כאשר הבוצה בבריכה הביוכימית מתיישנת בחורף, נוכל לרוב לראות מספר רב של בועות צהובות-חומות, מחוספסות ודביקות על פני הבריכה הביוכימית. בשלב זה, אם ריכוז הבוצה שלנו גבוה יחסית ולא יינקטו אמצעים מתאימים, המצב ימשיך להידרדר, ומספר רב של בועות יצטבר ויהיה עבה יותר ויותר.
גושי הבוצה SV30 הם בצבע כהה, והסופרנטנט עכור ומעורפל.
ישנן סיבות רבות להתיישנות הבוצה, וגם הרכב החומר הנוצר על פני הבריכה לאחר היישון מורכב יחסית.
גורמים להזדקנות
1. יחס מזון-מיקרו לא מספיק: כאשר תכולת החומר האורגני בביוב קטנה יחסית ואינה יכולה לעמוד באנרגיה ובחומרים הנדרשים לצמיחה וחילוף חומרים תקינים של מיקרואורגניזמים, המיקרואורגניזמים יהיו במצב של חוסר תזונתי. זה ישפיע על סינתזת התאים, פעילות האנזים ותפקודים פיזיולוגיים שונים, וכתוצאה מכך צמיחה איטית של מיקרואורגניזמים, ירידה ביכולת המטבולית, ובסופו של דבר תגרום להזדקנות הבוצה.
2. עודף חמצן מומס: רמות חמצן מומסות מוגזמות עלולות לחרוג מהצרכים של מיקרואורגניזמים ולעורר תגובות חמצון מוגזמות. זה יהרוס את מאזן נוגדי החמצון בתאים, יגרום לנזק לתאים, וישפיע על חילוף החומרים התקין ומנגנון ויסות הגדילה של מיקרואורגניזמים. אם המיקרואורגניזמים נמצאים במצב זה במשך זמן רב, הם נוטים להזדקן.
3. גיל הבוצה ארוך מדי: זמן אחזקת בוצה ארוך מדי פירושו שהמיקרואורגניזמים שורדים במערכת זמן רב מדי. ככל שעובר הזמן, שיעור המיקרואורגניזמים מזדקנים ומתים בהדרגה עולה, תפקוד התא יורד, והפירוק והיכולת המטבולית יורדת, וכתוצאה מכך ירידה בפעילות הכוללת של הבוצה וההזדקנות.
4. חוסר איזון ביחס רכיבי תזונה: כאשר היחס בין רכיבי תזונה כגון חנקן וזרחן אינו מאוזן, יופרעו תהליכים פיזיולוגיים מרכזיים כגון סינתזת חלבונים ומטבוליזם של חומצות גרעין של מיקרואורגניזמים. לדוגמה, מחסור בחנקן עלול להגביל את הצמיחה והרבייה של מיקרואורגניזמים, בעוד שחוסר זרחן עלול להשפיע על העברת האנרגיה ושלמות מבנה התא, ובכך להשפיע על הפעילות הפיזיולוגית התקינה של מיקרואורגניזמים ולהאיץ את הזדקנות הבוצה.
5. טמפרטורת מים לא מתאימה: טמפרטורת מים גבוהה מדי עלולה לגרום לאנזימים במיקרואורגניזמים לדנטורציה ולבטל הפעלה, להשפיע על חילוף החומרים והצמיחה התקינים של תאים; טמפרטורת מים נמוכה מדי תוביל להפחתת פעילות האנזים ותאט את הצמיחה וחילוף החומרים של מיקרואורגניזמים. אלה יהרסו את האיזון הפיזיולוגי התקין של מיקרואורגניזמים, מה שיאפשר למיקרואורגניזמים לבצע ביעילות המרת חומר והעברת אנרגיה, ולהאיץ את הזדקנות הבוצה.
6. חומרים רעילים ומזיקים נכנסים: אם יש חומרים רעילים ומזיקים כמו מתכות כבדות ורעלים אורגניים בשפכים, הם עלולים להשתלב עם מקרומולקולות כמו חלבונים וחומצות גרעין בתאים מיקרוביאליים, להפריע למבנה ולתפקוד התקין של התאים. זה יעכב את חילוף החומרים של מיקרואורגניזמים כגון נשימה, סינתזה ופירוק של חומרים, יהרוס את סביבת הגידול של מיקרואורגניזמים, ויקדם את הזדקנות הבוצה.
