Chiariamo innanzitutto cos'è il fango attivato per la denitrificazione della nitrificazione simultanea (SND)? In parole povere, i microrganismi nel fango attivato ordinario possono svolgere sia compiti di "nitrificazione" (convertendo l'azoto ammoniacale in azoto nitrico) che compiti di "denitrificazione" (convertendo l'azoto nitrico in gas azoto e fuoriuscita), senza la necessità di vasche separate come i processi tradizionali, risparmiando acqua, elettricità e spazio. Sono davvero "efficienti e versatili" nel trattamento delle acque reflue. Ma questa "versatilità" non è qualcosa che cade dal cielo. Dobbiamo "nutrirla" gradualmente passo dopo passo. Oggi, dai lavori preparatori alla manutenzione quotidiana, ve lo spiegheremo chiaramente. Anche se sei un principiante del settore, seguire può aiutarti a evitare deviazioni.
1、 Innanzitutto, stabilire le condizioni di base per "nutrire il fango", in modo che i microrganismi non soffrano la fame o vivano comodamente
Per far sì che i microrganismi nel fango abbiano attività SND, il primo passo è creare una "casa" confortevole per loro, oltre a cibo sufficiente da mangiare. Questo è simile a come dobbiamo preparare vasi e fertilizzanti prima di coltivare fiori. Parliamone da due aspetti: "hardware" (dispositivi) e "software" (qualità dell'acqua, nutrizione):
1. Apparecchiature hardware: non è necessario renderle troppo complicate, ma la chiave non può essere omessa
Non è necessario iniziare con un reattore su larga scala che costa centinaia di migliaia di yuan. I principianti possono iniziare con una "mini versione" di prove di laboratorio, come un reattore cilindrico da 10L o 20L in vetro o acciaio inossidabile. La chiave è soddisfare questi requisiti:
-Capacità di controllare l'ossigeno: il fulcro della SND è "ipossia locale e aerobico generale", il che significa che l'acqua non può essere completamente priva di ossigeno, né può esserci troppo ossigeno. L'acqua deve avere zone ad alto e basso contenuto di ossigeno in modo che i microrganismi possano nitrificare e denitrificare contemporaneamente. Quindi il reattore deve essere dotato di una testa di aerazione (preferibilmente utilizzando l'aerazione microporosa, con piccole bolle e distribuzione uniforme dell'ossigeno), e quindi dotato di un misuratore di ossigeno disciolto per il monitoraggio in tempo reale, rendendo conveniente regolare le dimensioni dell'aerazione in qualsiasi momento. Generalmente, l'ossigeno disciolto (DO) deve essere controllato tra 0,5-2 mg/L, né troppo alto né troppo basso.
-Deve essere in grado di mescolare: se l'aerazione non è sufficiente, è necessario anche un miscelatore, altrimenti il fango affonderà facilmente sul fondo, si mescolerà in modo non uniforme con acqua e nutrienti e i microrganismi non saranno in grado di mangiare. La velocità di agitazione non deve essere troppo elevata, purché consenta al fango di "galleggiare" nell'acqua (ovvero mantenere uno stato sospeso). Se è troppo veloce, può effettivamente "eliminare" i microrganismi e influire sulla loro attività.
-Deve essere in grado di controllare la temperatura e il pH: i microrganismi, come gli umani, sono sensibili al freddo, al calore, agli acidi e agli alcali. La temperatura più adatta per il lavoro dei microrganismi SND è 25-30 ℃. Se è troppo bassa, diventeranno pigri e la loro attività diminuirà; Se è troppo alta, può causare direttamente la "morte per calore". Quindi è meglio avvolgere il reattore con una camicia di riscaldamento a temperatura costante o posizionarlo in un bagno d'acqua a temperatura costante. Anche il valore del pH deve essere monitorato attentamente. I batteri nitrificanti preferiscono un ambiente leggermente alcalino (7,5-8,5), mentre i batteri denitrificanti sono leggermente resistenti agli acidi, ma nel complesso dovrebbe essere tra 7-8. Se il pH è basso, aggiungere un po' di carbonato di sodio e, se è alto, aggiungere un po' di acido cloridrico diluito per evitare che il valore "devii".
