¿Qué es SV30?

SV30, o relación de sedimentación de lodos, en SV30, "S" significa "asentarse", "V" significa "volumen" y "30" significa 30 minutos de tiempo de sedimentación. Evalúa el rendimiento de sedimentación y la capacidad de concentración de lodos midiendo la relación (%) del volumen de lodo sedimentado en el líquido mezclado del tanque de aireación después de reposar durante 30 minutos con respecto al volumen total.

Generalmente, el líquido mezclado al final del tanque de aireación se selecciona para la prueba SV30. Luego de una serie de procesos bioquímicos entre microorganismos y contaminantes en las aguas residuales, las características del lodo tienden a ser estables al final del tanque de aireación. En este momento, el líquido mezclado obtenido se prueba con el SV30 y los resultados obtenidos pueden evaluar con relativa precisión el rendimiento de sedimentación del lodo y luego proporcionar una base para juzgar el estado operativo de todo el sistema de tratamiento.

Durante la prueba SV30, el líquido mezclado extraído debe colocarse en un ambiente estable, libre de vibraciones con una temperatura adecuada (generalmente la temperatura normal de funcionamiento del agua) y evitar la luz solar directa. La probeta debe colocarse verticalmente. Durante los 30 minutos de reposo estático, se debe evitar cualquier interferencia con el cilindro medidor para garantizar la precisión de los resultados de la prueba.

Se puede decir que SV30 es una simulación simplificada del proceso de sedimentación del tanque de sedimentación secundario. Puede reflejar el rendimiento de sedimentación y coagulación del lodo hasta cierto punto, pero no puede ser completamente equivalente al proceso de sedimentación real del tanque de sedimentación secundario. Sólo proporciona una referencia valiosa para estimar el estado de funcionamiento del tanque de sedimentación secundario. La sedimentación de lodos en el tanque de sedimentación secundario se ve afectada por muchos factores, como la forma del flujo de agua, la estructura del tanque, la relación de retorno, la operación del raspador, etc.

Al observar SV30, no sólo podemos fijarnos en los resultados, sino también en todo su proceso de sedimentación.

En la etapa inicial de sedimentación, preste atención a la velocidad de sedimentación del lodo. Si la sedimentación es rápida, significa que el lodo tiene buena coagulación, actividad microbiana normal y puede formar rápidamente grandes flóculos y precipitar. Por el contrario, si la sedimentación inicial es lenta, puede haber problemas como flóculos de lodo sueltos, expansión de bacterias filamentosas o actividad microbiana suprimida.

En la etapa media de la sedimentación, observe los cambios morfológicos de los flóculos de lodo. En circunstancias normales, los flóculos deben permanecer relativamente intactos y compactos, y hundirse gradualmente. Si los flóculos están rotos, dispersos o flotando, puede indicar que la estructura del lodo es inestable, lo que puede deberse a una aireación excesiva, envejecimiento del lodo o interferencia de sustancias tóxicas.

Al final del período de 30-minutos, preste atención a la estabilidad final del volumen de lodo y a la claridad del sobrenadante. Un sobrenadante claro y un volumen de lodo moderado indican buenos resultados del tratamiento. El sobrenadante turbio o el volumen de lodo excesivo o pequeño pueden reflejar anomalías en el sistema.

En general, se cree que el rango ideal de SV30 está entre el 15% y el 30%. Por debajo de este rango puede significar que la carga de lodos es demasiado alta o que el lodo está envejeciendo, mientras que por encima de este rango puede significar que la carga de lodo es demasiado baja o que hay problemas como la expansión de bacterias filamentosas.

