ความล้มเหลวในการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพของ AAO: อย่าเพิกเฉยต่อ 'นักฆ่าที่มองไม่เห็น' ของการเติมอากาศมากเกินไป

ฟอสฟอรัสรวมที่มากเกินไปในน้ำทิ้งเป็นปัญหาที่ลำบากที่สุดปัญหาหนึ่งในระบบ AAO เมื่อแก้ไขปัญหา ผู้คนมักจะพิจารณาว่า: แหล่งคาร์บอนเพียงพอหรือไม่ ตะกอนอยู่ในสภาพดีหรือไม่? ควรเติมสารเคมีกำจัดฟอสฟอรัสหรือไม่?

คำแนะนำเหล่านี้ถูกต้องทั้งหมด แต่ก็มีสาเหตุที่มองข้ามได้ง่ายว่ามีการเติมอากาศมากเกินไป-ในระยะยาว-

มีการรับรู้ทั่วไปในอุตสาหกรรม: ยิ่งเติมอากาศและออกซิเจนละลายน้ำ (DO) มากเท่าใด การดูดซึมฟอสฟอรัสแบบแอโรบิกก็จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น และระบบกำจัดฟอสฟอรัสก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น จริงๆ แล้วนี่ไม่ใช่กรณี-การเติมอากาศมากเกินไปอาจทำให้ประสิทธิภาพของการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพลดลงอย่างเงียบๆ ทำให้มันกลายเป็น "นักฆ่าที่มองไม่เห็น" มันจะไม่ทำให้ระบบล่มทันที แต่จะค่อยๆ ลด "พลังชีวิต" ของแบคทีเรียที่สะสมโพลีฟอสเฟต-ลง และในที่สุดก็นำไปสู่ปรากฏการณ์ที่น่าสับสนเป็นพิเศษ: ส่วนแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นเป็นเรื่องปกติ แต่ฟอสฟอรัสรวมในน้ำทิ้งยังคงเกินมาตรฐาน

กระบวนการ AAO อาศัยแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่เรียกว่าโพลีฟอสเฟต-ซึ่งสะสมแบคทีเรียเพื่อกำจัดฟอสฟอรัส พวกเขาดำเนินการสองกระบวนการสลับกันภายใต้สภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจนและแบบแอโรบิก:
ระยะไร้อากาศ: โพลีฟอสเฟต-แบคทีเรียที่สะสม (PAB) จะสลายโพลีฟอสเฟตภายในเซลล์ในขั้นแรก จากนั้นปล่อยฟอสเฟตลงไปในน้ำและได้รับพลังงาน จากนั้นพวกเขาก็ใช้พลังงานนี้เพื่อดูดซับ-กรดไขมันสายสั้น (เช่น กรดอะซิติก) จากน้ำเสีย และแปลงเป็น PHB เพื่อกักเก็บ
ระยะแอโรบิก: PPB สลาย PHB ภายในเซลล์เพื่อให้ได้พลังงาน จากนั้นพวกเขาก็ใช้พลังงานนี้เพื่อดูดซับฟอสเฟตจำนวนมากจากน้ำ สังเคราะห์โพลีฟอสเฟตและกักเก็บพวกมันอีกครั้งภายในเซลล์ของพวกเขา
สุดท้ายนี้ การกำจัดฟอสฟอรัสทำได้โดยการกำจัดตะกอน: PPB ที่มีฟอสฟอรัส-จะถูกกำจัดออกจากระบบโดยการปล่อยตะกอนส่วนเกินออกไป ซึ่งจะเป็นการกำจัดฟอสฟอรัสออกจากน้ำ
จุดสำคัญของกระบวนการทั้งหมดนั้นชัดเจน: ปริมาณของ PHB ที่สังเคราะห์ขึ้นในระยะไร้ออกซิเจนจะกำหนดปริมาณฟอสฟอรัสที่สามารถดูดซึมได้ในระยะแอโรบิกโดยตรง ปริมาณสำรอง PHB ที่เพียงพอส่งผลให้มีการดูดซึมฟอสฟอรัสเพียงพอ ปริมาณสำรอง PHB ที่ไม่เพียงพอจะลดความสามารถในการดูดซับฟอสฟอรัส

ภายใต้สภาวะการเติมอากาศปกติ ออกซิเจนที่ละลายในถังแอโรบิกจะคงอยู่ภายในช่วงที่เหมาะสม PPB จะใช้ PHB ตามความจำเป็น โดยจัดลำดับความสำคัญของการดูดซับฟอสฟอรัส ส่งผลให้การกำจัดฟอสฟอรัสมีความเสถียร

อย่างไรก็ตาม ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อการเติมอากาศมากเกินไปและออกซิเจนที่ละลายในโซนแอโรบิกยังคงสูง: เมื่อออกซิเจนที่ละลายน้ำสูงเกินไป โพลีฟอสเฟต{0}}แบคทีเรียที่สะสม (PAB) ไม่เพียงแต่ใช้ PHB เพื่อดูดซับฟอสฟอรัสเท่านั้น แต่ยังใช้ PHB จำนวนมากเพื่อ "รักษาระดับการเผาผลาญขั้นพื้นฐานของตัวเอง" นี่เป็นปรากฏการณ์ที่น่างงที่สุดที่พบใน-ไซต์: การปล่อยฟอสฟอรัสในโซนไร้ออกซิเจนเป็นเรื่องปกติโดยสมบูรณ์ แต่ฟอสฟอรัสรวมในน้ำทิ้งจะไม่ลดลง

