Atık sudaki aşırı toplam fosfor, AAO sistemlerinde en sıkıntılı sorunlardan biridir. Sorun giderirken insanlar genellikle şunu düşünür: Karbon kaynağı yeterli mi? Çamur iyi durumda mı? Fosfor giderici kimyasallar eklenmeli mi?
Bu talimatların tümü doğrudur, ancak-uzun{-vadeli aşırı havalandırmanın kolayca gözden kaçabilen bir nedeni vardır.
Sektörde ortak bir algı var: Havalandırma ne kadar büyükse ve çözünmüş oksijen (DO) ne kadar yüksekse, aerobik fosfor alımı da o kadar güçlü ve fosfor giderim sistemi de o kadar kararlı olur. Aslında durum böyle değil-aşırı havalandırma, biyolojik fosfor gideriminin etkinliğini sessizce zayıflatabilir ve onu "görünmez bir katil" haline getirebilir. Sistemin hemen çökmesine neden olmayacak, ancak polifosfat-birikimi yapan bakterilerin "canlılığını" yavaş yavaş zayıflatacak ve sonuçta özellikle kafa karıştırıcı bir olaya yol açacaktır: anaerobik bölüm normaldir, ancak atık sudaki toplam fosfor standardı aşmaya devam etmektedir.
I. Biyolojik fosfor giderimi tam olarak nedir?
AAO işlemi, fosforun giderilmesi için polifosfat-biriktiren bakteri adı verilen bir bakteri türüne dayanır. Anaerobik ve aerobik ortamlarda iki alternatif işlem gerçekleştirirler:
Anaerobik Aşama: Polifosfat-biriktiren bakteriler (PAB'ler) önce hücrelerindeki polifosfatları ayrıştırır, fosfatları suya salar ve enerji kazanır. Daha sonra bu enerjiyi atık sudan kısa-zincirli yağ asitlerini (asetik asit gibi) absorbe etmek ve depolamak üzere PHB'ye dönüştürmek için kullanırlar.
Aerobik Aşama: PPB'ler enerji elde etmek için PHB'yi hücrelerinde ayrıştırır. Daha sonra bu enerjiyi sudan büyük miktarda fosfat almak, polifosfatları sentezlemek ve bunları yeniden hücrelerinde depolamak için kullanırlar.
Son olarak, çamurun uzaklaştırılması yoluyla fosfor giderimi sağlanır: Fosfor-zengin PPB'ler, fazla çamurun boşaltılması yoluyla sistemden dışarı atılır, böylece sudan fosfor uzaklaştırılır.
Tüm sürecin kilit noktası açıktır: Anaerobik aşamada sentezlenen PHB miktarı, aerobik aşamada absorbe edilebilecek fosfor miktarını doğrudan belirler. Yeterli PHB rezervi yeterli fosfor emilimiyle sonuçlanır; yetersiz PHB rezervleri fosfor emme kapasitesini azaltır.
II. Aşırı havalandırma nedeniyle neler yok edilir?
Normal havalandırma koşulları altında aerobik tanktaki çözünmüş oksijen makul bir aralıkta tutulur. PPB'ler PHB'yi gerektiği kadar tüketecek, fosfor emilimi için kullanımına öncelik verecek ve bunun sonucunda stabil fosfor giderimi sağlanacaktır.
Ancak havalandırma aşırı olduğunda ve aerobik bölgedeki çözünmüş oksijen yüksek kaldığında sorunlar ortaya çıkar: Çözünmüş oksijen çok yüksek olduğunda, polifosfat-biriktiren bakteriler (PAB'ler) yalnızca fosforu absorbe etmek için PHB'yi kullanmakla kalmaz, aynı zamanda "kendi temel metabolizmalarını sürdürmek" için de büyük miktarda PHB tüketir. Bu,-sahada gözlemlenen en kafa karıştırıcı olaydır: anaerobik bölgede fosfor salınımı tamamen normaldir, ancak atık sudaki toplam fosfor azalmaz.