Sin embargo, vale la pena señalar que el rango adecuado de SV30 varía mucho para diferentes plantas de tratamiento de aguas residuales debido a diferencias en sus procesos de tratamiento, características de calidad del agua afluente, condiciones operativas y otros factores. Por ejemplo, cuando se tratan aguas residuales orgánicas de alta concentración y se utilizan procesos especiales, puede ser necesario controlar el SV30 a un nivel más alto, como 50 %, 60 % o incluso más. Esto puede deberse a que la materia orgánica en alta concentración requiere más masa microbiana para descomponerse, lo que resulta en un aumento en el volumen de lodo, lo que a su vez aumenta la proporción de sedimentación. Sin embargo, no importa qué tan alto sea el SV30, los métodos para observar las características del lodo, la estructura del flóculo, el color, el olor, etc., y si la calidad del efluente cumple con los estándares son los mismos. Esto requiere que el personal lleve a cabo un monitoreo y análisis detallado a largo plazo de los datos operativos de la planta, y que encuentre el rango de control SV30 más adecuado para la planta ajustando constantemente los parámetros del proceso y los métodos operativos, a fin de garantizar el funcionamiento estable y eficiente de el sistema de tratamiento.

Los valores bajos de SV30 suelen indicar que la carga de lodos es demasiado alta o que el lodo está envejecido. Una carga excesiva de lodos significa que los microorganismos del lodo no pueden obtener suficientes nutrientes, lo que provoca la defloculación y dispersión del lodo. Cuando la carga de lodos es demasiado elevada, en un corto periodo de tiempo se precipita una gran cantidad de materia orgánica, superando la capacidad de procesamiento de los microorganismos. Los microorganismos no pueden aprovechar al máximo estos nutrientes, al igual que un grupo de personas que enfrentan demasiadas tareas laborales y se sienten abrumadas, lo que resulta en una baja eficiencia laboral. En este caso, los microorganismos no pueden crecer ni reproducirse normalmente, la estructura del lodo se vuelve inestable y se produce defloculación y dispersión. Cuando el lodo envejece, la actividad de los microorganismos disminuye gradualmente debido al largo tiempo de residencia del lodo en el sistema, al igual que las personas envejecen gradualmente, su capacidad metabólica disminuye, lo que también conduce a un rendimiento deficiente de la sedimentación del lodo y a un valor reducido de SV30.

En cargas elevadas, si los microorganismos pueden adaptarse y metabolizarse bien, el volumen de lodo aumentará; pero si la carga es demasiado alta y excede el rango de tolerancia de los microorganismos, puede causar muerte microbiana o trastorno metabólico y el volumen de lodo disminuirá.

Un valor alto de SV30 puede deberse a una baja carga de lodos o a un crecimiento excesivo de bacterias filamentosas. Cuando la carga de lodo es demasiado baja, los microorganismos en el lodo no pueden metabolizarse normalmente debido a la falta de nutrientes, lo que resulta en una concentración de lodo. El crecimiento excesivo de bacterias filamentosas hará que los flóculos de lodo se suelten y el rendimiento de la sedimentación empeore. Cuando la carga de lodo es demasiado baja, los microorganismos crecen lentamente y producen menos lodo, mientras que el flujo entrante y el volumen total de contaminantes son relativamente estables, lo que resulta en relativamente menos lodo para tratar más aguas residuales, lo que prolonga el tiempo de residencia del lodo en el sistema. Un tiempo de residencia prolongado permite a los microorganismos tener más tiempo para la respiración endógena y descomponer sus propias sustancias celulares para obtener energía, lo que conducirá a una disminución de las sustancias microbianas intracelulares en los flóculos de lodo y a una gravedad específica más ligera. Al mismo tiempo, en este entorno pueden proliferar bacterias filamentosas. Las bacterias filamentosas tienen una superficie específica mayor que las bacterias flóculos ordinarias y es más probable que absorban sustratos de baja concentración, lo que les da una ventaja en la competencia y conduce aún más a la proliferación de bacterias filamentosas. El efecto combinado de estos factores empeora el rendimiento de sedimentación de los lodos, lo que se manifiesta como un aumento en el valor SV30.

A baja carga, la cantidad de lodo tiende a disminuir, generalmente debido a una nutrición insuficiente. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, si ocurren circunstancias especiales como la expansión de bacterias filamentosas, el lodo puede parecer más grande.

