การวิเคราะห์สาเหตุของการเกิดตะกอนเร่งในฤดูหนาว

เมื่อตะกอนในสระชีวเคมีมีอายุมากขึ้นในฤดูหนาว เรามักจะเห็นฟองสีเหลืองน้ำตาล หยาบ และเหนียวจำนวนมากบนพื้นผิวของสระชีวเคมี ในเวลานี้ หากความเข้มข้นของตะกอนของเราค่อนข้างสูงและไม่ได้ดำเนินมาตรการที่สอดคล้องกัน สถานการณ์ก็จะแย่ลงเรื่อยๆ และฟองอากาศจำนวนมากจะสะสมและหนาขึ้นเรื่อยๆ

ตะกอนตะกอน SV30 มีสีเข้ม และส่วนเหนือตะกอนมีความขุ่นและมีหมอก

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ตะกอนเสื่อมสภาพ และองค์ประกอบของวัสดุที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของสระน้ำหลังจากการเสื่อมสภาพก็ค่อนข้างซับซ้อนเช่นกัน

1. อัตราส่วนอาหารต่อจุลภาคไม่เพียงพอ: เมื่อปริมาณอินทรียวัตถุในน้ำเสียมีขนาดเล็กและไม่สามารถตอบสนองพลังงานและสารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการเผาผลาญตามปกติของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์จะอยู่ในสภาวะขาดสารอาหาร ซึ่งจะส่งผลต่อการสังเคราะห์เซลล์ กิจกรรมของเอนไซม์ และการทำงานทางสรีรวิทยาต่างๆ ส่งผลให้จุลินทรีย์เจริญเติบโตช้า ความสามารถในการเผาผลาญลดลง และท้ายที่สุดทำให้เกิดตะกอนแก่ชรา

2. ออกซิเจนละลายน้ำมากเกินไป: ระดับออกซิเจนละลายน้ำมากเกินไปอาจเกินความต้องการของจุลินทรีย์และกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นมากเกินไป ซึ่งจะทำลายสมดุลของสารต้านอนุมูลอิสระในเซลล์ ทำให้เซลล์ถูกทำลาย และส่งผลต่อกลไกการเผาผลาญและควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ตามปกติ หากจุลินทรีย์อยู่ในสถานะนี้เป็นเวลานานก็มีแนวโน้มที่จะเกิดความชราได้

3. อายุตะกอนมากเกินไป: เวลากักตะกอนนานเกินไปหมายความว่าจุลินทรีย์ยังคงอยู่ในระบบนานเกินไป เมื่อเวลาผ่านไป สัดส่วนของจุลินทรีย์จะค่อยๆ แก่ลงและตายเพิ่มขึ้น การทำงานของเซลล์ลดลง การสลายตัวและความสามารถในการเผาผลาญลดลง ส่งผลให้กิจกรรมโดยรวมของตะกอนและความชราลดลง

4. ความไม่สมดุลของอัตราส่วนสารอาหาร: เมื่ออัตราส่วนของสารอาหาร เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ไม่สมดุล กระบวนการทางสรีรวิทยาที่สำคัญ เช่น การสังเคราะห์โปรตีนและการเผาผลาญกรดนิวคลีอิกของจุลินทรีย์จะถูกรบกวน ตัวอย่างเช่น การขาดไนโตรเจนอาจจำกัดการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์ ในขณะที่ฟอสฟอรัสไม่เพียงพออาจส่งผลต่อการถ่ายโอนพลังงานและความสมบูรณ์ของโครงสร้างเซลล์ ซึ่งส่งผลต่อกิจกรรมทางสรีรวิทยาตามปกติของจุลินทรีย์และเร่งการแก่ของตะกอน