Bunun nedeni aslında karmaşık değil: Anaerobik bölgedeki "yiyecek depolama" süreci etkilenmez, ancak aerobik bölgede PPA'ların PHB'leri aşırı tüketilir ve büyük-ölçekli fosfor emilimi için yetersiz enerji kalır. Fosforu sudan ememeyen bazı PPA'lar, ters işlemde fosfor bile salacak ve sonuçta atık sularda aşırı fosfat seviyelerine yol açacaktır.
III. Gerçek Durum: Kontrolsüz Havalandırma, Düşen Fosfor Giderim Verimliliği
Bir dizi yerinde ölçüm verisi sorunu açıkça gösteriyor: Bir atık su arıtma tesisinde, aerobik tankın ön ucundaki DO yaklaşık 2 mg/L'de (makul bir aralık dahilinde) kontrol edildi, ancak sonunda belirli bir kontrol yoktu ve aşırı havalandırma, uçtaki DO'nun 5 mg/L'nin üzerine çıkmasına neden oldu.
Sonuç olarak sistemin fosfor giderme kapasitesi hızla kötüleşti: Atık sudaki fosfat seviyeleri normal 0,37 mg/L'den 5,7 mg/L'ye yükseldi; biyolojik fosfor giderme oranı neredeyse tamamen başarısız olacak şekilde düştü.
Daha sonra bakım personeli tüm aerobik tanktaki çözünmüş oksijeni (DO) 2-3 mg/L'de stabilize etti ve sistem yavaş yavaş toparlandı. Yaklaşık iki haftalık stabil çalışmanın ardından atık sudaki fosfor seviyeleri 0,89 mg/L'ye düştü ve fosfor giderme verimliliği tasarım değerine geri döndü.
Aşırı havalandırmanın neden olduğu fosfor giderme bozulması, parametreler ayarlandıktan hemen sonra onarılamaz.
PHB aşırı tüketildiğinde, polifosfat-biriktiren bakteriler "endojen solunum" durumuna girerler-hayatta kalmak için kendi hücresel materyallerini ayrıştırmaya başlarlar ve bakteri topluluğunun genel aktivitesine zarar verirler. Stabil fosfor giderme kapasitesini yeniden{-sağlamak amacıyla, sistemin, polifosfat-biriktiren bakterilerin PHB'yi yeniden{-çoğaltması ve yeniden biriktirmesi için yeterli zamana ihtiyacı vardır. Bu süreç, hasarın boyutuna bağlı olarak genellikle birkaç günden birkaç haftaya kadar sürer. Bu aynı zamanda birçok bitkinin havalandırmayı ayarladıktan sonra sonuç görememesinin ana nedenidir-bu, ayarlamaların yanlış olması değil, zamanın doğru olmamasıdır.
IV. Bu 3 Durumun Fark Edilmeyen Aşırı-Havalanmaya Neden Olması Büyük Olasılıktır
1. Yağmurlu Günler veya Düşük-Yüklü Akış: Yağmur yağdığında veya endüstriyel atık su miktarı normalden az olduğunda, giriş suyundaki organik madde konsantrasyonu önemli ölçüde düşer. Çamur daha az oksijen tükettiğinden gerekli oksijen seviyesi de daha düşük olur. Havalandırma hızı aynı kalırsa, oksijen kullanılmayacaktır, bu da çözünmüş oksijenin (DO) sürekli olarak yükselmesine ve polifosfat-biriktiren bakterilerin PHB'sinin tükenmesine neden olacaktır. Havalandırma hızı, giriş yükü azaldıktan hemen sonra ayarlanmazsa ve yüksek havalandırma uzun bir süre korunursa, aşırı havalandırmanın bu "kaynayan kurbağa" etkisi-en sinsi olanıdır. Fosfor giderme verimliliği, aniden standardı aşıncaya kadar birkaç ay içinde yavaş yavaş düşebilir.