เหตุผลนั้นไม่ซับซ้อนจริงๆ กระบวนการ "กักเก็บอาหาร" ในโซนแอนแอโรบิกจะไม่ได้รับผลกระทบ แต่ในโซนแอโรบิก PHB ของ PPA จะถูกใช้มากเกินไป ทำให้มีพลังงานไม่เพียงพอสำหรับการดูดซึมฟอสฟอรัสในปริมาณมาก- ไม่สามารถดูดซับฟอสฟอรัสจากน้ำได้ PPA บางตัวอาจปล่อยฟอสฟอรัสในกระบวนการย้อนกลับ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะทำให้ระดับฟอสเฟตในน้ำทิ้งมากเกินไป

ชุดข้อมูลการตรวจวัดบน-ที่ไซต์งานแสดงให้เห็นปัญหาอย่างชัดเจน: ที่โรงบำบัดน้ำเสีย DO ที่ส่วนหน้าของถังแอโรบิกถูกควบคุมที่ประมาณ 2 มก./ลิตร (ภายในช่วงที่เหมาะสม) แต่ไม่มีการควบคุมเฉพาะในตอนท้าย และการเติมอากาศมากเกินไปทำให้ DO ที่ส่วนท้ายเพิ่มสูงขึ้นมากกว่า 5 มก./ลิตร

ส่งผลให้ความสามารถในการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบลดลงอย่างรวดเร็ว: ระดับฟอสเฟตของน้ำทิ้งเพิ่มขึ้นจากปกติ 0.37 มก./ลิตร เป็น 5.7 มก./ลิตร; อัตราการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพลดลง ล้มเหลวเกือบทั้งหมด

ต่อมา เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาทำให้ออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ในถังแอโรบิกทั้งหมดมีความเสถียรที่ 2-3 มก./ลิตร และระบบจะฟื้นตัวอย่างช้าๆ หลังจากการทำงานที่เสถียรประมาณสองสัปดาห์ ระดับฟอสฟอรัสของน้ำทิ้งลดลงเหลือ 0.89 มก./ลิตร และประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสกลับคืนสู่ค่าที่ออกแบบ

การเสื่อมสภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสที่เกิดจากการเติมอากาศมากเกินไปไม่สามารถซ่อมแซมได้ทันทีหลังจากปรับพารามิเตอร์

เมื่อมีการบริโภค PHB มากเกินไป แบคทีเรียที่สะสมโพลีฟอสเฟต-จะเข้าสู่สภาวะ "การหายใจภายในร่างกาย" -พวกมันจะเริ่มสลายตัววัสดุเซลล์ของตัวเองเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้ ซึ่งทำลายกิจกรรมโดยรวมของชุมชนแบคทีเรีย เพื่อ-สร้างความสามารถในการกำจัดฟอสฟอรัสที่เสถียรอีกครั้ง ระบบต้องใช้เวลาเพียงพอสำหรับโพลีฟอสเฟต-ที่สะสมแบคทีเรียในการสืบพันธุ์และ-สะสม PHB อีกครั้ง โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะใช้เวลาหลายวันถึงหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับขอบเขตของความเสียหาย นี่เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้พืชหลายชนิดไม่เห็นผลลัพธ์หลังจากปรับการเติมอากาศ-ไม่ใช่ว่าการปรับไม่ถูกต้อง แต่เป็นเวลาไม่ถูกต้อง

1. วันที่ฝนตกหรือต่ำ-ปริมาณน้ำที่มีอิทธิพล: เมื่อฝนตกหรือปริมาณน้ำเสียอุตสาหกรรมน้อยกว่าปกติ ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุในน้ำที่ไหลเข้าจะลดลงอย่างมาก กากตะกอนใช้ออกซิเจนน้อยลง ดังนั้นระดับออกซิเจนที่ต้องการจึงลดลงด้วย หากอัตราการเติมอากาศยังคงเท่าเดิม ออกซิเจนจะไม่ถูกใช้ ส่งผลให้ออกซิเจนละลายน้ำ (DO) เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และทำให้ PHB ของโพลีฟอสเฟต-แบคทีเรียที่สะสมอยู่หมดไป หากอัตราการเติมอากาศไม่ได้ปรับทันทีหลังจากที่ปริมาณอากาศที่ไหลเข้าลดลง และการเติมอากาศในระดับสูงถูกรักษาไว้เป็นระยะเวลานาน ผล "กบเดือด" ของการเติมอากาศมากเกินไป-ถือเป็นสิ่งที่ร้ายกาจที่สุด ประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสอาจค่อยๆ ลดลงในช่วงหลายเดือนจนเกินมาตรฐานกะทันหัน

