Los niveles altos de MLSS (sólidos suspendidos en licor mixto) pueden dañar los sistemas de tratamiento de aguas residuales de múltiples maneras, incluida la transferencia de masa, la sedimentación, el consumo de energía y la estabilidad del proceso. El problema central es que excede la capacidad de carga razonable para la supervivencia microbiana y la operación del proceso. Los impactos específicos y la lógica central son los siguientes:
1. Oxígeno disuelto insuficiente, lo que provoca hipoxia de lodos/ambientes anaeróbicos
Un alto MLSS aumenta la demanda de oxígeno de los microorganismos, lo que reduce significativamente la eficiencia de transferencia de oxígeno en el tanque de aireación y conduce fácilmente a ambientes hipóxicos/anaeróbicos localizados. Se inhibe la actividad de las bacterias aeróbicas, reduciendo la eficiencia de degradación de la materia orgánica; La desnitrificación se produce prematuramente en el tanque de aireación, generando una gran cantidad de burbujas, provocando abultamiento de lodos, flotación de lodos y exceso de DQO y nitrógeno amoniacal en el efluente.
2. Deterioro del rendimiento de sedimentación del tanque de sedimentación secundario, lo que provoca un aumento de los sólidos en suspensión (SS) del efluente.
Un alto MLSS aumenta la viscosidad del licor mezclado, haciendo que los flóculos de lodo sean más livianos. Esto conduce fácilmente a una sedimentación estratificada en el tanque de sedimentación secundario, lo que reduce la compresibilidad del lodo y disminuye significativamente la velocidad de sedimentación. Al mismo tiempo, los lodos de alta-concentración son propensos a la desnitrificación (la descomposición anóxica de los nitratos produce burbujas de N₂ que transportan el lodo a la superficie), lo que resulta en pérdida de lodo y SS excesivo en el efluente. Esto también provoca una mayor pérdida de lodos del sistema, creando un círculo vicioso.
3. Aumento espectacular del consumo de energía de aireación y aumento de los costes operativos.
Para satisfacer la demanda de oxígeno del alto MLSS, es necesario aumentar la intensidad de la aireación, lo que lleva a un aumento proporcional en el consumo de energía del ventilador. Al mismo tiempo, la alta viscosidad del licor mezclado aumenta la resistencia al transporte y al mezclado de bombas y mezcladores, aumentando aún más el consumo de energía. Esto aumenta significativamente los costos operativos sin ningún beneficio en el proceso.
4. Edad más corta de los lodos y desequilibrio microbiano
Un MLSS alto, junto con una eliminación inoportuna de lodos, conduce a una duración de lodo (SRT) relativamente más corta en el sistema. Esto dificulta la supervivencia de las bacterias nitrificantes de ciclo largo-generación-y otras bacterias funcionales, lo que reduce significativamente la eficiencia de la nitrificación y hace que los niveles de nitrógeno amoniacal efluente sean propensos a exceder los estándares. Al mismo tiempo, las bacterias dominantes cambian hacia géneros más resistentes a la contaminación-, lo que reduce drásticamente la resiliencia del sistema a las fluctuaciones en la calidad y cantidad del agua.
5. Problemas específicos del proceso de membrana- (p. ej., MBR): ensuciamiento acelerado de la membrana
En los biorreactores de membrana, un alto MLSS aumenta significativamente la probabilidad de contacto entre los coloides y los flóculos en el licor mezclado y la superficie de la membrana. Esto acelera el bloqueo de los poros de la membrana, el espesamiento de la torta de filtración y un rápido aumento de la presión transmembrana (TMP). Esto aumenta drásticamente la frecuencia de limpieza de las membranas, acorta su vida útil y aumenta drásticamente los costos de mantenimiento.
6. Pérdida del sistema de resistencia a los golpes, propenso a colapsar por completo
En condiciones de alto MLSS, el espacio de búfer del sistema es extremadamente pequeño. Una vez que se encuentran con fluctuaciones en la calidad del agua afluente (como DQO, sustancias tóxicas) o en el caudal, los microorganismos son propensos a una muerte masiva debido a cambios ambientales repentinos, lo que lleva a la desintegración del lodo. La recuperación posterior es difícil y requiere mucho tiempo-.
Resumen básico (mnemónico):
Alto volumen de lodo=oxígeno insuficiente, mala sedimentación, alto consumo de energía, desequilibrio microbiano, propenso al colapso; Los procesos de membrana también acelerarán la obstrucción.
Estrategia de respuesta práctica:
1. Aumentar inmediatamente la descarga de lodos para reducir rápidamente el MLSS al rango de diseño del proceso (2000-4000 mg/L para tanques aeróbicos convencionales, ajustado según los requisitos del proceso);
2. Aumentar temporalmente la intensidad de la aireación para evitar la hipoxia localizada, mientras se monitorea la OD (controlada a 2-3 mg/L);
3. Verifique la carga hidráulica del tanque de sedimentación secundario y reduzca el caudal de entrada si es necesario para reducir la presión de sedimentación de lodos;
4. Monitorear la tasa de sedimentación de lodos (SV30) y el índice de volumen de lodos (SVI) para determinar si hay acumulación de lodos y agregar floculantes (como PAC) para mejorar el rendimiento de sedimentación.