Solucions per a l'excés de matèria orgànica
Deficiència o excés de nutrients
En el tractament d'aigües residuals, el creixement i el metabolisme dels microorganismes depenen de nutrients com el nitrogen i el fòsfor. En condicions normals, es compleixen aquests requisits de nutrients. Tanmateix, quan les aigües residuals industrials representen una gran proporció de l'afluent, les proporcions de carboni, nitrogen i fòsfor poden diferir de les de les aigües residuals domèstiques, provocant un desequilibri.
La relació C:N:P ideal és100:5:1per donar suport al creixement i metabolisme microbians òptims. Quan el carboni és insuficient, s'han d'afegir fonts de carboni fàcilment biodegradables. Si el nitrogen és insuficient, es poden complementar les fonts de nitrogen inorgànic com les sals d'amoni. Quan el fòsfor és insuficient, es poden afegir àcid fosfòric o sals de fosfat per restablir l'equilibri.
Valor de pH anormal
El pH és un paràmetre clau que afecta l'eficiència del tractament d'aigües residuals. En els processos de tractament biològic aeròbic, normalment el rang de pH òptim és6.5–7.5.
Si el pH cau per sota d'aquest rang, pot ser el resultat de la producció de substàncies àcides durant la fermentació anaeròbica o l'abocament d'aigües residuals industrials àcides. En aquests casos, s'ha d'ajustar el pH afegint productes químics com l'hidròxid de sodi, tot i que això augmenta els costos d'explotació. Les fluctuacions sobtades del pH són sovint causades per descàrregues industrials intermitents.
Alt contingut en oli
L'alt contingut d'oli afecta negativament el tractament d'aigües residuals. D'una banda, el petroli redueix l'eficiència de l'aeració perquè l'oxigen no es dissol fàcilment en el petroli, la qual cosa condueix a una transferència insuficient d'oxigen. D'altra banda, el petroli perjudica el rendiment de decantació dels fangs, provocant potencialment l'aglomeració dels fangs i un augment dels sòlids en suspensió (SS) a l'efluent.
Per solucionar aquest problema, s'han d'instal·lar unitats de pretractament com ara separadors d'oli o sistemes de flotació d'aire dissolt (DAF) per eliminar l'oli abans del tractament biològic.
Influència de la temperatura
La temperatura és un factor crític que afecta l'eficiència del tractament, ja que influeix directament en l'activitat microbiana i el metabolisme. En general, els microorganismes funcionen de manera òptima dins d'un rang de temperatura de15-30 graus.
La temperatura també afecta la decantació dels fangs en els clarificadors secundaris i l'eficiència de l'aireació. A l'hivern, quan les temperatures són baixes, s'han de prendre mesures per mantenir o augmentar la temperatura de l'aigua o millorar les condicions microbianes. A l'estiu, poden ser necessàries taxes d'aireació més altes per evitar el deteriorament de la qualitat de l'aigua a causa de la reducció de la solubilitat de l'oxigen.
Fòsfor total que supera els estàndards
Temperatura
Els organismes-acumulants de polifosfats (PAO) creixen més lentament a temperatures baixes. L'eliminació biològica de fòsfor funciona millor a temperatures superiors10 graus. Per tant, la temperatura del reactor s'ha de mantenir dins d'un rang adequat per garantir una activitat PAO estable.
Valor pH
El pH és un factor important en l'eliminació biològica de fòsfor. El rang òptim és6.5–8.0. El pH baix inhibeix l'alliberament de fòsfor, mentre que el pH alt millora lleugerament l'absorció de fòsfor. Mantenir un pH estable és essencial per a l'activitat PAO.
Oxigen dissolt (DO)
L'oxigen dissolt afecta significativament el metabolisme de la PAO. A la zona anaeròbica, la DO s'ha de mantenir per sota0,3 mg/Lper preservar les condicions anaeròbiques. A la zona aeròbica, el DO hauria de ser com a mínim2 mg/lper assegurar una absorció suficient de fòsfor.
Nitrat de nitrogen al tanc anaeròbic
El nitrat inhibeix l'alliberament i l'absorció de fòsfor per part dels PAO. Per tant, la concentració de nitrats a la zona anaeròbica s'ha de controlar a continuació1,5 mg/L.