5. อุณหภูมิของน้ำที่ไม่เหมาะสม: อุณหภูมิของน้ำที่สูงเกินไปอาจทำให้เอนไซม์ในจุลินทรีย์เสื่อมสภาพและไม่ทำงาน ส่งผลต่อการเผาผลาญและการเจริญเติบโตของเซลล์ตามปกติ อุณหภูมิของน้ำต่ำเกินไปจะทำให้การทำงานของเอนไซม์ลดลงและชะลอการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ สิ่งเหล่านี้จะทำลายความสมดุลทางสรีรวิทยาตามปกติของจุลินทรีย์ ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จุลินทรีย์จะทำการแปลงวัสดุและการถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเร่งให้เกิดการแก่ของตะกอน

6. สารพิษและสารพิษเข้าไป: หากมีสารพิษและอันตราย เช่น โลหะหนัก และสารพิษอินทรีย์ในน้ำเสีย อาจรวมตัวกับโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน และกรดนิวคลีอิกในเซลล์จุลินทรีย์ ซึ่งรบกวนโครงสร้างและการทำงานตามปกติของเซลล์ ซึ่งจะยับยั้งการเผาผลาญของจุลินทรีย์ เช่น การหายใจ การสังเคราะห์ และการสลายตัวของสาร ทำลายสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และส่งเสริมการแก่ของตะกอน

ฟองสีน้ำตาลเหลืองประกอบด้วยโปรตีนที่เกิดจากการสลายตัวของจุลินทรีย์ที่ตายแล้ว ก๊าซที่เกิดจากการเผาผลาญ (เช่น ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ) ผลิตภัณฑ์ระดับกลางในกระบวนการสลายตัว ติดอินทรียวัตถุที่ทำให้น้ำบริสุทธิ์ที่ย่อยสลายไม่สมบูรณ์ และสิ่งสกปรกอนินทรีย์

1. โปรตีนที่เกิดจากการสลายตัวของจุลินทรีย์ที่ตายแล้ว: หลังจากที่เซลล์จุลินทรีย์ที่ตายแล้วและแก่ชราแตกตัว โครงสร้างโปรตีนภายในจะถูกทำลาย และปล่อยโมเลกุลโปรตีนประเภทต่างๆ ออกมา โปรตีนเหล่านี้อาจรวมถึงเอนไซม์ โปรตีนที่มีโครงสร้าง ฯลฯ การปลดปล่อยของพวกมันเกิดจากกระบวนการสลายอัตโนมัติและการสลายตัวของเซลล์ และเป็นผลิตภัณฑ์ทั่วไปหลังจากการตายของจุลินทรีย์

2. ก๊าซที่เกิดจากการเผาผลาญของจุลินทรีย์

ไนโตรเจน: ในวิถีทางเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์บางอย่าง เช่น ดีไนตริฟิเคชัน จุลินทรีย์จะลดไนเตรตหรือไนไตรต์เป็นไนโตรเจนแล้วปล่อยออกมา

คาร์บอนไดออกไซด์: ในการสลายตัวแบบใช้ออกซิเจนของอินทรียวัตถุ จุลินทรีย์จะออกซิไดซ์อินทรียวัตถุผ่านการหายใจและผลิตคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารหลัก

นอกจากนี้ยังมีการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากในระหว่างการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน

3. ผลิตภัณฑ์ระดับกลางในกระบวนการสลายตัว:

กรดอินทรีย์ เช่น กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก กรดบิวริก เป็นต้น ซึ่งผลิตโดยอินทรียวัตถุในระยะเริ่มแรกและระยะกลางของการสลายตัวของจุลินทรีย์ กรดอินทรีย์เหล่านี้อาจเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในกระบวนการเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ หรือสะสมเนื่องจากการย่อยสลายที่ไม่สมบูรณ์

แอลกอฮอล์: เช่น เมทานอล เอทานอล ฯลฯ ยังเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่อาจเกิดขึ้นเมื่อจุลินทรีย์สลายอินทรียวัตถุ การดำรงอยู่ของมันสะท้อนให้เห็นถึงความซับซ้อนและขั้นตอนของกระบวนการสลายตัวของอินทรียวัตถุ

