טֶמפֶּרָטוּרָה
טווח הטמפרטורות האופטימלי לפעילות פיזיולוגית תקינה של מיקרואורגניזמים של בוצה מופעלת אירובית הוא 15-30 מעלות. בדרך כלל, טמפרטורות מים מתחת ל-10 מעלות או מעל 35 מעלות ישפיעו לרעה על התפקוד של בוצה פעילה אירובית. בטמפרטורות מעל 40 מעלות או מתחת ל-5 מעלות, הפעילות עשויה אף להפסיק לחלוטין.
בטווח מסוים, בעוד שהטמפרטורה העלייה אינה חיובית להעברת חמצן למים, היא עלולה להאיץ את קצב התגובות הביוכימיות והתפשטות החיידקים. עם זאת, עליית טמפרטורה פתאומית העולה על גבול מסוים תגרום לנזק בלתי הפיך. לעומת זאת, לירידה בטמפרטורה יש השפעה קטנה יותר על מיקרואורגניזמים ובדרך כלל אינה גורמת לנזק בלתי הפיך.
אם טמפרטורת המים יורדת לאט, המיקרואורגניזמים בבוצה המופעלת יכולים להסתגל לשינוי זה בהדרגה. על ידי נקיטת אמצעים כגון הפחתת העומס, הגדלת ריכוז החמצן המומס והארכת זמן האוורור, עדיין ניתן להגיע לתוצאות טיפול טובות.
לכן, בפעולת הייצור בפועל, יש להתייחס ברצינות לשינויים פתאומיים בטמפרטורת המים, במיוחד עליות פתאומיות. כדי למנוע מי שפכים תעשייתיים חמים מדי להשפיע לרעה על הטיפול הביולוגי האירובי, יש ליישם טיפול בקירור.
ערך pH
ערך ה-pH האופטימלי עבור מיקרואורגניזמים בוצה פעילה הוא בין 6.5 ל-8.5. כאשר ערך ה-pH יורד מתחת ל-4.5, הפרוטוזואה בבוצה הפעילה תיעלם לחלוטין, פעילותם של רוב המיקרואורגניזמים תיעצר, הפטריות יהפכו למין הדומיננטי, פקקי הבוצה הפעילה יושמדו, ותתרחש בקלות התנפחות בוצה.
כאשר ערך ה-pH גדול מ-9, קצב חילוף החומרים של מיקרואורגניזמים יושפע לרעה מאוד, להקות החיידקים יתפרקו, ותתרחש גם התנפחות בוצה. כאשר ערך ה-pH בשפכים גבוה מ-10 או נמוך מ-5, יש לנטרל ולהתאים את ערך ה-pH לפני הכניסה למיכל האוורור, ולוודא שערך ה-pH של השפכים הנכנסים למיכל האוורור יהיה לפחות בין 6 ל-9.
למשקאות המעורבים בוצה פעילה עצמו יש אפקט חציצה מסוים על שינויים ב-pH מכיוון שהפעילות המטבולית של מיקרואורגניזמים אירוביים יכולה לשנות את ערך ה-pH של סביבת הפעילות שלהם. לדוגמה, מיקרואורגניזמים אירוביים מנצלים תרכובות חנקן, מייצרים חומצות באמצעות דניטריפיקציה, ובכך מורידים את ה-pH של הסביבה; לעומת זאת, הם מייצרים חומצות אלקליות באמצעות דה-קרבוקסילציה, שיכולה להעלות את ה-pH.
לכן, לאחר תקופה ארוכה של התאקלמות, תהליך הבוצה המופעלת יכול לטפל גם בשפכים בדרגה מסוימת של חומציות או בסיסיות. יתר על כן, לבסיסיות של מי השפכים עצמם יש השפעה מעכבת מסוימת על ירידות ה-pH.
עם זאת, שינוי פתאומי ב-pH של שפכים, כמו למשל כאשר שפכים אלקליים נכנסים למערכת בוצה פעילה המותאמת לסביבה חומצית, יזעזע את המיקרואורגניזמים ואף עלול לשבש את פעולתה התקינה של המערכת כולה.
לכן, האם שפכים חומציים או אלקליים זקוקים לנטרול תלוי בנסיבות הספציפיות. אם השינוי ב-pH של מי השפכים הנכנסים למערכת הבוצה הפעילה הוא קטן, במיוחד אם הם רק מעט חומציים או מעט בסיסיים, לרוב מיותר נטרול. עם זאת, אם השינוי ב-pH משמעותי, יש לבצע נטרול מראש כדי להתאים את ה-pH לנייטרלי.
