Наши друзья, занимающиеся очисткой сточных вод, ежедневно работающие с активным илом, знают, что это как группа «воинов-гурманов», которые полагаются на органические вещества в воде для работы. Но знаете что? Если эти солдаты хотят хорошо работать, одного «питания» недостаточно, им также нужны различные «пищевые добавки», среди которых фосфор является особенно важным. Если в воде не хватает фосфора, активный ил не будет активным, и в будущем возникнет много проблем. Сегодня давайте разберем это и поговорим об этом.
Прежде всего, нам нужно понять, что делает фосфор для микроорганизмов в активном иле. Подумайте об этом, микроорганизмам нужно расти, размножаться и синтезировать различные ферменты для разложения органических веществ, и все это зависит от фосфора. Давайте поговорим о генетическом материале ДНК в клетках, он не может быть синтезирован без фосфора; Есть также вещества, отвечающие за передачу энергии, такие как АТФ и фосфор, которые являются основными компонентами. Проще говоря, фосфор — это как «энергетическая батарея» и «строительный материал для роста» микроорганизмов. Без него микроорганизмам будет трудно выжить, не говоря уже о работе по очистке сточных вод.
Если фосфора действительно не хватает, какие изменения произойдут в активном иле в первую очередь? Самое интуитивное — ухудшение осаждаемости ила. Первоначально активный ил был хорошим, и после осаждения надосадочная жидкость была прозрачной, а слой ила — компактным. Однако, когда наблюдался дефицит фосфора, вы обнаружите, что отстойник заполнен разбросанным илом, как слой «хлопковой ваты», плавающей на нем, а надосадочная жидкость становится мутной. Почему это происходит? Из-за дефицита фосфора микроорганизмы не могут нормально синтезировать клеточные стенки и капсульные структуры, что делает клеточные стенки хрупкими и склонными к выделению некоторых маловязких полисахаридов. Таким образом, частицы ила не могут хорошо собираться вместе и становятся «разбросанными солдатами», естественно, неспособными утонуть. Иногда может возникнуть ситуация «вздутия ила», когда ил во всем аэротенке плавает. При измерении концентратомером ила концентрация выглядит не низкой, но она вся виртуальная и не имеет боевой эффективности.
Переходя к эффекту обработки, это то, что нас больше всего волнует. Дефицит фосфора в первую очередь влияет на эффективность удаления органических веществ. Микроорганизмы изначально ели органические вещества так же легко, как мы едим, но после дефицита фосфора они даже не могли синтезировать ферменты, расщепляющие органические вещества, и органические вещества, которые они ели, не могли быть полностью разложены, оставаясь только на промежуточной стадии продукта. Вы можете проверить ХПК (химическое потребление кислорода), чтобы узнать. ХПК на входе довольно высокое, но ХПК на выходе все равно не может быть снижено. Иногда ХПК на выходе может быть даже выше, чем раньше — дело не в том, что микроорганизмы не работают, а в том, что они не могут разлагать и даже выделять некоторые органические вещества из своих тел.
Помимо органических веществ, может также пострадать удаление азота. В настоящее время многие очистные сооружения должны проводить денитрификацию, полагаясь на нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии. Нитрифицирующие бактерии превращают аммонийный азот в нитратный азот, а денитрифицирующие бактерии превращают нитратный азот в азот и высвобождают его. Но оба типа бактерий особенно чувствительны к фосфору, особенно денитрифицирующие бактерии. При дефиците фосфора дыхание денитрифицирующих бактерий подавляется, и они не могут использовать нитратный азот в качестве акцептора электронов. В результате содержание нитратного азота в сточных водах резко возрастает, и эффект денитрификации напрямую «уменьшается вдвое». Иногда вы можете обнаружить, что растворенного кислорода в аэротенке достаточно, но скорость удаления аммонийного азота не может увеличиться. После проверки очень вероятно, что нехватка фосфора приводит к активности нитрифицирующих бактерий.
