Temperatura
Temperatura igra ključnu ulogu u procesu biološkog uzgoja. Trenutno, iako ovaj projekat prečišćavanja otpadnih voda još nije postigao preciznu kontrolu temperature biološkog sistema, mjerenje i analiza temperature u svakom biološkom reakcionom sistemu i svakoj operativnoj fazi još uvijek daje smjernice za proces aklimatizacije i kultivacije biološkog mulja. Pruža osnovu za objašnjavanje različitih pojava tokom procesa biološke kultivacije i pomaže menadžmentu i operaterima da donesu ispravne i pravovremene prosudbe u vezi sa radom i upravljanjem sistema.
Temperatura značajno utiče na nivo aktivnosti mikroorganizama u aktivnom mulju (uključujući anaerobne, fakultativne i aerobne procese), a utiče i na faktore kao što su rastvoreni kiseonik i brzina aeracije, kao i na brzinu bioloških reakcija.
Različite vrste mikroorganizama rastu u različitim temperaturnim rasponima, otprilike od 5 do 80 stepeni. Unutar ovog temperaturnog raspona mogu se podijeliti na minimalnu temperaturu rasta, maksimalnu temperaturu rasta i optimalnu temperaturu rasta. Na osnovu temperaturnog raspona na koji se mikroorganizmi prilagođavaju, mogu se podijeliti u tri kategorije: mezofilni, termofilni i kirfilni.
Mezofilni mikroorganizmi rastu na temperaturama u rasponu od 20 stepeni do 45 stepeni, psihrofilni rastu ispod 20 stepeni, a termofilni iznad 45 stepeni. U aerobnom biološkom tretmanu otpadnih voda dominiraju mezofilne bakterije, sa optimalnom temperaturom rasta i razmnožavanja od 20 do 37 stepeni. Kada temperatura pređe maksimalnu temperaturu rasta, proteini mikroorganizama brzo denaturiraju, a njihovi enzimski sistemi se uništavaju, što rezultira gubitkom aktivnosti; u teškim slučajevima, mikroorganizmi mogu umrijeti. Niske temperature smanjuju metaboličku aktivnost mikroorganizama, što dovodi do stanja prestanka rasta i razmnožavanja, iako i dalje zadržavaju vitalnost.
U anaerobnom biološkom tretmanu optimalni temperaturni opseg za mezofilne metanogene je između 20 i 40 stepeni, dok je za termofilne bakterije 50 do 60 stepeni. Anaerobni biološki tretman obično koristi temperature od 33 do 38 stepeni i 50 do 57 stepeni.
pH vrijednost
Različiti mikroorganizmi imaju različite raspone pH tolerancije. Na primjer, bakterije, aktinomicete, alge i protozoe imaju raspon pH tolerancije od 4 do 10. Većina bakterija uspijeva u neutralnim do blago alkalnim sredinama (pH 6,5-7,5); Bakterije koje-oksidiraju sumpor preferiraju kiselu sredinu, sa optimalnim pH od 3, ali mogu živjeti i u sredinama sa pH od 1,5; kvasci i plijesni zahtijevaju kiselo ili blago kiselo okruženje, s optimalnim pH od 3,0-6,0 i mogu se prilagoditi pH rasponu od 1,5-10. Održavanje optimalnog pH raspona je ključno u procesima biološke obrade otpadnih voda.
Na primjer, kada se koristi proces aktivnog mulja za pročišćavanje otpadnih voda, ako pH miješane tekućine u spremniku za aeraciju dostigne 9,0, protozoe će se promijeniti iz aktivnih u spore, ljepljive tvari u bakterijskim flokulama će se raspasti, struktura aktivnog mulja će biti oštećena, a učinkovitost tretmana će se značajno smanjiti. Ako pH utjecaja naglo padne, miješana tekućina u rezervoaru za aeraciju postaje kisela, struktura aktivnog mulja će se također promijeniti, a velika količina plutajućeg mulja će se pojaviti u sekundarnom taložnici. Dobro-kultivisani i zreli biološki sistemi posjeduju jaku otpornost na udarna opterećenja. Međutim, značajne fluktuacije pH mogu uticati na efikasnost reaktora, pa čak i uzrokovati mikrobnu toksičnost, što dovodi do kvara reaktora. To je zato što promjene pH vrijednosti mogu promijeniti naboj ćelije, utičući na apsorpciju nutrijenata i aktivnost enzima u mikrobnom metabolizmu.
Stoga je u tretmanu otpadnih voda korištenjem bioloških sistema ključno osigurati mikroorganizmima optimalan pH raspon kako bi se osigurao optimalan rad.
Potreba za kemijskim kisikom (COD)
Ispitivanje COD-a striktno se pridržava nacionalnih standarda za analizu kvaliteta otpadnih voda. COD je količina kisika koja se troši kada hemijski oksidanti oksidiraju organske zagađivače u vodi, izražena u mg/L. Veći COD ukazuje na viši nivo organskih zagađivača u vodi. Uobičajeni oksidansi uključuju kalijev dihromat i kalijum permanganat. Kada se kalijum permanganat koristi kao oksidans, izmjerena vrijednost se naziva CODMn ili jednostavno OC. Kada se kalijev dihromat koristi kao oksidans, izmjerena vrijednost se naziva CODCr ili jednostavno COD. Ako je sastav organske materije u otpadnoj vodi relativno stabilan, postoji određena proporcionalna veza između hemijske potražnje za kiseonikom (COD) i biohemijske potrebe za kiseonikom (BPK). Uopšteno govoreći, razlika između KPK kalijum dihromata i BPK prvog-stepena može se grubo predstaviti kao organska tvar koju ne mogu razgraditi aerobni mikroorganizmi.
Ispitivanje i analiza KPK važan je dio puštanja u rad i rada tretmana otpadnih voda. S jedne strane, pomaže da se razumiju uvjeti utjecaja i efluenta svake jedinice za tretman u toku procesa, osiguravajući stabilan dotok i sprječavajući velike fluktuacije i uticaje na sistem. S druge strane, posmatranjem promjena u COD-u u influentu i efluentu prije i nakon svake jedinice za tretman, pomaže u razumijevanju učinka tretmana i efikasnosti jedinice. Njegove važne funkcije mogu se sažeti u sljedeće tri tačke:
1. Obezbjeđivanje detaljnih koncentracija dotoka i efluenta, omogućavajući rukovodećem osoblju da prilagodi radne uslove u skladu sa promjenama koncentracije, osiguravajući normalan i stabilan rad sistema za prečišćavanje otpadnih voda;
2. Kao važan tehnički indikator, koji odražava operativni status i efikasnost tretmana svake jedinice za tretman;
3. Pružanje osnove za analizu, prosuđivanje i razumno objašnjenje različitih pojava i abnormalnosti koje se javljaju u čitavom sistemu.