2. Qualità dell'acqua e nutrizione: preparare il cibo per i microrganismi, non alimentare alla cieca
I microrganismi nel fango devono avere "alimenti base" (fonti di carbonio e azoto) e "vitamine" (oligoelementi) per funzionare, che provengono tutti dall'afflusso. Se i nutrienti non sono sufficienti o la proporzione non è corretta, i microrganismi saranno "affamati e magri" o "malnutriti" e non possono produrre alcuna attività SND.
-Fonte di azoto: utilizzare l'azoto ammoniacale più comune: coltiviamo fango SND principalmente per trattare l'azoto ammoniacale, quindi l'afflusso deve avere azoto ammoniacale sufficiente. Non renderlo troppo complicato, basta mescolare direttamente solfato di ammonio o cloruro di ammonio. La concentrazione deve essere controllata a 50-100 mg/L, che è più adatta. Se è troppo bassa, i microrganismi non saranno in grado di sopravvivere e, se è troppo alta, li "avvelenerà". I principianti dovrebbero iniziare con questo intervallo di concentrazione.
-Fonte di carbonio: scegliere "facilmente digeribile", non scegliere troppo "duro": i batteri denitrificanti hanno bisogno della fonte di carbonio come "energia" per il loro lavoro. Se la fonte di carbonio non è sufficiente, l'azoto nitrico non può essere convertito in gas azoto. È meglio per i principianti scegliere fonti di carbonio facilmente degradabili, come glucosio e acetato di sodio, poiché questi microrganismi "mangiano velocemente" e sono facili da coltivare rapidamente l'attività. Il rapporto carbonio/azoto (ovvero rapporto C/N) è cruciale, generalmente controllato a 5-10:1. Ad esempio, se la concentrazione di azoto ammoniacale è di 50 mg/L, la fonte di carbonio deve essere aggiunta in una quantità di 250-500 mg/L. Se il rapporto non è corretto, la denitrificazione non è completa, le fonti di carbonio vengono sprecate e l'acqua diventerà maleodorante.
-Oligoelementi: non ignorarli, non è sufficiente. Molte persone dimenticano facilmente di aggiungere oligoelementi, ma in realtà, i microrganismi hanno bisogno di "piccole cose" come ferro, manganese e zinco per attivare l'attività enzimatica. Senza di loro, anche se c'è abbastanza carbonio e azoto, l'attività non può essere aumentata. Non è necessario acquistare reagenti costosi. Basta aggiungere un po' di acqua del rubinetto (che contiene oligoelementi naturali) o filtrare un piccolo cucchiaio di acqua imbevuta di terra da giardino quando si prepara l'acqua. La quantità non deve essere eccessiva, poiché troppa può portare a tossicità da metalli pesanti.
-Non portare "veleno" quando si entra in acqua: se ci sono metalli pesanti (come cromo, piombo), antibiotici o alte concentrazioni di sale nell'acqua, i microrganismi "smetteranno immediatamente di cucinare". Pertanto, quando si prepara l'acqua, è necessario utilizzare acqua distillata o deionizzata. Non utilizzare acque reflue industriali o acque fluviali inquinate casualmente. I principianti dovrebbero prima coltivare acqua "pulita" e poi provare lentamente a trattare le acque reflue reali.
2、 L'inoculazione del fango è una scorciatoia, non partire da zero
L'errore che molti principianti commettono è partire da una "vasca vuota" e aspettare che il fango cresca naturalmente, il che richiede diversi mesi e potrebbe non necessariamente portare all'attività SND. L'approccio intelligente è "inoculare", il che significa trovare fango attivato già pronto come "semi" e metterli direttamente nel reattore, equivalente a "stare sulle spalle di qualcun altro", il che può far risparmiare più della metà del tempo.
Dove posso trovare 'buoni semi'? Dare la priorità a questi due posti
-Fango di ritorno dagli impianti di trattamento delle acque reflue urbane: questo è il "seme" più facile da ottenere, in particolare per gli impianti di trattamento delle acque reflue che trattano le acque reflue domestiche. Il fango all'interno contiene già batteri nitrificanti e denitrificanti, ma l'attività potrebbe non essere abbastanza forte. Riportiamolo indietro e "addomestichiamolo" un po'. Quando vai, porta un secchio pulito e riempilo con 5-10L (a seconda delle dimensioni del reattore, di solito il fango rappresenta il 10%-20% del volume del reattore). Non lasciarlo per troppo tempo, riprendilo e usalo lo stesso giorno. Se lasciato per troppo tempo, il fango "mancherà di ossigeno" e la sua attività diminuirà.