4. ติดอินทรียวัตถุทำน้ำให้บริสุทธิ์ที่ย่อยสลายไม่สมบูรณ์

- เนื่องจากตะกอนมีอายุมากขึ้น ความสามารถในการย่อยสลายของจุลินทรีย์จึงลดลง ส่งผลให้อินทรียวัตถุที่ซับซ้อนบางชนิดไม่สามารถเปลี่ยนเป็นสสารอนินทรีย์ธรรมดาได้อย่างสมบูรณ์ สารอินทรีย์ที่สลายตัวไม่สมบูรณ์เหล่านี้อาจยังคงมีน้ำหนักโมเลกุลและความซับซ้อนทางโครงสร้างอยู่บ้าง เช่น พอลิแซ็กคาไรด์โมเลกุลขนาดใหญ่ โปรตีน และไขมัน พวกมันเกาะติดกับพื้นผิวของฟองอากาศ อาจเป็นเพราะมันเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างฟองหรือมีอยู่ผ่านการดูดซับทางกายภาพ

5. สิ่งเจือปนอนินทรีย์

- สิ่งเจือปนอนินทรีย์จากสิ่งที่มีอิทธิพล: เดิมทีน้ำเสียอาจมีเกลืออนินทรีย์หลายชนิด เช่น ซัลเฟต ฟอสเฟต คลอไรด์ ฯลฯ ไอออนอนินทรีย์เหล่านี้อาจรวมตัวหรือตกตะกอนกับสารอื่น ๆ ในระหว่างกระบวนการบำบัดน้ำเสีย แต่อาจถูกกักขังใน ฟองสบู่เมื่อเกิดขึ้น

- เกลืออนินทรีย์ที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการบำบัด: เกลืออนินทรีย์ใหม่อาจถูกสร้างขึ้นในระหว่างการบำบัดทางเคมีหรือการเผาผลาญของจุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่น แคลเซียมฟอสเฟตและตะกอนอื่นๆ อาจถูกสร้างขึ้นในระหว่างการกำจัดฟอสฟอรัส และอนุภาคละเอียดบางส่วนอาจถูกผสมลงในฟองอากาศ

1. โปรตีนที่เกิดจากการตายและการสลายตัวของจุลินทรีย์

- เพิ่มภาระอินทรีย์ของการบำบัดในภายหลัง: ในหน่วยบำบัดต่อจากนั้น เช่น ถังตกตะกอนทุติยภูมิและสิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดแบบลึก โปรตีนที่มากเกินไปจะยังคงใช้ออกซิเจนและทรัพยากรในการย่อยสลายต่อไป เพิ่มการใช้พลังงานและต้นทุนการบำบัด

- ส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียจากตะกอน: โปรตีนอาจเพิ่มความหนืดของตะกอน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการบำบัดน้ำลดลง และเพิ่มปริมาณความชื้นของก้อนโคลนในระหว่างการบำบัดน้ำเสียจากตะกอน เพิ่มความยากและต้นทุนในการกำจัดตะกอนในภายหลัง

- ก่อให้เกิดมลพิษของเมมเบรน: หากใช้เทคโนโลยีการบำบัดเมมเบรนในอนาคต โปรตีนจะสะสมและดูดซับบนพื้นผิวเมมเบรนได้ง่าย ปิดกั้นรูพรุนของเมมเบรน ลดฟลักซ์และอายุการใช้งานของเมมเบรน และเพิ่มความถี่ในการทำความสะอาดเมมเบรนและ การทดแทน

2. ก๊าซที่เกิดจากการเผาผลาญของจุลินทรีย์

- ไนโตรเจน: ในถังตกตะกอนทุติยภูมิ ฟองไนโตรเจนอาจมีตะกอนลอยลอย ส่งผลต่อการแยกตัวของน้ำโคลน และทำให้เกิดของแข็งแขวนลอยในน้ำทิ้งเพิ่มขึ้น

