Prekomerna vsebnost skupnega fosforja v odplakah je ena najbolj težavnih težav v sistemih AAO. Pri odpravljanju težav ljudje običajno razmišljajo o tem, ali je vir ogljika zadosten? Ali je blato v dobrem stanju? Ali je treba dodati kemikalije za odstranjevanje fosforja?
Vsa ta navodila so pravilna, vendar obstaja vzrok-dolgotrajnega-pretiranega prezračevanja, ki ga zlahka spregledamo.
V industriji obstaja splošno mnenje: večja kot je prezračevanje in višja kot je raztopljeni kisik (DO), močnejši je aerobni vnos fosforja in bolj stabilen je sistem za odstranjevanje fosforja. To dejansko ni tako-prekomerno prezračevanje lahko tiho oslabi učinkovitost biološkega odstranjevanja fosforja, zaradi česar postane »nevidni morilec«. To ne bo povzročilo takojšnjega kolapsa sistema, vendar bo postopoma oslabilo "vitalnost" bakterij, ki kopičijo polifosfat-, kar bo sčasoma privedlo do posebej zmedenega pojava: anaerobni del je normalen, vendar skupni fosfor v iztoku še naprej presega standard.
I. Kaj točno je biološko odstranjevanje fosforja?
Postopek AAO se za odstranjevanje fosforja opira na vrsto bakterij, imenovanih polifosfat{0}}akumulacijske bakterije. V anaerobnem in aerobnem okolju izvajajo dva izmenična procesa:
Anaerobna stopnja: bakterije,-ki kopičijo polifosfate (PAB), najprej razgradijo polifosfate v svojih celicah, pri čemer fosfate sprostijo v vodo in pridobijo energijo. To energijo nato uporabijo za absorpcijo kratko{2}}verižnih maščobnih kislin (kot je ocetna kislina) iz odpadne vode in jih pretvorijo v PHB za shranjevanje.
Aerobna stopnja: PPB razgradijo PHB v svojih celicah, da pridobijo energijo. To energijo nato uporabijo za absorbcijo velikih količin fosfatov iz vode, sintetizirajo polifosfate in jih ponovno shranijo v svojih celicah.
Nazadnje se odstranitev fosforja doseže z odstranjevanjem blata: PPB-, bogati s fosforjem, se izločijo iz sistema z odvajanjem odvečnega blata, s čimer se iz vode odstrani fosfor.
Ključna točka celotnega procesa je jasna: količina PHB, sintetiziranega v anaerobni fazi, neposredno določa količino fosforja, ki se lahko absorbira v aerobni fazi. Zadostne rezerve PHB povzročijo zadostno absorpcijo fosforja; nezadostne rezerve PHB zmanjšajo sposobnost absorpcije fosforja.
II. Kaj uniči prekomerno prezračevanje?
V normalnih pogojih prezračevanja se raztopljeni kisik v aerobnem rezervoarju vzdržuje v razumnem območju. PPB bodo porabili PHB po potrebi, pri čemer bodo imeli prednost pri absorpciji fosforja, kar bo povzročilo stabilno odstranitev fosforja.
Težave pa nastanejo, ko je prezračevanje prekomerno in je raztopljenega kisika v aerobnem območju še vedno veliko: ko je raztopljenega kisika previsoko, bakterije, ki kopičijo polifosfat- (PAB), ne uporabljajo le PHB za absorpcijo fosforja, temveč porabijo tudi veliko količino PHB za "ohranjanje lastnega osnovnega metabolizma". To je najbolj zmeden pojav, opažen na-na lokaciji: sproščanje fosforja v anaerobnem območju je povsem normalno, vendar se skupni fosfor v iztoku ne bo zmanjšal.
Razlog pravzaprav ni zapleten: proces "shranjevanja hrane" v anaerobnem območju je nespremenjen, v aerobnem območju pa se PHB PPA prekomerno porabijo, zaradi česar ostane premalo energije za -absorpcijo fosforja v velikem obsegu. Ker nekateri PPA ne morejo absorbirati fosforja iz vode, bodo celo sprostili fosfor v obratnem procesu, kar na koncu privede do previsokih ravni fosfatov v odplakah.
III. Dejanski primer: nenadzorovano prezračevanje, padajoča učinkovitost odstranjevanja fosforja
Niz-merjenih podatkov na kraju samem jasno ponazarja težavo: V čistilni napravi je bil RK na sprednjem koncu aerobne posode nadzorovan pri okoli 2 mg/L (v razumnem razponu), vendar na koncu ni bilo posebnega nadzora in prekomerno prezračevanje je povzročilo skok RK na koncu nad 5 mg/L.
Posledično se je zmogljivost sistema za odstranjevanje fosforja hitro poslabšala: ravni fosfatov v iztoku so narasle z običajnih 0,37 mg/L na 5,7 mg/L; stopnja biološkega odstranjevanja fosforja je padla, skoraj popolnoma odpovedala.
Kasneje je vzdrževalno osebje stabiliziralo raztopljeni kisik (DO) v celotnem aerobnem rezervoarju na 2-3 mg/L in sistem se je počasi obnovil. Po približno dveh tednih stabilnega delovanja so ravni fosforja v iztoku padle na 0,89 mg/L, učinkovitost odstranjevanja fosforja pa se je vrnila na načrtovano vrednost.
Degradacije odstranjevanja fosforja, ki jo povzroči čezmerno prezračevanje, ni mogoče popraviti takoj po prilagoditvi parametrov.