Давайте поговорим о количестве и свойствах ила. Дефицит фосфора может замедлить скорость роста и размножения микроорганизмов. Первоначально они могли размножаться один раз в день, но после дефицита фосфора может потребоваться два или три дня, чтобы размножиться один раз, что приведет к уменьшению роста ила. Некоторые друзья могут подумать, что «меньше ила — это хорошо, избавляет от необходимости обрабатывать ил», но на самом деле это не так — меньше ила означает меньше микроорганизмов, которые могут работать, что в долгосрочной перспективе приведет к «нехватке сил» во всей системе активного ила. При столкновении с небольшим ударным воздействием, таким как внезапное увеличение органических веществ на входе, система не может выдержать его и склонна к разрушению. Кроме того, свойства ила с дефицитом фосфора также изменятся, например, увеличится влажность. Первоначально влажность илового кека можно было контролировать ниже 80% после обезвоживания, но после дефицита фосфора она может подняться выше 85%. Последующая стоимость утилизации ила напрямую увеличится, будь то захоронение или сжигание, что потребует больше денег.
Еще один легко упускаемый из виду момент заключается в том, что дефицит фосфора может сделать систему активного ила особенно «хрупкой» и иметь плохую ударопрочность. В нормальных условиях, даже если есть небольшие колебания качества поступающей воды, микроорганизмы могут медленно адаптироваться; Но когда наблюдается дефицит фосфора, сами микроорганизмы находятся в состоянии «недоедания», с небольшими колебаниями, такими как изменения pH, падение температуры или наличие следовых количеств токсичных веществ в воде, что облегчает массовую гибель микроорганизмов. Вы обнаружите, что пена в аэротенке внезапно становится все больше и больше, с рыбным запахом. Возьмите немного ила для микроскопического исследования, и вы увидите тела многих микроорганизмов. Активные простейшие (например, коловертки и коловратки) почти невидимы, но они все метазои (например, нематоды) с высокой устойчивостью к загрязнению, что указывает на то, что система вышла из строя.
Как мы можем определить, есть ли дефицит фосфора? На самом деле есть несколько простых способов. Во-первых, можно измерить содержание фосфора во входящем потоке и активном иле. Вообще говоря, содержание фосфора в активном иле (в пересчете на сухой ил) должно составлять от 1,5% до 2,5%. Если оно ниже 1%, весьма вероятно, что наблюдается дефицит фосфора. Кроме того, можно увидеть внешний вид ила. Упомянутые явления плохой осаждаемости, мутной надосадочной жидкости и большего количества пены можно использовать в качестве ориентира. Другое дело — проверить эффект обработки. Если скорость удаления ХПК, аммонийного азота и нитратного азота внезапно снижается одновременно, после исключения таких факторов, как растворенный кислород, значение pH и температура, необходимо проверить, нет ли недостатка фосфора.
Если вам действительно не хватает фосфора, не паникуйте. Самый прямой способ — восполнить фосфор. Обычно используемые добавки фосфора включают суперфосфат, дигидрофосфат калия и гидрофосфат динатрия. Конкретное количество, которое необходимо добавить, зависит от содержания фосфора во входящем потоке, концентрации ила и целей обработки. Например, если вы хотите увеличить содержание фосфора в активном иле до 2%, вы можете рассчитать, сколько фосфора необходимо добавить, исходя из сухого веса ила, а затем добавлять его в несколько приемов — не добавляйте слишком много сразу, иначе это может привести к избытку фосфора в сточных водах, что еще более хлопотно. Кроме того, его также можно контролировать от источника, например, проверив, нет ли слишком много промышленных сточных вод в воде и не является ли содержание фосфора уже низким. Если предприятия, расположенные выше по течению, могут быть скоординированы для корректировки качества сточных вод и коренного решения проблемы дефицита фосфора, это будет еще лучше.
В целом, хотя доля фосфора в системах активного ила невелика, это определенно ключевой питательный элемент, который может оказать волновое воздействие на весь организм. Нехватка фосфора, микроорганизмы
