Factores que afectan el proceso de purificación de lodos activados

El proceso de purificación de lodos activados es un sistema bioquímico complejo que elimina eficazmente los contaminantes orgánicos de las aguas residuales mediante la adsorción, el metabolismo y la separación por precipitación de microorganismos. El proceso se ve afectado por muchos factores, principalmente nutrientes, contenido de oxígeno disuelto, valor del pH, temperatura y sustancias tóxicas. A continuación se analizará en detalle el impacto de estos factores en el proceso de depuración de lodos activados:

1. La importancia del equilibrio de nutrientes: La cantidad y proporción de nutrientes tienen una gran influencia en el crecimiento y reproducción de los microorganismos y en la eficiencia de eliminación de contaminantes finales.

2. Elementos nutrientes mayores y menores: Los elementos mayores (como C, O, H, S, N, P, etc.) y los elementos menores (como Zn, Mn, Na, Cl, etc.) deben cumplir con los requisitos y tener una proporción adecuada.

3. Proporción de nutrientes: La proporción de nutrientes del método de lodos activados aeróbicos se puede configurar según DBO5: N: P=100: 5: 1.

4. Los diversos microorganismos que utilizan lodos activados para tratar las aguas residuales tienen básicamente los mismos elementos en sus cuerpos y los mismos nutrientes necesarios. El carbono es una sustancia importante que constituye las células microbianas. Las aguas residuales domésticas o urbanas tienen suficientes fuentes de carbono. Algunas aguas residuales industriales pueden tener un bajo contenido de carbono y deben complementarse con fuentes de carbono. Generalmente se añaden aguas residuales domésticas. El nitrógeno es un elemento importante de las proteínas y del ácido nucleico en las células microbianas. Generalmente proviene de compuestos como N2, NH3 y NO;. Las aguas residuales domésticas son ricas en nitrógeno y no es necesario añadirlas. Si el contenido de nitrógeno de algunas aguas residuales industriales es insuficiente, se puede añadir urea, sulfato de amonio, etc. El fósforo es un elemento importante para la síntesis de nucleoproteínas y lecitina, y juega un papel importante en el metabolismo y la transformación material de los microorganismos; por lo tanto, en el proceso de degradación microbiana de la materia orgánica se debe asegurar DBO::N:P=100:5:1. Si la DBO de las aguas residuales tratadas no puede formar la proporción anterior con nitrógeno y fósforo, se deben agregar los elementos faltantes para ajustar el equilibrio nutricional de los microorganismos.

1. La función del oxígeno disuelto: mantener las necesidades metabólicas de los microorganismos aeróbicos y garantizar que la concentración de oxígeno disuelto en el licor mezclado del tanque de aireación no sea inferior a 2 mg/L.

2. El efecto de la concentración de oxígeno disuelto sobre la actividad microbiana: cuando es insuficiente, la actividad de los microorganismos aeróbicos se ve afectada, la capacidad metabólica se debilita y la eficiencia del tratamiento del reactor disminuye.

3. Cantidad de suministro: el oxígeno disuelto se suministra externamente; generalmente 2-4 mg/L es apropiado para garantizar buenos efectos de sedimentación y floculación.

4. Los microorganismos utilizados para tratar las aguas residuales mediante el método de lodos activados son principalmente bacterias aeróbicas. Por lo tanto, debe haber suficiente oxígeno disuelto en el tanque de aireación, y la salida del tanque de aireación generalmente se controla para que no sea inferior a 2 mg/L. El oxígeno disuelto proviene del dispositivo de aireación del biorreactor. En la cabecera del tanque de aireación, el contenido de materia orgánica es alto y la tasa de consumo de oxígeno es rápida. El contenido de oxígeno disuelto podrá ser inferior a 2 mg/L, pero no inferior a 1 mg/L; Un nivel demasiado alto de oxígeno disuelto puede acelerar la degradación de la materia orgánica, provocando desnutrición microbiana, y el lodo activado es propenso a envejecer, la densidad disminuye y la estructura se afloja.

1. Efecto del valor del pH sobre el crecimiento microbiano: Los cambios en el valor del pH pueden causar cambios en la carga de la membrana celular, afectando la absorción de nutrientes y la actividad enzimática por parte de los microorganismos.

2. Efecto del valor del pH sobre la toxicidad: Las condiciones de pH desfavorables no sólo afectan el crecimiento de los microorganismos, sino también su morfología.

3. Rango de pH: El rango de pH diseñado suele ser 6,5-8.5 para asegurar el metabolismo normal de los microorganismos.

4. En el tanque de aireación del sistema de tratamiento de lodos activados, el rango de pH está entre 6,5 y 8,5. Un pH demasiado alto o demasiado bajo afectará la actividad de los microorganismos e incluso provocará su muerte. Por lo tanto, para lograr buenos resultados del tratamiento, se debe controlar el valor del pH del biorreactor. Si el valor del pH de las aguas residuales cambia mucho, se debe configurar un tanque regulador para ajustar el valor del pH de las aguas residuales al rango óptimo antes de ingresar al tanque de aireación.