Ko se PHB prekomerno zaužije, bakterije,-ki kopičijo polifosfat, preidejo v stanje "endogenega dihanja"-začnejo razgrajevati lastni celični material za preživetje, kar škoduje splošni dejavnosti bakterijske skupnosti. Za ponovno -vzpostavitev stabilne zmogljivosti odstranjevanja fosforja sistem potrebuje dovolj časa, da se polifosfatne{4}}bakterije kopičijo in ponovno -akumulirajo PHB. Ta postopek običajno traja od nekaj dni do nekaj tednov, odvisno od obsega škode. To je tudi glavni razlog, zakaj mnoge rastline po prilagoditvi prezračevanja ne vidijo rezultatov-ne gre za to, da so prilagoditve nepravilne, ampak za to, da ni pravi čas.
IV. Te 3 situacije bodo najverjetneje povzročile neopaženo prekomerno-zračenje
1. Deževni dnevi ali nizka-obremenitev pritoka: Ko dežuje ali je količina industrijske odpadne vode manjša kot običajno, koncentracija organske snovi v dotoku znatno pade. Blato porabi manj kisika, zato je tudi zahtevana raven kisika nižja. Če stopnja prezračevanja ostane enaka, bo kisik neizkoriščen, zaradi česar bo raztopljeni kisik (DO) nenehno naraščal in izčrpal PHB bakterij, ki kopičijo polifosfat-. Če se stopnja prezračevanja ne prilagodi takoj po zmanjšanju dotočne obremenitve in se visoka prezračenost ohranja daljše obdobje, je ta učinek "vrele žabe" prekomernega-zračenja najbolj zahrbten. Učinkovitost odstranjevanja fosforja lahko v nekaj mesecih počasi upada, dokler nenadoma preseže standard.
2. Osredotočanje le na sprednji del, zanemarjanje zadnjega dela: veliko obratov namesti samo sonde DO na sprednji del aerobne posode. Počutijo se pomirjeni, ko je DO na sprednjem delu videti normalno, vendar se v predelkih zadaj pogosto pojavi pre-prezračevanje. V resnici, ko je splošna stopnja prezračevanja previsoka, je zadnji del aerobne posode tam, kjer je DO najverjetneje visok, in tam je tudi tam, kjer je PHB "končno izčrpan".
V. Praktični predlogi
1. Spremenite navado "višja je zračnost, bolje je"
Priporočena raven raztopljenega kisika (DO) v aerobnem rezervoarju je med 2-3 mg/L in se izogibajte preseganju 4 mg/L za daljša obdobja. Posebej bodite pozorni na raztopljeni kisik na koncu aerobne posode, ne samo na zgornji ravni.
2. Proaktivno zmanjšajte prezračevanje v obdobjih nizke-obremenitve
V primeru dežja ali nizke koncentracije dotoka takoj zmanjšajte stopnjo prezračevanja, da ohranite rezervo PHB bakterij, ki kopičijo polifosfat-.
3. Uporabite alternativni pristop pri raziskovanju čezmernega skupnega fosforja
Če je sproščanje fosforja v anaerobni fazi normalno, vendar je fosfor v iztoku še vedno visok, preverite prekomerno prezračevanje. Preverite tudi zadrževalni čas sekundarne sedimentacijske posode, DO, ki ga prenaša refluks, čezmerni nitratni dušik in zadosten izpust blata. Ne dodajajte takoj velikih količin kemikalij za odstranjevanje fosforja-to poveča stroške in lahko prikrije pravo težavo.
4. Po prilagoditvi DO bodite potrpežljivi
Ko potrdite, da prekomerno prezračevanje povzroča poslabšanje odstranjevanja fosforja, zmanjšajte raven DO in pustite sistemu nekaj časa. Pogoste prilagoditve parametrov lahko dejansko večkrat šokirajo bakterijsko skupnost in upočasnijo njeno okrevanje.
5. Preprečite "povratni tok kisika" Če voda z visokim-DO iz aerobne posode vstopi v anaerobno ali anoksično posodo prek recirkulacije blata ali mešane tekočine, bo motila anaerobno okolje in neposredno vplivala na sintezo PHB z bakterijami,-ki kopičijo polifosfat. V idealnem primeru bi moral sistem za recirkulacijo imeti anoksično varovalno območje ali nadzorovati razmerje recirkulacije, da se zmanjša vnos kisika.
Navsezadnje ključ do biološkega odstranjevanja fosforja AAO ni drastično povečanje prezračevanja ali preprosto dodajanje virov ogljika, temveč ohranjanje ravnovesja "energetskega računa" PHB za bakterije,-ki kopičijo polifosfat.
Nezadostno prezračevanje vodi do neustreznega vnosa fosforja; prekomerno prezračevanje izčrpa polifosfat-, zaradi česar se prezgodaj kopičijo bakterijske "nasloge", kar znatno zmanjša ali celo izniči učinkovitost biološkega odstranjevanja fosforja. Za delovanje in vzdrževanje je nadziranje raztopljenega kisika v aerobnem rezervoarju najpomembnejše. Ko ravni skupnega fosforja presežejo standard, je upoštevanje več plasti in izvajanje dodatnih meritev pogosto bolj učinkovito kot slepo prilagajanje parametrov ali dodajanje kemikalij.
Opomba: PHB je okrajšava za poli- -hidroksimasleno kislino, ki je snov za shranjevanje energije v polifosfatnih bakterijah.