COD ו- BOD5
ללא קשר לתהליך הבוצה המופעלת בשימוש, העומס האורגני שמיכל אוורור יכול לעמוד בו מוגבל. חריגה ממגבלה זו תפגע ביעילות התפעולית של הטנק. להפעלת מיכלי אוורור, ערך BOD5 המושפע המרבי קבוע. עם זאת, בשל מחזור הניתוח הארוך עבור BOD5, הייצור מונחה בדרך כלל על ידי תוצאות ניתוח COD.
אם העומס האורגני במיכל האוורור חורג מהתקן, יש לנקוט באמצעים מיידיים, כגון הפחתת קצב זרימת ההשפעה, הגדלת קצב החזרת הבוצה ושיפור יעילות האוורור, כדי למנוע פגיעה בכל מערכת הטיפול הביולוגי המשני והבטחת איכות הקולחים.
אם ערך ה-COD המושפע נמוך, יש לנקוט באמצעים מיידיים, כגון הגדלת קצב זרימת ההשפעה, הפחתת קצב החזרת הבוצה, הפחתת מספר המפוחים הפועלים והורדת מהירות המאוורר העילי, כדי להפחית את יעילות האוורור ולמנוע בזבוז אנרגיה מיותר.
אמוניה חנקן ופוספט
תיאורטית, יש לחשב את דרישות החנקן והזרחן של מיקרואורגניזמים לפי יחס BOD5:N:P של 100:5:1. עם זאת, במערכות טיפול בבוצה פעילה בפועל, היחסים BOD5 לחנקן וזרחן במי ההשפעה למיכל האוורור נמוכים לעתים קרובות מערך זה, ובכל זאת המערכת עדיין פועלת כרגיל.
תכולת החנקן והזרחן משתנה מאוד בהתאם לסוג השפכים התעשייתיים המטופלים. בחלק מהשפכים יש תכולת חנקן וזרחן גבוהה מאוד, וללא דה-זרחן ודניטריפיקציה, תכולת החנקן והזרחן בשפכי מיכל השקיעה המשני תחרוג מהסטנדרטים. לעומת זאת, עבור שפכים עם תכולת חנקן וזרחן נמוכים מאוד, אם כמות מסוימת של חנקן וזרחן לא תתחדש בזמן, תפקוד המיקרואורגניזמים יהיה מוגבל, וקשה יהיה להבטיח עמידה בתקנים את COD ו-BOD5 של קולחי מיכל השקיעה המשני.
בטיפול בשפכים תעשייתיים בעלי תכולת חנקן וזרחן נמוכים מאוד, עבור מיכל אוורור פועל, מספיקה תכולת חנקן ופוספט אמוניה של כ-10 מ"ג/ליטר ופוספט, בהתאמה, במי ההשפעה למיכל האוורור כדי לעמוד בדרישות החנקן והזרחן של המיקרואורגניזמים של המשקאות המעורבים. אם רמות החנקן והפוספטים באמוניה במיכל האוורור נשארות מתחת לערכים האמורים לתקופה ממושכת, יש להעלות את מינון החנקן והזרחן מיידית.
חומרים רעילים
עבור שפכים תעשייתיים ספציפיים, סוגי החומרים הרעילים נשארים בדרך כלל קבועים, אך קשה לשמור על ריכוזיהם ונפחי ההזרמה שלהם. בנוסף לאמצעי טיפול ראשוניים כגון הומוגניזציה, יש לנטר ולבקר את ריכוז החומרים הרעילים במיכל האוורור.
לאחר אקלום בוצה פעילה, יש לקבוע את הגבול המקסימלי לחומרים רעילים בשפך המשפיעים על מערכת הטיפול הביולוגי בהתבסס על סבילות המשקאות המעורבים לחומרים רעילים בחוויית ההשפעה והתפעול.
אם ריכוז החומרים הרעילים בשפך מיכל האוורור חורג מהמגבלה לתקופה ממושכת, יש לנקוט באמצעים כגון הפחתת קצב זרימת ההשפעה, הגדלת קצב החזרת הבוצה ושיפור יעילות האוורור כדי למנוע השפעות טיפול שליליות עקב הרעלת חיידקים של המשקאות המעורבים.