Temperatur
Die Temperatur spielt im biologischen Anbauprozess eine entscheidende Rolle. Obwohl dieses Abwasserbehandlungsprojekt derzeit noch keine präzise Temperaturkontrolle des biologischen Systems erreicht hat, liefert die Messung und Analyse der Temperatur in jedem biologischen Reaktionssystem und jeder Betriebsstufe immer noch Orientierung für den biologischen Schlammakklimatisierungs- und Kultivierungsprozess. Es bietet eine Grundlage für die Erklärung verschiedener Phänomene während des biologischen Anbauprozesses und hilft dem Management und den Betreibern, korrekte und zeitnahe Urteile über den Systembetrieb und die Systemverwaltung zu fällen.
Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf das Aktivitätsniveau von Mikroorganismen im Belebtschlamm (einschließlich anaerober, fakultativer und aerober Prozesse) und beeinflusst auch Faktoren wie den gelösten Sauerstoff und die Belüftungsrate sowie die Geschwindigkeit biologischer Reaktionen.
Verschiedene Arten von Mikroorganismen wachsen in unterschiedlichen Temperaturbereichen, etwa 5 bis 80 Grad. Innerhalb dieses Temperaturbereichs können sie in minimale Wachstumstemperatur, maximale Wachstumstemperatur und optimale Wachstumstemperatur unterteilt werden. Basierend auf dem Temperaturbereich, an den sich Mikroorganismen anpassen, können sie in drei Kategorien eingeteilt werden: mesophil, thermophil und chirphil.
Mesophile Mikroorganismen wachsen bei Temperaturen zwischen 20 und 45 Grad, psychrophile Mikroorganismen wachsen unter 20 Grad und thermophile Mikroorganismen wachsen über 45 Grad. In der aeroben biologischen Abwasserreinigung dominieren mesophile Bakterien mit einer optimalen Wachstums- und Vermehrungstemperatur von 20 bis 37 Grad. Wenn die Temperatur die maximale Wachstumstemperatur überschreitet, denaturieren die Proteine der Mikroorganismen schnell und ihre Enzymsysteme werden zerstört, was zu einem Aktivitätsverlust führt; In schweren Fällen können Mikroorganismen absterben. Niedrige Temperaturen reduzieren die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen, was zu einem Zustand des Wachstums und der Einstellung der Fortpflanzung führt, obwohl sie ihre Vitalität behalten.
Bei der anaeroben biologischen Behandlung liegt der optimale Temperaturbereich für mesophile Methanogene zwischen 20 und 40 Grad, während er für thermophile Bakterien bei 50 bis 60 Grad liegt. Bei der anaeroben biologischen Behandlung werden üblicherweise Temperaturen von 33 bis 38 Grad und 50 bis 57 Grad verwendet.
pH-Wert
Verschiedene Mikroorganismen haben unterschiedliche pH-Toleranzbereiche. Beispielsweise haben Bakterien, Actinomyceten, Algen und Protozoen einen pH-Toleranzbereich von 4 bis 10. Die meisten Bakterien gedeihen in neutralen bis leicht alkalischen Umgebungen (pH 6,5–7,5); Schwefel-oxidierende Bakterien bevorzugen saure Umgebungen mit einem optimalen pH-Wert von 3, können aber auch in Umgebungen mit einem pH-Wert von 1,5 leben; Hefen und Schimmelpilze benötigen saure oder leicht saure Umgebungen mit einem optimalen pH-Wert von 3,0–6,0 und können sich an einen pH-Bereich von 1,5–10 anpassen. Die Einhaltung des optimalen pH-Bereichs ist bei biologischen Abwasserbehandlungsprozessen von entscheidender Bedeutung.
Wenn beispielsweise das Belebtschlammverfahren zur Abwasserbehandlung eingesetzt wird und der pH-Wert der Mischflüssigkeit im Belebungsbecken 9,0 erreicht, verändern sich die Protozoen von aktiv zu träge, die klebrigen Substanzen in den Bakterienflocken zerfallen, die Belebtschlammstruktur wird beschädigt und die Behandlungseffizienz nimmt erheblich ab. Sinkt der pH-Wert des Zulaufs plötzlich, wird die Mischlauge im Belebungsbecken sauer, auch die Struktur des Belebtschlamms verändert sich und im Nachklärbecken bildet sich eine große Menge Schwimmschlamm. Gut-kultivierte und ausgereifte biologische Systeme verfügen über eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen. Allerdings können erhebliche pH-Schwankungen die Reaktoreffizienz beeinträchtigen und sogar mikrobielle Toxizität verursachen, was zum Ausfall des Reaktors führt. Dies liegt daran, dass pH-Änderungen die Zellladung verändern und so die Nährstoffaufnahme und die Enzymaktivität im mikrobiellen Stoffwechsel beeinflussen können.
Daher ist es bei der Abwasserbehandlung mit biologischen Systemen von entscheidender Bedeutung, den Mikroorganismen einen optimalen pH-Bereich zur Verfügung zu stellen, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.
Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)
Bei der CSB-Prüfung werden die nationalen Standards für die Analyse der Abwasserqualität strikt eingehalten. CSB ist die Menge an Sauerstoff, die verbraucht wird, wenn chemische Oxidationsmittel organische Schadstoffe im Wasser oxidieren, ausgedrückt in mg/L. Ein höherer CSB weist auf einen höheren Gehalt an organischen Schadstoffen im Wasser hin. Zu den häufig verwendeten Oxidationsmitteln gehören Kaliumdichromat und Kaliumpermanganat. Bei Verwendung von Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel wird der Messwert CODMn oder einfach OC genannt. Bei Verwendung von Kaliumdichromat als Oxidationsmittel wird der Messwert als CODCr oder einfach CSB bezeichnet. Wenn die Zusammensetzung der organischen Substanz im Abwasser relativ stabil ist, besteht ein gewisser proportionaler Zusammenhang zwischen dem chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) und dem biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB). Im Allgemeinen lässt sich der Unterschied zwischen dem CSB von Kaliumdichromat und dem BSB der ersten -Stufe grob als organisches Material darstellen, das von aeroben Mikroorganismen nicht zersetzt werden kann.
Die CSB-Prüfung und -Analyse ist ein wichtiger Bestandteil der Inbetriebnahme und des Betriebs der Abwasseraufbereitung. Einerseits hilft es, die Zu- und Abflussbedingungen jeder Behandlungseinheit im Prozessablauf zu verstehen, um einen stabilen Zufluss zu gewährleisten und große Schwankungen und Systemauswirkungen zu verhindern. Andererseits hilft die Beobachtung der Änderungen des CSB im Zu- und Abfluss vor und nach jeder Behandlungseinheit, den Behandlungseffekt und die Effizienz der Einheit zu verstehen. Seine wichtigen Funktionen lassen sich in den folgenden drei Punkten zusammenfassen:
1. Bereitstellung detaillierter Zu- und Abwasserkonzentrationen, um dem Managementpersonal die Möglichkeit zu geben, die Betriebsbedingungen entsprechend den Konzentrationsänderungen anzupassen und so den normalen und stabilen Betrieb des Abwasserbehandlungssystems sicherzustellen;
2. Als wichtiger technischer Indikator, der den Betriebsstatus und die Behandlungseffizienz jeder Behandlungseinheit widerspiegelt;
3. Bereitstellung einer Grundlage für die Analyse, Beurteilung und vernünftige Erklärung verschiedener Phänomene und Anomalien, die im gesamten System auftreten.