2. Yalnızca Ön Uca Odaklanmak, Arka Ucu İhmal Etmek: Birçok tesis, DO problarını yalnızca aerobik tankın ön ucuna yerleştirir. Ön uçtaki DO normal göründüğünde kendilerini güvende hissederler, ancak arka uç bölmelerde sıklıkla aşırı-havalandırma meydana gelir. Gerçekte, genel havalandırma oranı çok yüksek olduğunda, aerobik tankın arka ucu, DO'nun yüksek olma ihtimalinin en yüksek olduğu yerdir ve aynı zamanda PHB'nin "nihayet tükendiği" yerdir.
V. Pratik Öneriler
1. "Havalandırma ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir" alışkanlığını değiştirin
Aerobik tankta önerilen çözünmüş oksijen (DO) seviyesi 2-3 mg/L arasındadır ve uzun süre 4 mg/L'yi aşmaktan kaçının. Aerobik tankın yalnızca yukarı akış seviyesine değil, sonundaki çözünmüş oksijene özellikle dikkat edin.
2. Düşük-yükleme dönemlerinde havalandırmayı proaktif olarak azaltın
Yağmur veya düşük akış konsantrasyonu durumunda, polifosfat-biriktiren bakterilerin PHB rezervini korumak için havalandırma oranını derhal azaltın.
3. Aşırı toplam fosforu araştırırken alternatif bir yaklaşıma sahip olun
Anaerobik aşamada fosfor salınımı normalse ancak atık fosfor hala yüksekse aşırı havalandırma olup olmadığını kontrol edin. Ayrıca ikincil çökeltme tankının tutulma süresini, geri akışla taşınan DO'yu, aşırı nitrat nitrojenini ve yeterli çamur tahliyesini de kontrol edin. Hemen büyük miktarlarda fosfor giderme kimyasalları eklemeyin-bu, maliyetleri artırır ve asıl sorunu maskeleyebilir.
4. DO'yu ayarladıktan sonra sabırlı olun
Aşırı havalandırmanın fosfor gideriminin bozulmasına neden olduğunu doğruladıktan sonra DO seviyesini düşürün ve sisteme bir süre izin verin. Sık parametre ayarlamaları bakteri topluluğunu tekrar tekrar şoka uğratabilir ve iyileşmesini yavaşlatabilir.
5. "Oksijen Geri Akışını" Önleyin Aerobik tanktan yüksek-DO'lu su, çamur devridaimi veya karışık sıvı devridaimi yoluyla anaerobik veya anoksik tanka girerse, anaerobik ortamı bozar ve polifosfat-biriktiren bakteriler tarafından PHB sentezini doğrudan etkiler. Devridaim sistemi ideal olarak anoksik bir tampon bölgeye sahip olmalı veya oksijen girişini azaltmak için devridaim oranını kontrol etmelidir.
Sonuçta, AAO biyolojik fosfor gideriminin anahtarı, havalandırmayı büyük ölçüde artırmak veya yalnızca karbon kaynaklarını eklemek değil, polifosfat-biriktiren bakteriler için PHB "enerji hesabının" dengesini korumaktır.
Yetersiz havalandırma, yetersiz fosfor alımına yol açar; aşırı havalandırma, bakterilerin "tortularını" biriken polifosfat-tükenmesine neden olur ve biyolojik fosfor gideriminin etkinliğini önemli ölçüde azaltır, hatta ortadan kaldırır. Çalıştırma ve bakım için aerobik tanktaki çözünmüş oksijenin kontrol edilmesi çok önemlidir. Toplam fosfor seviyeleri standardı aştığında, birden fazla katmanı dikkate almak ve ek ölçümler yapmak, parametreleri körü körüne ayarlamaktan veya kimyasal eklemekten genellikle daha etkilidir.
Not: PHB, polifosfat bakterilerinde enerji depolayan bir madde olan poli- -hidroksibutirik asitin kısaltmasıdır.