Resumen

Para determinar la causa del SV30 alto o bajo, es necesario considerar de manera integral muchos factores para determinar la causa específica. El cambio de SV30 se ve afectado por muchos factores, incluido el nivel de carga de lodos, la concentración de oxígeno disuelto, la proporción de nutrientes, el valor de pH, la temperatura, la presencia de sustancias tóxicas y nocivas, el tiempo de retención hidráulica, la edad de los lodos, el método e intensidad de aireación, microbios. estructura de la población, etc. Por ejemplo, una concentración inadecuada de oxígeno disuelto puede provocar un crecimiento excesivo de bacterias filamentosas y provocar un SV30 elevado; las proporciones desequilibradas de nutrientes, como la deficiencia de nitrógeno y fósforo, afectarán el crecimiento y el metabolismo normales de los microorganismos, afectando así al SV30; Las sustancias tóxicas y nocivas pueden inhibir la actividad microbiana y provocar un rendimiento deficiente de la sedimentación de lodos. Por ejemplo, si el tiempo de retención hidráulica es demasiado corto, las aguas residuales y los microorganismos no están en suficiente contacto y el efecto del tratamiento no es bueno, puede manifestarse como un SV30 bajo; Si la edad del lodo es demasiado larga o demasiado corta, también afectará las propiedades y el rendimiento de sedimentación del lodo. Por lo tanto, al juzgar la anomalía del SV30, es necesario considerar de manera integral todos los aspectos y parámetros operativos del sistema de tratamiento de aguas residuales y realizar un análisis integral para descubrir con precisión la causa y tomar contramedidas efectivas.

Cuando la carga de lodos es demasiado alta, se puede aumentar de forma razonable el contenido de materia orgánica en el afluente. Por ejemplo, si el afluente proviene de aguas residuales industriales, el proceso de producción se puede optimizar para aumentar adecuadamente la concentración de descarga de materia orgánica en las aguas residuales; para las aguas residuales domésticas, es posible considerar combinar aguas residuales de más fuentes para aumentar la cantidad total de materia orgánica. Sin embargo, cabe señalar que el aumento de la concentración de materia orgánica en el afluente debe controlarse cuidadosamente para evitar el impacto de una concentración excesiva de materia orgánica en el sistema.

Reducir la tasa de retorno de lodos: reducir la cantidad de lodos devueltos desde el tanque de sedimentación secundario al tanque de aireación. Hacerlo puede reducir relativamente la concentración de lodo en el tanque de aireación, aumentando así relativamente la cantidad de materia orgánica con la que la unidad de masa de lodo contacta y trata, es decir, aumenta la carga de lodo. Durante la operación, la tasa de retorno debe reducirse gradual y ligeramente, y se deben observar de cerca las condiciones operativas del sistema, como el oxígeno disuelto, el rendimiento de sedimentación de lodos, la calidad del agua efluente y otros indicadores. Si la tasa de retorno se reduce demasiado rápido o demasiado, puede provocar una cantidad insuficiente de microorganismos en el tanque de aireación, lo que afecta el efecto del tratamiento.

El problema del envejecimiento de los lodos se puede solucionar reduciendo el tiempo de aireación o aumentando el vertido de lodos.

La expansión bacteriana filamentosa es otra razón del alto valor de SV30. El crecimiento de bacterias filamentosas se puede controlar controlando el nivel de oxígeno disuelto y agregando floculantes químicos. (Para este método específico, consulte mis otros artículos)

El rendimiento deficiente de la sedimentación de lodos suele manifestarse como un valor SV30 anormalmente bajo (utilizamos un indicador común como referencia, 15%-30%). Si es inferior al 15%. Esta situación puede deberse a las siguientes razones:

Alta carga orgánica: el contenido orgánico en el afluente es demasiado alto, lo que resulta en un crecimiento microbiano excesivo y una estructura de flóculos de lodo sueltos.