- คาร์บอนไดออกไซด์: ลดค่า pH ของน้ำในหน่วยบำบัดครั้งต่อไป และส่งผลต่อผลปฏิกิริยาของสารเคมี เช่น ส่งผลต่อผลการตกตะกอนของสารในกระบวนการกำจัดฟอสฟอรัสด้วยสารเคมี ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในกระบวนการสลายตัว:

- กรดอินทรีย์: ในถังตกตะกอนทุติยภูมิและหน่วยบำบัดเชิงลึก กรดอินทรีย์อาจลดค่า pH ของน้ำต่อไป ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการบำบัดจุลินทรีย์และสารเคมี ในเวลาเดียวกัน พวกมันอาจก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนกับไอออนของโลหะ ซึ่งรบกวนการตกตะกอนทางเคมีและกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนที่ตามมา

- แอลกอฮอล์: แอลกอฮอล์อาจมีผลยับยั้งอย่างต่อเนื่องต่อชุมชนจุลินทรีย์ในกระบวนการต่อๆ ไป ซึ่งส่งผลต่อผลการรักษาทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังอาจทำปฏิกิริยากับสารเคมีเพื่อลดประสิทธิภาพของสารดังกล่าว

3. ติดอินทรียวัตถุที่มีอิทธิพลที่ย่อยสลายไม่สมบูรณ์

- เพิ่มภาระของการบำบัดแบบลึก: ในกระบวนการบำบัดแบบลึก เช่น การดูดซับของถ่านกัมมันต์และการเกิดออกซิเดชันขั้นสูง สารอินทรีย์ที่ย่อยสลายไม่สมบูรณ์จะเข้าครอบครองบริเวณที่ดูดซับหรือใช้สารออกซิแดนท์ ทำให้ประสิทธิภาพและประสิทธิผลของการบำบัดลดลง

- ส่งผลต่อผลการฆ่าเชื้อ: หากเข้าสู่หน่วยฆ่าเชื้อ สารอินทรีย์อาจทำปฏิกิริยากับยาฆ่าเชื้อ ลดความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิผล ส่งผลต่อผลการฆ่าเชื้อ และเพิ่มความเสี่ยงต่อเชื้อโรคตกค้าง

- สิ่งเจือปนอนินทรีย์: - การปิดกั้นตัวกรองและส่วนประกอบเมมเบรน: ในหน่วยการกรองและการบำบัดด้วยเมมเบรน การสะสมของสิ่งเจือปนอนินทรีย์จะลดประสิทธิภาพการกรองและฟลักซ์ของเมมเบรนอย่างรวดเร็ว เพิ่มความถี่และการใช้พลังงานของการล้างย้อน

- การรบกวนการตกตะกอนของสารเคมี: ไอออนอนินทรีย์บางชนิดอาจแข่งขันกับสารตกตะกอน ส่งผลต่อการตกตะกอนของสารเคมี และทำให้คุณภาพน้ำทิ้งไม่เป็นไปตามมาตรฐาน

ในฤดูหนาวอุณหภูมิจะต่ำ ปัญหาทั่วไปบางอย่างจะขยายใหญ่และซับซ้อนหากไม่ได้รับการควบคุม ดังนั้นในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย จึงจำเป็นต้องให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการทำงานของสระน้ำทางชีวเคมี ตรวจจับสัญญาณของการเสื่อมสภาพของตะกอนโดยทันที และใช้มาตรการป้องกันและแก้ไขที่มีประสิทธิผล เช่น การปรับปริมาณอินทรียวัตถุของสิ่งที่มีอิทธิพลอย่างสมเหตุสมผล การควบคุมระดับออกซิเจนละลายน้ำ, ปรับอายุตะกอนให้เหมาะสม, รับประกันความสมดุลของธาตุอาหาร, รักษาอุณหภูมิของน้ำที่เหมาะสม, และเสริมสร้างการตรวจสอบคุณภาพน้ำที่มีอิทธิพล ฯลฯ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่มั่นคงของ ระบบบำบัดน้ำเสียและได้มาตรฐานการปล่อยทิ้ง