2. มุ่งเน้นไปที่ส่วนหน้าเท่านั้น โดยไม่สนใจส่วนหลัง: โรงงานหลายแห่งติดตั้งหัววัด DO ที่ส่วนหน้าของถังแอโรบิกเท่านั้น พวกเขารู้สึกมั่นใจเมื่อ DO ที่ส่วนหน้าดูเหมือนปกติ แต่การเติมอากาศเกิน-มักเกิดขึ้นในช่องด้านหลัง ในความเป็นจริง เมื่ออัตราการเติมอากาศโดยรวมสูงเกินไป ด้านหลังของถังแอโรบิกคือจุดที่ DO มีแนวโน้มที่จะสูงที่สุด และยังเป็นจุดที่ PHB "หมดลงในที่สุด" ด้วย

1. เปลี่ยนนิสัย “ยิ่งเติมอากาศยิ่งดี”
ระดับออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ที่แนะนำในถังแอโรบิกคือระหว่าง 2-3 มก./ลิตร และหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิน 4 มก./ลิตรเป็นเวลานาน ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับออกซิเจนละลายน้ำที่ส่วนท้ายของถังแอโรบิก ไม่ใช่แค่ระดับต้นน้ำเท่านั้น

2. ลดการเติมอากาศในเชิงรุกในระหว่างช่วงโหลดต่ำ-
ในกรณีที่มีฝนตกหรือมีความเข้มข้นต่ำ ให้ลดอัตราการเติมอากาศทันทีเพื่อรักษาค่า PHB สำรองของโพลีฟอสเฟต-แบคทีเรียที่สะสมอยู่

3. มีแนวทางอื่นในการตรวจสอบฟอสฟอรัสรวมที่มากเกินไป

หากการปล่อยฟอสฟอรัสในระยะแอนแอโรบิกเป็นเรื่องปกติ แต่ฟอสฟอรัสของน้ำทิ้งยังอยู่ในระดับสูง ให้ตรวจสอบว่ามีการเติมอากาศมากเกินไปหรือไม่ นอกจากนี้ ให้ตรวจสอบเวลาการกักเก็บถังตกตะกอนรอง DO ที่ไหลย้อน ไนเตรตไนโตรเจนที่มากเกินไป และการปล่อยตะกอนที่เพียงพอ อย่าเติมสารเคมีกำจัดฟอสฟอรัสจำนวนมากในทันที-ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและอาจปกปิดปัญหาที่แท้จริงได้

4. อดทนหลังจากปรับ DO
หลังจากยืนยันว่าการเติมอากาศมากเกินไปทำให้การกำจัดฟอสฟอรัสเสื่อมสภาพ ให้ลดระดับ DO และปล่อยให้ระบบใช้เวลาสักครู่ การปรับพารามิเตอร์บ่อยครั้งอาจทำให้ชุมชนแบคทีเรียตกใจซ้ำแล้วซ้ำเล่า ส่งผลให้การฟื้นตัวช้าลง

5. ป้องกัน "การไหลของออกซิเจนย้อนกลับ" หากน้ำ-DO สูงจากถังแอโรบิกเข้าสู่ถังไร้ออกซิเจนหรือออกซิเจนผ่านการหมุนเวียนของตะกอนหรือการหมุนเวียนของสุราผสม มันจะรบกวนสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจน และส่งผลโดยตรงต่อการสังเคราะห์ PHB โดยโพลีฟอสเฟต-แบคทีเรียที่สะสม ระบบหมุนเวียนควรมีโซนบัฟเฟอร์ที่เป็นพิษหรือควบคุมอัตราส่วนการหมุนเวียนเพื่อลดการนำออกซิเจนเข้าไป

ท้ายที่สุดแล้ว กุญแจสำคัญในการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพของ AAO ไม่ใช่การเพิ่มอากาศอย่างมากหรือเพียงแค่เพิ่มแหล่งคาร์บอน แต่เป็นการรักษาสมดุลของ "บัญชีพลังงาน" ของ PHB สำหรับโพลีฟอสเฟต-ที่สะสมแบคทีเรีย

การเติมอากาศไม่เพียงพอทำให้การดูดซึมฟอสฟอรัสไม่เพียงพอ การเติมอากาศมากเกินไปจะทำลายโพลีฟอสเฟต-ที่ "สะสม" ของแบคทีเรียก่อนเวลาอันควร ซึ่งช่วยลดหรือขจัดประสิทธิภาพของการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพได้อย่างมาก สำหรับการใช้งานและการบำรุงรักษา การควบคุมออกซิเจนที่ละลายในถังแอโรบิกเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เมื่อระดับฟอสฟอรัสรวมเกินมาตรฐาน การพิจารณาหลายชั้นและการวัดเพิ่มเติมมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการปรับพารามิเตอร์แบบสุ่มสี่สุ่มห้าหรือการเติมสารเคมี

หมายเหตุ: PHB เป็นตัวย่อของกรดโพลี- -ไฮดรอกซีบิวทีริก ซึ่งเป็นสารกักเก็บพลังงานในแบคทีเรียโพลีฟอสเฟต