מהם החומרים המיוצרים על ידי התיישנות הבוצה על פני הבריכה?
הבועות הצהובות-חומות מכילות חלבונים המיוצרים מפירוק מיקרואורגניזמים מתים, גזים המיוצרים על ידי חילוף חומרים (כגון חנקן, פחמן דו חמצני וכו'), תוצרי ביניים בתהליך הפירוק, חומר אורגני לטיהור מים מפורק לחלוטין, וזיהומים אנאורגניים.
1. חלבונים המיוצרים מפירוק מיקרואורגניזמים מתים: לאחר שבירת התאים החיידקיים המתים והמזדקנים, מבנה החלבון הפנימי נהרס, ומשחררים סוגים שונים של מולקולות חלבון. חלבונים אלו עשויים לכלול אנזימים, חלבונים מבניים וכו'. שחרורם נובע מתהליך האוטוליזה והפירוק של תאים, והוא מוצר נפוץ לאחר מותם של מיקרואורגניזמים.
2. גזים המיוצרים על ידי חילוף חומרים מיקרוביאלי
חנקן: במסלולים מטבוליים מיקרוביאליים מסוימים, כגון דניטריפיקציה, מיקרואורגניזמים מפחיתים חנקות או ניטריטים לחנקן ומשחררים אותם.
פחמן דו חמצני: בפירוק אירובי של חומר אורגני, מיקרואורגניזמים מחמצנים חומר אורגני באמצעות נשימה ומייצרים פחמן דו חמצני כאחד המטבוליטים העיקריים.
בנוסף, כמות גדולה של פחמן דו חמצני מופקת גם במהלך תסיסה אנאירובית.
3. תוצרי ביניים בתהליך הפירוק:
חומצות אורגניות: כגון חומצה אצטית, חומצה פרופיונית, חומצה בוטירית וכו', המיוצרות על ידי חומר אורגני בשלבים מוקדמים ובאמצעים של פירוק חיידקים. חומצות אורגניות אלו עשויות להיות תוצרי ביניים בתהליך חילוף החומרים המיקרוביאליים, או שהצטברו עקב פירוק לא שלם.
אלכוהול: כמו מתנול, אתנול וכו', הם גם תוצרי ביניים שעלולים להיווצר כאשר מיקרואורגניזמים מפרקים חומר אורגני. קיומם משקף את המורכבות והשלב של תהליך הפירוק של החומר האורגני.
4. מצורף חומר אורגני לטיהור מים מפורק לחלוטין
- עקב הזדקנות הבוצה, יכולת הפירוק של מיקרואורגניזמים נחלשת, וכתוצאה מכך נוצרים חומר אורגני מורכב כלשהו שלא ניתן להמיר לחלוטין לחומר אנאורגני פשוט. חומרים אורגניים אלה שפורקו באופן לא מלא עשויים עדיין להיות בעלי משקל מולקולרי מסוים ומורכבות מבנית, כגון פוליסכרידים מולקולריים גדולים, חלבונים ושומנים. הן מחוברות לפני השטח של הבועות, כנראה בגלל שהן מעורבות בתהליך היווצרות הבועות או קיימות באמצעות ספיחה פיזית.
5. זיהומים אנאורגניים
- זיהומים אנאורגניים מהשפכים: הביוב עשוי להכיל במקור מלחים אנאורגניים שונים, כגון סולפטים, פוספטים, כלורידים וכו'. יונים אנאורגניים אלו עלולים להשתלב או לשקוע עם חומרים אחרים בתהליך הטיפול בשפכים, אך הם עשויים גם להיסחף בביוב. בועות כשהן נוצרות.
- מלחים אנאורגניים הנוצרים בתהליך הטיפול: מלחים אנאורגניים חדשים עשויים להיווצר במהלך טיפול כימי או מטבוליזם מיקרוביאלי. לדוגמה, סידן פוספט ומשקעים אחרים עשויים להיווצר במהלך הסרת זרחן, וחלקיקים עדינים עשויים להתערבב לתוך הבועות.
השפעה על תהליכים הבאים
1. חלבונים המיוצרים על ידי מוות ופירוק של מיקרואורגניזמים
- הגדלת העומס האורגני של הטיפול הבא: ביחידות הטיפול הבאות, כגון מיכלי שקיעה משניים ומתקני טיפול עמוקים, עודף חלבון ימשיך לצרוך חמצן ומשאבים לפירוק, הגדלת צריכת האנרגיה ועלויות הטיפול.