1. El efecto de la temperatura en las reacciones bioquímicas: los cambios en la temperatura del agua afectarán muchas reacciones bioquímicas en los organismos, afectando así las actividades metabólicas de los organismos.

2. El efecto de la temperatura sobre las actividades microbianas: los cambios de temperatura pueden provocar cambios en otros factores ambientales, afectando así las actividades vitales de los microorganismos.

3. Rango de temperatura adecuado: el rango de temperatura del método de lodo activado generalmente está diseñado para ser de 10-30 grados para satisfacer las necesidades de las bacterias mesófilas.

4. La temperatura de las aguas residuales tratadas mediante biología aeróbica debe mantenerse en el rango de 15 a 25 grados para obtener mejores resultados. La temperatura adecuada puede promover las actividades fisiológicas de los microorganismos; por el contrario, puede destruir las actividades fisiológicas de los microorganismos. Una temperatura demasiado alta o demasiado baja puede provocar cambios en la morfología y las características fisiológicas de los microorganismos, o incluso provocar la muerte de los microorganismos. Por ello, en zonas frías, los tanques de aireación deben construirse en el interior. Si se construyen al aire libre se deben considerar medidas adecuadas de aislamiento y calefacción.

1. Efectos de las sustancias tóxicas sobre los microorganismos: muchas sustancias tóxicas tienen efectos tóxicos sobre los microorganismos de lodos activados, como iones de metales pesados ​​que pueden unirse a las proteínas para desnaturalizarlas o precipitarlas, y materia orgánica tóxica que puede destruir el metabolismo normal de las células.

2. Control de sustancias tóxicas: Se debe controlar razonablemente la concentración de sustancias tóxicas para reducir el impacto negativo en el sistema de lodos activados.

3. Las sustancias tóxicas se refieren a determinadas sustancias que tienen un efecto inhibidor sobre las actividades fisiológicas de los microorganismos. Los principales venenos son los iones de metales pesados ​​(como zinc, cobre, níquel, plomo, cadmio, glutinosos, etc.) y algunos compuestos no metálicos (como fenol, aldehído, cianuro, sulfuro, etc.). Los iones de metales pesados ​​pueden unirse a las proteínas de las células microbianas para desnaturalizarlas o precipitarlas; los aldehídos pueden promover la coagulación de proteínas en microorganismos; Los aldehídos pueden unirse a los grupos amino de las proteínas para desnaturalizarlas. Por lo tanto, las aguas residuales tratadas contienen sustancias tóxicas y la concentración de sustancias tóxicas en el reactor debe aumentarse gradualmente para que los microorganismos puedan mutar y domesticarse.

1. Coloides y sólidos en suspensión: La etapa inicial de adsorción y eliminación está dirigida principalmente a coloides y sólidos en suspensión. La tasa de eliminación de materia orgánica en esta etapa puede alcanzar el 70%.

2. Capacidad de adsorción de los microorganismos: los microorganismos del lodo activado en el período de respiración endógena tienen una fuerte capacidad de adsorción, lo que favorece la etapa inicial de adsorción y eliminación.

VII. Condiciones hidráulicas

1. Grado de difusión hidráulica: la tasa de adsorción inicial depende de la actividad de los microorganismos y del grado de difusión hidráulica y la dinámica hidráulica en el reactor.

2. Eficiencia de separación sólido-líquido: la calidad de la separación sólido-líquido afecta directamente la calidad del efluente, y el diseño y la eficiencia operativa del tanque de sedimentación secundario son cruciales.

1. Ciclo de crecimiento microbiano: Los sistemas microbianos con lodos de larga edad pueden degradar más eficazmente la materia orgánica difícil de degradar.

2. Descarga de lodos residuales: Al final de la etapa de estabilidad metabólica se formarán nuevas sustancias celulares y se descargarán en forma de lodos residuales.

1. Controlar la proporción de nutrientes: Asegure el equilibrio nutricional requerido para el crecimiento microbiano agregando o ajustando la proporción de nutrientes que ingresan a las aguas residuales.

2. Ajustar el contenido de oxígeno disuelto: Mantener el nivel adecuado de oxígeno disuelto en el reactor mediante un diseño y gestión razonables del sistema de aireación.

3. Monitoree y ajuste el valor de pH: pruebe periódicamente el valor de pH de las aguas residuales y realice los ajustes apropiados a través del dispositivo regulador para mantener un ambiente de pH adecuado.

4. Controlar la temperatura: En zonas o estaciones frías, tome medidas de aislamiento para garantizar que la temperatura de las aguas residuales esté dentro de un rango adecuado.

5. Pretratamiento de sustancias tóxicas: Pretratar las aguas residuales industriales que contengan sustancias tóxicas para reducir sus efectos tóxicos en el sistema de lodos activados.