Precauzioni di sicurezza per l'operazione di avvio di un impianto di trattamento delle acque reflue
1. Scopo
Il tempo di ritenzione dei fanghi (SRT) è un parametro di controllo fondamentale nel sistema a fanghi attivi, che determina direttamente la struttura della popolazione microbica, l'efficienza di rimozione degli inquinanti e le caratteristiche dei fanghi. Nei processi di rimozione dell'azoto e del fosforo (come A²/O, bacini di ossidazione, SBR, ecc.), i batteri nitrificanti (tempo di generazione lungo) e i batteri accumulanti polifosfati (tempo di generazione breve) sono intrinsecamente in conflitto con i requisiti SRT. Nell'operazione pratica, rapidi aggiustamenti SRT, misurazioni imprecise o disallineamenti dei parametri possono facilmente portare a problemi come superamenti dell'effluente, anomalie dei fanghi e aumento del consumo energetico.
II. Principi fondamentali della regolazione dell'età dei fanghi
• Definizione: Il rapporto tra la quantità totale di fanghi attivi nel sistema e lo scarico giornaliero di fanghi residui (d), che rappresenta il tempo medio di ritenzione microbica.
• Logica di controllo: Aumentare lo scarico dei fanghi → accorciare SRT; ridurre lo scarico dei fanghi → estendere SRT.
• Intervallo di adattamento del processo
◦ Rimozione COD: 5–10 d
Nitrificazione e denitrificazione: ≥10 giorni (≥15 giorni in inverno)
Rimozione sinergica di azoto e fosforo: 12–20 giorni
Aerazione estesa/MBR: 20–30 d
3. Problemi comuni durante la regolazione dell'età dei fanghi
(1) Problemi causati da SRT troppo breve (rimozione eccessiva dei fanghi)
Collasso della nitrificazione e superamento dell'azoto ammoniacale
I batteri nitrificanti hanno un lungo tempo di generazione (10–20 giorni). Quando l'SRT è inferiore al tempo di generazione minimo, i batteri nitrificanti vengono continuamente dilavati, portando a un brusco calo dell'efficienza di rimozione dell'azoto ammoniacale e a un rapido superamento dei limiti di NH₃–N nell'effluente.
2. I fanghi sono immaturi e hanno scarse proprietà di sedimentazione
Proliferazione microbica troppo rapida, struttura del flocculante allentata, SV30 basso, SVI anomalo e flocculanti fini trascinati nell'effluente dal decantatore secondario, con conseguente aumento dei SS.
3. Aumento drastico della produzione di fanghi e aumento dei costi di smaltimento
L'operazione ad alto F/M si traduce in un alto rendimento di fanghi, alto contenuto di umidità e difficoltà di disidratazione, con conseguente aumento della frequenza di disidratazione dei fanghi e del dosaggio chimico.
4. Debole resistenza del sistema agli impatti
Biomassa insufficiente, bassa tolleranza al carico, alla tossicità e alle fluttuazioni di temperatura, con conseguenti significative variazioni della qualità dell'acqua.
(2) Problemi derivanti da SRT eccessivo (scarico insufficiente di fanghi)
Invecchiamento dei fanghi e fanghi galleggianti nei decantatori secondari
L'eccessiva respirazione endogena porta alla mineralizzazione dei fanghi e alla frammentazione dei flocculanti, con conseguente rapida sedimentazione ma suscettibilità alla disgregazione, con effluente torbido e SS e torbidità superiori allo standard.
2. Diminuzione dell'efficienza di rimozione del fosforo
I batteri accumulanti fosfato si basano su un SRT breve per rimuovere il fosforo tramite scarico dei fanghi; un SRT eccessivamente lungo porta all'accumulo di fosforo all'interno del sistema e al successivo rilascio, con conseguente superamento del TP standard.
3. Aumento del consumo energetico e dei costi operativi
L'alto MLSS porta a una ridotta efficienza di trasferimento dell'ossigeno, costringendo ad aumentare il volume di aerazione; l'invecchiamento dei fanghi si traduce in un maggiore consumo energetico per il riflusso e la miscelazione.
4. Rischio di rigonfiamento filamentoso / rigonfiamento dei fanghi
Basso carico e lunga età dei fanghi possono facilmente indurre un'eccessiva crescita di batteri filamentosi, con conseguente aumento dell'SVI e fallimento della separazione fanghi-acqua.
5. Accumulo di prodotti microbici solubili (SMP)
Vengono rilasciati metaboliti endogeni, con conseguente aumento dei livelli di COD e colore nell'effluente e aumento del carico del trattamento avanzato.
(3) Problemi sistemici derivanti da operazioni di regolazione improprie
1. Regolazione eccessiva dell'intervallo, oscillazione del sistema
Un significativo aumento o diminuzione una tantum della rimozione dei fanghi ha causato un improvviso cambiamento SRT, portando a drastici spostamenti nella struttura della comunità microbica e fluttuazioni sincrone degli indicatori di effluente (NH₃–N, TN, TP, SS).
2. Distorsione del calcolo e della misurazione SRT
Monitoraggio MLSS impreciso, flusso di scarico fanghi non calibrato e mancata considerazione dei fanghi nel serbatoio di ricircolo/decantatore secondario comportano una deviazione significativa tra l'SRT nominale e l'SRT effettivo.
3. Mancanza di adattamento alla temperatura
Il tasso di nitrazione diminuisce significativamente a basse temperature e l'SRT non viene esteso in base alle stagioni, con conseguenti frequenti superamenti dell'azoto ammoniacale in inverno.
4. Contraddizione sinergica nella denitrificazione e rimozione del fosforo
In un sistema a fango singolo, il mantenimento della nitrificazione comporta un SRT più lungo e una peggiore rimozione del fosforo, mentre la priorità alla rimozione del fosforo porta a un SRT più breve e a una nitrificazione insufficiente, creando un compromesso tra i due.
5. Carenze nelle attrezzature e nella gestione e manutenzione
Blocco della pompa dei fanghi, perdita interna della valvola e accumulo di fanghi nel tubo di scarico portano a uno scarico instabile dei fanghi, causando una deriva passiva nell'SRT.
(4) Problemi operativi secondari
• Squilibrio DO: SRT lungo con alto MLSS incline all'ipossia localizzata; SRT breve suscettibile all'eccessiva aerazione.
• Competizione intensificata per le fonti di carbonio: SRT irragionevole esacerba la competizione per le fonti di carbonio tra denitrificazione e rimozione del fosforo, portando al superamento simultaneo di TN e TP.
• L'esame microscopico indica indicatori biologici anomali: SRT breve dominato da batteri liberi/piccoli flagellati; SRT lungo mostra indicatori di invecchiamento come rotiferi ed epifiltro.