Edat del fang (SRT)
L'edat dels fangs és un paràmetre clau que afecta el creixement de la PAO. Una edat de fang més curta afavoreix l'eliminació del fòsfor; tanmateix, l'edat excessivament curta dels fangs pot afectar negativament l'eliminació del nitrogen, ja que els bacteris nitrificants requereixen temps de retenció més llargs.
Relació COD/TP
La relació COD/TP reflecteix la disponibilitat de substrat per a PAO. Per garantir una energia suficient per a l'eliminació del fòsfor, el COD/TP hauria de ser superior a15. Si és massa baixa, l'eficiència d'eliminació de fòsfor disminuirà.
DQO fàcilment biodegradable
Es refereix a la matèria orgànica que els PAO poden utilitzar fàcilment. Admet l'alliberament de fòsfor en condicions anaeròbiques i millora l'absorció de fòsfor durant la fase aeròbica. Augmentar el DQO fàcilment biodegradable a l'afluent millora el rendiment d'eliminació de fòsfor.
Glicogen
El glicogen serveix com a font d'energia interna per als PAO. L'aeració excessiva pot esgotar les reserves de glucogen, reduint l'eficiència d'eliminació de fòsfor. Per tant, l'aireació s'ha de controlar acuradament.
Temps de retenció hidràulica (HRT)
En l'etapa anaeròbica, la TRH ha de ser suficient per permetre l'alliberament complet de fòsfor. Tanmateix, una HRT excessivament llarga pot deteriorar el rendiment de decantació de fangs i reduir l'eficiència global.
Relació de recirculació (R)
La relació de recirculació es refereix al flux de fang de retorn en relació amb el flux d'afluent. Una proporció baixa pot provocar l'acumulació de fangs al clarificador secundari, afectant l'alliberament de fòsfor. Una proporció alta augmenta el consum d'energia i pot reduir l'eficiència del sistema.
Un rang adequat (per exemple,50–70%) s'ha de mantenir.
Sòlids en suspensió que superen els estàndards
Paràmetres secundaris del tanc de decantació
El disseny i el funcionament dels clarificadors secundaris afecten directament l'eliminació de sòlids en suspensió. Un temps de retenció hidràulic (HRT) insuficient provoca una sedimentació incompleta. La càrrega superficial excessiva o la càrrega de sòlids també redueix l'eficiència de sedimentació.
Solucions:
Augmentar la TRH a3-4 hores
Controla la càrrega de la superfície interior0.6–1.2 m³/(m²·h)
Mantenir la càrrega de sòlids a continuació150 kg MLSS/(m²·d)
Qualitat dels fangs activats
Les característiques dels fangs-incloent-hi la capacitat d'adsorció, l'activitat biològica, la sedimentació i el rendiment d'espessiment-afecten directament l'eliminació de SS. La mala qualitat dels fangs condueix a una mala qualitat dels efluents.
Solucions:
Optimitzar les condicions de funcionament (temperatura, OD, nutrients)
Millorar el retorn dels fangs i el control dels residus
Mantenir una edat adequada dels fangs
Influeixen SS i BOD₅
SS i DBO₅ d'alt influència augmenten la càrrega de fangs, afecten la relació MLVSS i poden provocar l'envelliment dels fangs, donant lloc a una mala eliminació de SS.
Solucions:
Reforçar el control de font aigües amunt
Reduir la càrrega contaminant influent
Substàncies tòxiques
Els compostos tòxics com els àcids forts, els àlcalis i els metalls pesants inhibeixen l'activitat microbiana i danyen les estructures cel·lulars, reduint l'eficiència del tractament.
Solucions:
Implementar un estricte control d'abocaments industrials
Introduir processos de pretractament per eliminar substàncies tòxiques
Efectes de la temperatura
La temperatura influeix significativament en l'activitat microbiana i el rendiment de sedimentació. L'activitat microbiana òptima es produeix a20-30 graus. Fora d'aquest rang, l'eficiència del tractament disminueix.
Solucions:
Aplicar mesures de calefacció en condicions de fred
Optimitzeu el disseny del clarificador per minimitzar l'impacte de la temperatura