-Fango attivato ordinario già pronto in laboratorio: se hai amici che conducono esperimenti di trattamento delle acque reflue intorno a te, puoi prendere in prestito un po' del fango attivato ordinario che hanno coltivato. Sebbene potrebbe non avere attività SND, la comunità microbica di base è sana e può essere addomesticata rapidamente. Non usare mai fango nero o maleodorante, poiché la maggior parte di esso contiene batteri morti e non può essere utilizzato come seme.
2. Non "crollare" durante la vaccinazione, lasciare che il fango "si adatti alla nuova casa"
Dopo aver ricevuto il fango inoculato, non versarlo direttamente nel reattore. Innanzitutto, "lavare il fango" per rimuovere impurità e nutrienti residui dal fango. Il metodo è semplice: versare il fango in una provetta da centrifuga, aggiungere acqua distillata, centrifugare per 5 minuti (a una velocità di 3000 rpm), scartare il liquido limpido in alto, aggiungere un po' di acqua distillata e mescolare bene. Ripetere 2-3 volte fino a quando il liquido limpido diventa trasparente.
Dopo la pulizia, versare il fango nel reattore e aggiungere lentamente l'acqua preparata (non aggiungere troppo velocemente, altrimenti il fango "non si adatterà"). Dopo l'aggiunta, non accendere prima l'aerazione. Accendere il miscelatore e mescolare per 10 minuti per mescolare completamente il fango e l'acqua. Quindi accendere l'aerazione e regolare l'ossigeno disciolto a circa 1 mg/L. Lascia che il fango "respiri" prima e si adatti al nuovo ambiente. Questo passaggio è chiamato "periodo di adattamento prima della sospensione del film", non saltarlo.
3、 L'addomesticamento è fondamentale: passo dopo passo "costringere" i microrganismi a sviluppare l'attività SND
Dopo aver inoculato il fango, il passo successivo fondamentale è "l'addomesticamento": in parole povere, regolare le condizioni ambientali (come DO, rapporto C/N, tempo di ritenzione idraulica) per consentire ai batteri nitrificanti e denitrificanti nel fango di "lavorare insieme" e sviluppare gradualmente l'abitudine di lavorare in modo sincrono. Questo processo non deve essere affrettato, di solito richiede 15-30 giorni. Richiede pazienza, osservazione quotidiana, registrazione e regolazione graduale.
1. Fase 1: consentire ai batteri nitrificanti di "sopravvivere" e ridurre l'azoto ammoniacale (primi 7-10 giorni)
All'inizio dell'addomesticamento, non affrettarti a far lavorare i batteri denitrificanti. Innanzitutto, "alimentare" i batteri nitrificanti e lasciarli dominare nel fango. A questo punto, dobbiamo fare questo:
-Aumentare leggermente l'aerazione: controllare l'ossigeno disciolto (DO) a 1,5-2 mg/L per garantire un'ossigenazione sufficiente nell'acqua, che facilita la conversione dell'azoto ammoniacale in azoto nitrico da parte dei batteri nitrificanti.
-Abbassare un po' il rapporto C/N: non è necessario aggiungere troppa fonte di carbonio e il rapporto C/N deve essere controllato a 3-5:1, principalmente per consentire ai microrganismi di "mangiare azoto", con particolare attenzione all'osservazione del tasso di rimozione dell'azoto ammoniacale.
-Il tempo di ritenzione idraulica (HRT) dovrebbe essere più lungo: HRT è il tempo in cui l'acqua rimane nel reattore, inizialmente impostato a 8-12 ore, per impedire che l'acqua scorra troppo velocemente e dare tempo sufficiente ai batteri nitrificanti per lavorare.
Prelevare campioni ogni giorno per misurare la concentrazione di azoto ammoniacale in afflusso e deflusso. Se la concentrazione di azoto ammoniacale nel deflusso può essere ridotta stabilmente al di sotto di 10 mg/L, indica che i batteri nitrificanti sono "tornati in vita" e la prima fase soddisfa lo standard.
