MLSS גבוה (Mixed Liquor Suspended Solids) יכול לפגוע במערכות טיפול בשפכים בדרכים מרובות, כולל העברת מסה, שיקוע, צריכת אנרגיה ויציבות תהליך. סוגיית הליבה היא שהוא חורג מיכולת הנשיאה הסבירה להישרדות חיידקים ולפעולת תהליך. ההשפעות הספציפיות והגיון הליבה הם כדלקמן:
1. לא מספיק חמצן מומס, מה שמוביל להיפוקסיה של בוצה/סביבות אנאירוביות
MLSS גבוה מגביר את דרישת החמצן של מיקרואורגניזמים, מפחית משמעותית את יעילות העברת החמצן במיכל האוורור ומוביל בקלות לסביבות היפוקסיות/אנאירוביות מקומיות. פעילות חיידקים אירוביים מעוכבת, מפחיתה את יעילות פירוק החומר האורגני; דניטריפיקציה מתרחשת בטרם עת במיכל האוורור, יוצר מספר רב של בועות, מה שגורם להתנפחות בוצה, ציפה של בוצה, ועודף COD וחנקן אמוניה בשפכים.
2. הידרדרות בביצועי שקיעה של מיכל שיקוע משני, המובילה לעלייה במוצקים מרחפים בשפכים (SS).
MLSS גבוה מגביר את הצמיגות של המשקאות המעורבים, מה שהופך את פלגי הבוצה לקלים יותר. זה מוביל בקלות לשקיעה מרובדת במיכל השקיעה המשני, הפחתת דחיסות הבוצה והפחתה משמעותית של מהירות השקיעה. במקביל, בוצה בריכוז גבוה- נוטה לדניטריפיקציה (הפירוק האנוקסי של חנקות מייצר בועות N₂ המובילות בוצה אל פני השטח), וכתוצאה מכך לאובדן בוצה ו-SS מופרז של קולחין. זה גם גורם לאובדן בוצה נוסף מהמערכת, ויוצר מעגל קסמים.
3. עלייה דרמטית בצריכת אנרגיית אוורור ועלויות תפעול עולות.
כדי לעמוד בדרישת החמצן של MLSS גבוה, יש להגביר את עוצמת האוורור, מה שמוביל לעלייה פרופורציונלית בצריכת האנרגיה של המפוח. יחד עם זאת, הצמיגות הגבוהה של המשקאות המעורבים מגבירה את עמידות ההובלה והערבוב של משאבות ומערבלים, ומגדילה עוד יותר את צריכת החשמל. זה מגדיל באופן משמעותי את עלויות התפעול ללא כל תועלת בתהליך.
4. קיצור גיל הבוצה וחוסר איזון מיקרוביאלי
MLSS גבוה, יחד עם הסרת בוצה בטרם עת, מובילים למשך בוצה קצר יחסית (SRT) במערכת. זה מקשה על שרידות של חיידקים מחנקים במחזוריות-ארוכה- וחיידקים פונקציונליים אחרים, מה שמפחית משמעותית את יעילות הניטריפיקציה והופכת את רמות החנקן של אמוניה בשפכים לעלות על הסטנדרטים. במקביל, החיידקים הדומיננטיים עוברים לסוגים עמידים יותר -להתכלות, ומפחיתים באופן דרסטי את עמידותה של המערכת בפני תנודות באיכות ובכמות המים.
5. בעיות ספציפיות בתהליך הממברנה-(למשל, MBR): עכירות מואצת של הממברנה
בביוריאקטורים של ממברנה, MLSS גבוה מגביר באופן משמעותי את ההסתברות למגע בין קולואידים ופלקים במשקאות המעורבים ובפני הממברנה. זה מאיץ את חסימת נקבוביות הממברנה, עיבוי עוגת הסינון ועלייה מהירה בלחץ הטרנסממברני (TMP). זה מגדיל באופן דרסטי את תדירות ניקוי הממברנה, מקצר את חיי הממברנה ומגדיל באופן דרמטי את עלויות התחזוקה.
6. אובדן מערכת של עמידות בפני זעזועים, נוטה להתמוטטות מוחלטת
בתנאי MLSS גבוהים, שטח המאגר של המערכת קטן ביותר. ברגע שהוא נתקל בתנודות באיכות המים המשפיעה (כגון COD, חומרים רעילים) או בקצב הזרימה, מיקרואורגניזמים נוטים למוות המוני עקב שינויים סביבתיים פתאומיים, המובילים להתפוררות בוצה. ההתאוששות שלאחר מכן היא קשה וגוזלת זמן-.
סיכום הליבה (מנמוני):
נפח בוצה גבוה=חוסר חמצן, שקיעה לקויה, צריכת אנרגיה גבוהה, חוסר איזון מיקרוביאלי, נוטה להתמוטט; גם תהליכי הממברנה יאיץ סתימה.
אסטרטגיית תגובה מעשית:
1. הגדל מיד את פליטת הבוצה כדי להפחית במהירות את ה-MLSS לטווח עיצוב התהליך (2000-4000 מ"ג/ליטר עבור מיכלים אירוביים קונבנציונליים, מותאם בהתאם לדרישות התהליך);
2. הגבר באופן זמני את עוצמת האוורור כדי למנוע היפוקסיה מקומית, תוך ניטור DO (נשלט ב-2-3 מ"ג/ליטר);
3. בדוק את העומס ההידראולי של מיכל השקיעה המשני, והפחת את קצב זרימת ההשפעה במידת הצורך כדי להפחית את לחץ שקיעת הבוצה;
4. עקוב אחר יחס שקיעת הבוצה (SV30) ואינדקס נפח הבוצה (SVI) כדי לקבוע אם יש נפח בוצה, והוסף חומרי פקקים (כגון PAC) כדי לשפר את ביצועי השקיעה.