- משפיע על ביצועי פיזור הבוצה: חלבון עשוי להגביר את צמיגות הבוצה, וכתוצאה מכך יעילות ההתייבשות מופחתת ותכולת הלחות מוגברת של עוגת הבוץ במהלך הסרת הבוצה, מה שמגביר את הקושי והעלות של סילוק הבוצה לאחר מכן.
- גרימת זיהום ממברנה: אם בעתיד נעשה שימוש בטכנולוגיית טיפול בממברנה, קל להפקיד ולספוג את החלבון על פני הממברנה, חוסם את נקבוביות הממברנה, מפחית את השטף וחיי השירות של הממברנה, ומגדיל את תדירות ניקוי הממברנה. תַחֲלִיף.
2. גזים המיוצרים על ידי חילוף חומרים מיקרוביאלי
- חנקן: במיכל השקיעה המשני, בועות חנקן עלולות לשאת בוצה לצוף, להשפיע על אפקט הפרדת הבוץ-מים ולגרום לעלייה במוצקים מרחפים בשפכים.
- פחמן דו חמצני: מפחית את ערך ה-pH של מים ביחידות הטיפול הבאות ומשפיע על השפעת התגובה של חומרים כימיים, כגון השפעה על השפעת המשקעים של חומרים בתהליך פינוי זרחן כימי. תוצרי ביניים בתהליך הפירוק:
- חומצות אורגניות: במיכל השקיעה המשני וביחידות הטיפול העמוקות, חומצות אורגניות עשויות להמשיך ולהפחית את ערך ה-pH של המים, ולהשפיע על תהליכי טיפול מיקרוביאליים וכימיים. במקביל, הם עלולים ליצור קומפלקסים עם יוני מתכת, להפריע לתהליכי משקעים כימיים וחילופי יונים הבאים.
- אלכוהול: לאלכוהול עשויה להיות השפעה מעכבת מתמשכת על הקהילה המיקרוביאלית בתהליך הבא, להשפיע על השפעת הטיפול הביולוגי. הם עשויים גם להגיב עם חומרים כימיים כדי להפחית את יעילותם של הסוכנים.
3. מצורף חומר אורגני משפיע שלא מפורק לחלוטין
- הגדל את נטל הטיפול העמוק: בתהליכי טיפול עמוקים כגון ספיחת פחמן פעיל וחמצון מתקדם, חומר אורגני מפורק לחלוטין יתפוס אתרי ספיחה או יצרוך חומרים מחמצנים, ויפחית את יעילות ויעילות הטיפול.
- משפיעים על אפקט החיטוי: אם נכנסים ליחידת החיטוי, חומר אורגני עלול להגיב עם חומר החיטוי, להפחית את הריכוז היעיל של חומר החיטוי, להשפיע על השפעת החיטוי ולהגביר את הסיכון לשאריות פתוגנים.
- זיהומים אנאורגניים: - חסימת מסננים ורכיבי ממברנה: ביחידות סינון וטיפול בממברנה, שקיעת זיהומים אנאורגניים תפחית במהירות את יעילות הסינון ואת שטף הממברנה, תגדיל את תדירות וצריכת האנרגיה של שטיפה לאחור.
- הפרעה למשקעים כימיים: חלק מהיונים האנאורגניים עלולים להתחרות עם גורמי משקעים, להשפיע על אפקט המשקעים הכימיים ולגרום לכך שאיכות מי הקולחין לא תעמוד בתקנים.
מַסְקָנָה
בחורף, הטמפרטורה נמוכה. כמה בעיות נפוצות יהפכו מוגדלות ומסובכות אם הן לא נשלטות. לפיכך, בתהליך הטיפול בשפכים יש להקדיש תשומת לב רבה לתפעול הבריכה הביוכימית, לזהות מיידית סימני הזדקנות הבוצה ולנקוט באמצעי מניעה ותיקון יעילים, כגון התאמה סבירה של תכולת החומר האורגני של השפם, שליטה ברמת החמצן המומס, ייעול עידן הבוצה, הבטחת איזון מרכיבי התזונה, שמירה על טמפרטורת מים מתאימה וחיזוק הניטור של איכות מים משפיעה וכו', להבטחת פעילות יציבה של מערכת הטיפול בשפכים ועמידה בתקני ההזרמה.