2. Fase 2: "ridurre lentamente l'ossigeno e aumentare il carbonio" per attivare i batteri denitrificanti (10-15 giorni nel mezzo)
Dopo che i batteri nitrificanti si sono stabilizzati, è tempo di "risvegliare" i batteri denitrificanti. La chiave è creare un ambiente di "ipossia locale" e fornire sufficienti fonti di carbonio per i batteri denitrificanti. A questo punto, è necessario regolare le condizioni un po' alla volta e non cambiare troppo alla volta, altrimenti i microrganismi saranno "stressati":
-Ridurre gradualmente il DO: ogni giorno, abbassare il DO di 0,2-0,3 mg/L, riducendolo gradualmente da 2 mg/L a 0,5-1 mg/L e stabilizzarlo dopo aver raggiunto questo intervallo. Durante la discesa, è importante osservare il colore del fango. Se il fango cambia da giallo marrone a nero o l'effluente diventa torbido, indica che l'ossigeno disciolto (DO) è troppo basso. Regolarlo rapidamente un po' indietro per impedire al fango di morire per carenza di ossigeno.
-Aumentare gradualmente il rapporto C/N: allo stesso tempo, aumentare la quantità di fonte di carbonio e aumentare gradualmente il rapporto C/N da 3-5:1 a 5-8:1. Aggiungere un po' ogni giorno, non aggiungere troppo alla volta, altrimenti ci sarà un eccesso di fonte di carbonio nell'acqua, che farà proliferare batteri vari e farà odorare il fango.
-Accorciare leggermente HRT: ridurre lentamente HRT da 12 ore a 6-8 ore per consentire ai microrganismi di lavorare in modo più compatto e aumentare la loro attività.
In questa fase, è necessario misurare quotidianamente due indicatori: azoto ammoniacale (per vedere se ci sono problemi con la nitrificazione) e azoto totale (per vedere se la denitrificazione è efficace). Se il tasso di rimozione dell'azoto totale può rimanere stabile a oltre il 50%, indica che i batteri denitrificanti hanno iniziato a lavorare e l'attività SND è emersa preliminarmente.
3. Fase 3: condizioni stabili per "consolidare" l'attività SND (ultimi 7 giorni circa)
Quando il tasso di rimozione dell'azoto totale si stabilizza a oltre il 50%, non regolare più in modo significativo le condizioni. Mantenere DO a 0,5-1 mg/L, rapporto C/N a 5-8:1 e HRT a 6-8 ore per consentire ai microrganismi di "vivere e lavorare" in questo ambiente, aumentando gradualmente l'attività SND.
A questo punto, è necessario osservare le caratteristiche del fango: un buon fango SND dovrebbe essere di colore giallo marrone, con fiocchi relativamente grandi (visibili in gruppi al microscopio), buone proprietà di sedimentazione (dopo essere rimasto fermo per 30 minuti, il fango può depositarsi e il liquido limpido in alto è molto trasparente) e nessun annerimento o odore. Misurare il tasso di rimozione dell'azoto totale una volta al giorno. Se può rimanere stabile al 70% o addirittura raggiungere l'80%, congratulazioni! Il fango attivato per la denitrificazione della nitrificazione simultanea è stato coltivato con successo!
4、 Manutenzione quotidiana: non lasciare che il "fango duramente guadagnato" abbia problemi
Coltivare fango SND non è la fine, ma l'inizio. Se la manutenzione quotidiana non è in atto, il fango è soggetto a "declino dell'attività" o addirittura "morte" e gli sforzi precedenti saranno vani. Questi punti devono essere monitorati attentamente:
1. Deve essere fatto quotidianamente: misurare gli indicatori, osservare i tratti
-Misurare tre indicatori chiave: ossigeno disciolto (DO), valore del pH e tasso di rimozione dell'azoto totale, almeno due volte al giorno (mattina e pomeriggio). Una volta che si riscontra che il DO è inferiore a 0,5 mg/L, aumentare l'aerazione e, al di sopra di 2 mg/L, diminuire l'aerazione; Aggiungere carbonato di sodio se il pH è inferiore a 7 e acido cloridrico diluito se è superiore a 8,5; Se il tasso di rimozione dell'azoto totale diminuisce di oltre il 10%, verificare se la fonte di carbonio è stata aggiunta a sufficienza e se ci sono impurità nell'affluente.
-Osservare le caratteristiche del fango: osservare quotidianamente il colore del fango (normalmente giallo marrone), se c'è qualche odore (normalmente nessun odore, l'odore è dovuto alla mancanza di ossigeno) e la situazione di sedimentazione (il rapporto di sedimentazione è migliore al 20%-30% entro 30 minuti, se è troppo alto, significa che c'è troppo fango e se è troppo basso, significa che c'è perdita di fango).