Nivel bajo de oxígeno disuelto (OD): cuando la concentración de OD es inferior a 2 mg/L, se mejora la desnitrificación en el lodo y se genera gas para hacer que el flóculo de lodo flote, lo que reduce el rendimiento de sedimentación. En funcionamiento real, al aumentar la concentración de OD a más de 4 mg/L, el valor SV30 se puede aumentar en aproximadamente un 10 %.

Cambio de temperatura: la temperatura tiene un efecto significativo sobre la actividad microbiana. En condiciones de baja temperatura, la actividad microbiana disminuye y el rendimiento de sedimentación de lodos se deteriora.

La concentración anormal de lodos puede manifestarse como valores anormalmente altos de SV30 superiores al 30%. (Utilizamos un indicador de uso común como referencia, 15%-30%.)

Baja carga orgánica: El contenido de materia orgánica en el afluente es demasiado bajo, lo que resulta en una concentración de lodos y un aumento de los valores de SV30.

Edad de lodos demasiado larga: La descarga prolongada sin lodos o la descarga insuficiente de lodos provoca una mayor edad y envejecimiento de los lodos y un aumento de los valores de SV30.

Valor de pH anormal: un valor de pH demasiado alto o demasiado bajo afectará el rendimiento de sedimentación del lodo.

El envejecimiento y la desintegración de los lodos es otra razón importante para el SV30 anormal, que generalmente se manifiesta como un aumento o fluctuación continuo en los valores de SV30.

Aireación excesiva: la aireación excesiva a largo plazo provoca la autooxidación de los microorganismos en el lodo, la destrucción de la estructura de los flóculos del lodo y un aumento de los valores de SV30.

Desequilibrio nutricional: El desequilibrio en la relación C/N/P, especialmente la falta de nitrógeno y fósforo, provocará el envejecimiento de los lodos.

Estrés ambiental: El estrés ambiental, como el choque de temperatura y la entrada de sustancias tóxicas, conducirá a la disminución de la actividad microbiana de los lodos y a su desintegración.

Los cambios en la carga del afluente y la calidad del agua tienen un impacto significativo en el SV30. El contenido excesivo o bajo de nutrientes como materia orgánica, nitrógeno y fósforo en el afluente puede afectar el SV30. Por ejemplo, cuando el contenido de materia orgánica en el afluente aumenta repentinamente, los microorganismos proliferarán en grandes cantidades, lo que resultará en un aumento en la cantidad de lodos activados, lo que a su vez aumenta el SV30; por el contrario, si los nutrientes son insuficientes y el crecimiento de microorganismos es limitado, puede provocar la defloculación del lodo y una reducción del rendimiento de la sedimentación. Aquí, la atención se centra en el mecanismo de impacto de la carga del afluente y los cambios en la calidad del agua en SV30, y se pone más énfasis en cómo los cambios en el contenido de nutrientes como la materia orgánica en el afluente conducen directamente a la proliferación o restricción del crecimiento de microorganismos. afectando así los resultados de SV30.

Valor de pH: demasiado alto o demasiado bajo afectará el proceso metabólico de los microorganismos, lo que puede hacer que las partículas de lodo se vuelvan más pequeñas, aumente la viscosidad y reduzca el rendimiento de la sedimentación.

Suplementación de nutrientes: cuando el contenido de nutrientes como nitrógeno y fósforo es demasiado bajo, los nutrientes se pueden complementar agregando fertilizantes nitrogenados y fertilizantes de fósforo.

Entrada de agua intermitente: adopte una estrategia de entrada de agua intermitente para reducir el impacto de una carga alta continua en el sistema de lodos activados.

El monitoreo del SV30 es un proceso continuo, que refleja el indicador sensible del estado de salud del sistema de lodos activados. Es necesario observarlo y ajustarlo constantemente. A medida que cambian la carga del afluente y la calidad del agua, el valor de SV30 también cambiará. Por lo tanto, el monitoreo continuo y el ajuste oportuno son esenciales para mantener el funcionamiento saludable del sistema de lodos activados.