1. ¿Cómo afecta la temperatura al proceso de lodos activados?
Entre los factores que afectan la actividad fisiológica microbiana, la temperatura es el más importante. Las temperaturas adecuadas promueven y mejoran la actividad fisiológica microbiana; temperaturas inadecuadas lo debilitan o incluso lo destruyen. Además, temperaturas inadecuadas pueden alterar la morfología y las características ecológicas de los microorganismos, pudiendo incluso provocar su muerte. La temperatura óptima para los microorganismos es aquella a la que su actividad fisiológica es vigorosa y robusta, manifestada en una rápida proliferación.
2. ¿Cómo afecta el pH al proceso de lodos activados?
La actividad fisiológica microbiana está estrechamente relacionada con el pH del medio ambiente. Los microorganismos sólo pueden llevar a cabo actividades fisiológicas normales en condiciones ácidas o alcalinas adecuadas. El pH afecta las propiedades de carga de las membranas celulares biológicas. Los cambios en las propiedades de carga alteran la capacidad de las células microbianas para absorber nutrientes, afectando negativamente a su actividad fisiológica.
Un pH excesivamente alto, que se desvía del valor óptimo, debilita o incluso elimina la función catalítica de los sistemas enzimáticos microbianos. El citoplasma microbiano es una solución coloidal con un punto isoeléctrico específico.
Cuando el punto isoeléctrico cambia debido a las fluctuaciones del pH, se dificulta la respiración y las funciones metabólicas de los microorganismos. Altas concentraciones de iones de hidrógeno pueden provocar la hidrólisis y desnaturalización de proteínas y ácidos nucleicos en la superficie bacteriana. Diferentes especies de microorganismos tienen rangos de pH óptimos para sus actividades fisiológicas. Si bien los microorganismos pueden sobrevivir por encima o por debajo de estos rangos de pH, sus actividades fisiológicas son débiles, son propensos a morir y su tasa de proliferación se reduce considerablemente. Para los microorganismos involucrados en el tratamiento de aguas residuales, el rango de pH óptimo generalmente está entre 6,5 y 8,5. Mantener un pH adecuado en el tanque de aireación es fundamental; es una condición necesaria para lograr una alta eficiencia del tratamiento de lodos activados y buenos resultados del tratamiento.
3. ¿Cómo afecta la composición del agua bruta al proceso de tratamiento de lodos activados?
Los microorganismos involucrados en el tratamiento de lodos activados necesitan absorber nutrientes esenciales del entorno circundante durante sus actividades vitales, incluidas fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno, sales inorgánicas y ciertos factores de crecimiento. Las aguas residuales a tratar deben contener estas sustancias. Las aguas residuales domésticas proporcionan una fuente óptima de nutrientes para los microorganismos de los lodos activados, con una relación DBO:N:P de 100:5:1. Después de la sedimentación primaria o acidificación por hidrólisis, la DBO disminuye, mientras que el contenido relativo de N y P aumenta.
(1) El carbono es un componente esencial de las células biológicas y los microorganismos implicados en el tratamiento de lodos activados tienen un alto requerimiento de carbono. Generalmente, la DBO5 no debe ser inferior a 100 mg/L.
(2) El nitrógeno es un elemento importante en la formación de proteínas y ácidos nucleicos dentro de las células microbianas. Las aguas residuales domésticas proporcionan suficiente nitrógeno y no requieren adición adicional, pero las aguas residuales industriales pueden no hacerlo, por lo que requieren la adición de urea, sulfato de amonio, etc.
(3) El fósforo es un elemento crucial para la síntesis de nucleoproteínas, lecitina y otros compuestos de fósforo, y desempeña un papel vital en el metabolismo microbiano y la transformación de materiales. La deficiencia de fósforo afecta la actividad enzimática, lo que afecta las actividades fisiológicas microbianas.
(4) El sodio, el potasio, el calcio, el magnesio y el hierro también influyen significativamente en las actividades fisiológicas microbianas. Los oligoelementos estimulan la actividad fisiológica de los microorganismos, pero la cantidad necesaria es muy pequeña. Generalmente, no se necesita ninguna adición adicional cuando se tratan biológicamente aguas residuales domésticas, aguas residuales municipales y la mayoría de las aguas residuales orgánicas industriales.
4. ¿Cómo afectan las sustancias tóxicas al proceso de lodos activados?
Las sustancias tóxicas se refieren a sustancias inorgánicas y orgánicas que inhiben las actividades fisiológicas de los microorganismos, como iones de metales pesados, fenoles y cianuros. Los iones de metales pesados (plomo, cromo, hierro, cobre, etc.) son tóxicos para los microorganismos; pueden unirse a proteínas celulares, provocando desnaturalización o precipitación. Los iones de mercurio, plata y arsénico tienen una fuerte afinidad por los microorganismos y pueden unirse a los grupos -SH de proteínas microbianas, inhibiendo así sus funciones metabólicas fisiológicas normales. Los compuestos fenólicos dañan las membranas celulares bacterianas y pueden coagular las proteínas bacterianas. Además, los fenoles pueden inhibir ciertos sistemas enzimáticos, alterando las funciones metabólicas celulares normales. El formaldehído puede unirse a los grupos amino de las proteínas, provocando la desnaturalización de las proteínas y dañando el citoplasma de los microorganismos.
5. ¿Cómo afecta el contenido de oxígeno disuelto al proceso de tratamiento de lodos activados?
Los microorganismos implicados en la activación de las aguas residuales y el tratamiento de lodos son principalmente bacterias aeróbicas, por lo que es esencial un contenido suficiente de oxígeno disuelto en el tanque de aireación. Una cantidad insuficiente de oxígeno disuelto afectará negativamente las actividades fisiológicas de los microorganismos, afectando o incluso destruyendo el proceso de tratamiento de aguas residuales. Si los contaminantes orgánicos están relativamente concentrados en ciertas áreas del tanque de aireación, lo que resulta en una tasa aeróbica más alta, es posible que la concentración de oxígeno disuelto no se pueda mantener fácilmente en 2 mg/L y se puede reducir, pero no debe caer por debajo de 1 mg/L. Sin embargo, la concentración de oxígeno disuelto en el tanque de aireación tampoco debería ser demasiado alta. Una concentración excesiva de oxígeno disuelto conduce a una descomposición demasiado rápida de los contaminantes orgánicos, lo que resulta en una deficiencia de nutrientes para los microorganismos, un envejecimiento fácil del lodo activado y una estructura suelta. Además, un alto contenido de oxígeno disuelto también es económicamente indeseable.