, zwartej strukturze, wykazują dobre właściwości adsorpcyjne i sedymentacyjne, oznacza to, że system oczyszczania ścieków działa dobrze i może skutecznie oddzielać osad od wody w kolejnych procesach oczyszczania, co skutkuje dobrą jakością ścieków.
Obserwuj wodę pomiędzy kłaczkami pod kątem obecności zawieszonych cząstek stałych (SS). Wyższe stężenie SS wskazuje na dużą ilość zawiesin w ściekach. Kiedy system oczyszczania działa nieprawidłowo, struktura osadu staje się luźna, kłaczki stają się mniejsze i pojawia się duża liczba pierwotniaków i metazoanów, w tym pantofelek, robaki fasolowe-, robaki nerczycowe, ameby i rzęsistki. Wskazuje to na słabą wydajność osadzania osadu i nieskuteczną-oddzielanie wody z osadu, co wpływa na jakość ścieków.
Wskazanie fazy biologicznej
(1) Orientacyjna rola pierwotniaków i metazoa
Wskazanie obciążenia wpływającego:
W normalnie działającym osadzie czynnym faza biologiczna pozostaje stosunkowo stabilna, a pierwotniaki składają się głównie z gatunków takich jak Entomopathia, Vorticostella i wrotki. Kiedy pojawiają się wyższe metazoany, takie jak owady-niedźwiedziopodobne i biedronki, oznacza to, że ładunek wpływających ścieków jest niski. Kiedy system oczyszczania działa przez długi czas przy niskim obciążeniu i wchodzi w fazę starzenia, pojawią się mikrometazoany, takie jak wrotki i nicienie.
W tym czasie należy zwiększyć obciążenie osadem. Kiedy liczba pierwotniaków w osadzie czynnym znacznie się zmniejszy w porównaniu ze stanem normalnym, a niektóre pierwotniaki, takie jak padlinożercy, które pojawiają się w warunkach niskiego obciążenia, znikną i nie pojawią się metazoany, oznacza to, że ładunek napływający jest zbyt wysoki i dominują ameby i niektóre małe wiciowce [2]. W tym momencie należy podjąć środki, takie jak zmniejszenie dopływu ścieków i zmniejszenie zrzutu osadu, aby zmniejszyć ładunek osadu i utrzymać normalne działanie systemu.
Wskaźnik rozpuszczonego tlenu:
Kiedy ilość rozpuszczonego tlenu w osadzie czynnym jest niewystarczająca, często pojawiają się pierwotniaki, takie jak Atorva, bakterie siarkowe, skorpiony i neoformacje. Jednocześnie przy dużym obciążeniu i niedostatecznym napowietrzeniu pojawia się duża liczba małych wiciowców. W tym momencie należy podjąć działania takie jak zwiększenie napowietrzania, aby zwiększyć zawartość rozpuszczonego tlenu. Gdy zawartość rozpuszczonego tlenu jest wysoka, często pojawiają się organizmy takie jak ameby, sarcodactylus i wrotki. W tym momencie należy podjąć środki, takie jak ograniczenie napowietrzania i zwiększenie współczynnika powrotu osadu, aby zwiększyć stężenie osadu i zmniejszyć obciążenie osadu.
Wskazanie pH ścieków:
Gdy ścieki są silnie zasadowe, często występują zjawiska takie jak mętność ścieków, rozkład osadu czynnego, śmierć i rozkład pierwotniaków oraz zmniejszona wydajność oczyszczania. Kwas należy dodać na czas, aby go zneutralizować. Gdy kwasowość jest zbyt duża, zbiornik do oczyszczania osadu czynnego często ma kwaśny zapach, spada skuteczność oczyszczania i zmniejsza się aktywność różnych faz biologicznych. W tym czasie należy dodać alkalia na czas, aby je dostosować.
(2) Orientacyjna rola zmian w wielkości populacji tego samego organizmu
W normalnych warunkach pracy system oczyszczania ścieków utrzymuje stosunkowo stabilną ilość i różnorodność organizmów. I odwrotnie, gdy rodzaje i ilość organizmów ulegają znacznym wahaniom, oznacza to, że środowisko systemu oczyszczania ścieków przechodzi odpowiednie zmiany.
Kiedy w osadzie pojawia się duża liczba bakterii nitkowatych, oznacza to, że osad już się spęczniał lub wkrótce się spęcznieje. Należą do nich bakterie takie jak *Sphaerocephala*, *Thiobacillus benziii*, *Nocardia* i pleśnie. Należy niezwłocznie podjąć odpowiednie środki, aby zahamować rozwój bakterii nitkowatych, dostosować różne warunki oczyszczania systemu i utrzymać stabilne działanie systemu oczyszczania.
Kiedy struktura kłaczków jest luźna, małe kłaczki stają się pożywieniem dla niektórych wrotków. Przy dużej ilości pożywienia wrotki nadmiernie się rozmnażają. W takim przypadku osad się starzeje i należy podjąć odpowiednie środki w zakresie usuwania osadu, aby wyeliminować szkody spowodowane starzeniem się osadu w efekcie uzdatniania wody. Pierwotniaki i niektóre mikro-zwierzęta są bardziej wrażliwe na toksyny niż same toksyny. Włókna osłonowe są ważnym wskaźnikiem osadu czynnego. Gdy tego typu osad szybko się zmniejsza, świadczy to o obecności substancji toksycznych w ściekach. Wymaga terminowej obróbki wstępnej.
Streszczenie
Osad czynny jest stosunkowo stabilnym ekosystemem z pewną funkcją degradacji. Tworzenie tego stabilnego ekosystemu korzysta z korzystnego środowiska wzrostu dla społeczności biologicznej. Kiedy zmienią się warunki środowiskowe w systemie oczyszczania ścieków, zmieni się także odpowiadająca mu społeczność biologiczna. Zmiany w środowisku biologicznym odzwierciedlają w pewnym stopniu jakość i stan systemu oczyszczania ścieków.
W eksploatacji i zarządzaniu systemami oczyszczania ścieków stan eksploatacyjny systemu można badać obserwując zmiany w fazie biologicznej osadu czynnego. Pozwala to na szybką identyfikację problemów i wdrożenie działań zapewniających ciągłą i stabilną pracę. Jednakże faza biologiczna osadu czynnego różni się znacznie w różnych regionach i oczyszczalniach ścieków ze względu na różnice w jakości wody, procesach oczyszczania i typach ścieków.
Dlatego w praktyce istotne jest uwzględnienie konkretnych okoliczności i zbadanie w odpowiednich przypadkach związku między zmianami jakości wody a zmianami fazy biologicznej. Obserwacja tych zmian pozwoli lepiej kierować działaniem i zarządzaniem oczyszczalniami ścieków.