2. Compiti obbligatori settimanali: scarico del fango e rimozione delle impurità
-Scarico regolare del fango: il fango continuerà a moltiplicarsi e troppo si depositerà sul fondo del reattore, influenzando la miscelazione e l'aerazione. Quanto fango in eccesso deve essere scaricato una volta alla settimana? Controllare il rapporto di sedimentazione. Se il rapporto di sedimentazione supera il 30%, scaricare il 5%-10% del volume del reattore di fango e mantenere il rapporto di sedimentazione tra il 20%-30%.
-Pulizia delle impurità: anche se l'acqua viene filtrata accuratamente, una piccola quantità di impurità si depositerà comunque sul fondo nel tempo. Ogni settimana, durante lo scarico del fango, pulire le impurità sul fondo del reattore per impedire che influenzino la miscelazione del fango e dell'acqua.
3. Non farsi prendere dal panico quando si incontrano problemi: metodi comuni per la risoluzione dei problemi
-Fango nero e maleodorante: è molto probabile che l'ossigeno disciolto (DO) sia troppo basso e ci sia carenza di ossigeno. Aumentare rapidamente l'aerazione e misurare il pH. Se anche il pH è basso, aggiungere un po' di carbonato di sodio e di solito ci vogliono 1-2 giorni per riprendersi.
-Improvvisa diminuzione del tasso di rimozione dell'azoto totale: controllare prima la fonte di carbonio per vedere se è stata aggiunta troppo poca. Se la fonte di carbonio è sufficiente, controllare quindi se l'ossigeno disciolto (DO) è troppo alto (troppo alto può inibire i batteri denitrificanti). Regolare il DO a 0,5-1 mg/L e osservare per 1-2 giorni. Generalmente, può tornare.
-Grave perdita di fango (rapporto di sedimentazione inferiore al 10%): potrebbe essere dovuto a una miscelazione troppo rapida, che rompe il fango, o al flusso di acqua in afflusso troppo veloce (HRT troppo breve), che trascina fuori il fango. Innanzitutto, abbassare la velocità di miscelazione, quindi estendere HRT per 1-2 ore e, allo stesso tempo, integrare con un po' di fango inoculato e riprendersi gradualmente.
5、 Idee sbagliate comuni per i principianti: non calpestare queste 'fosse'
Infine, parla con i principianti delle idee sbagliate comuni e non lasciarli prendere una strada sbagliata:
-Non perseguire "risultati rapidi": molte persone sperano di produrre attività SND entro 3 giorni dall'inoculazione del fango, il che è semplicemente impossibile. L'addomesticamento microbico richiede tempo e 15-30 giorni è un ciclo normale. È inutile affrettarsi, ma prenderla con calma può effettivamente essere più veloce.
-Non aggiungere reagenti a caso: alcune persone pensano che "aggiungere più nutrienti sia meglio". L'aggiunta di troppe fonti di carbonio e azoto può comportare un eccesso di nutrienti nell'acqua, la crescita di batteri e l'odore del fango; Alcune persone pensano che "aggiungere oligoelementi sia buono", aggiungendo troppi reagenti di metalli pesanti in una volta sola si possono avvelenare direttamente i microrganismi e aggiungerli in proporzione è sufficiente.
-Non interrompere l'aerazione e la miscelazione per molto tempo: a volte quando devi uscire, spegni l'aerazione e la miscelazione e quando torni, scopri che il fango è completamente affondato sul fondo ed è diventato nero. Questo a causa della prolungata mancanza di ossigeno e un gran numero di microrganismi sono morti. Pertanto, anche se esci, devi trovare qualcuno che tenga d'occhio, almeno per garantire che l'aerazione e la miscelazione non si interrompano per troppo tempo (non più di 4 ore al massimo).
In breve, il fulcro della coltivazione del fango attivato per la denitrificazione della nitrificazione sincrona è "creare un buon ambiente, selezionare i semi giusti, addomesticare gradualmente e mantenere con cura". Non è così misterioso. I principianti devono solo seguire i passaggi, osservare e registrare di più e commettere meno errori di basso livello e possono sicuramente coltivare fango con una buona attività. All'inizio, potresti incontrare alcuni problemi, ma finché non ti fai prendere dal panico e ti adatti lentamente, puoi iniziare rapidamente. Quando vedi il tasso di rimozione dell'azoto totale stabilizzarsi a oltre il 70%, quella sensazione di realizzazione è più forte di qualsiasi altra cosa!
