I colleghi nel campo del trattamento delle acque reflue a secco probabilmente sono entrati in contatto con acque reflue contenenti silicio organico in una certa misura - sia che provengano da parchi chimici o scarichi da fabbriche di prodotti chimici giornalieri e tessili. Sebbene ciò possa sembrare insignificante, ha un impatto significativo sui sistemi a fanghi attivi. Molte volte, la vasca biochimica sperimenta improvvisamente un'anomala formazione di bolle e un aumento della qualità degli effluenti. Dopo le indagini, il colpevole è stato individuato. Oggi, parliamo in linguaggio semplice di come il silicio organico influisce sui fanghi attivi e di come dovremmo affrontarlo nelle nostre operazioni quotidiane.
Innanzitutto, parliamo di cos'è il silicio organico. Ciò a cui ci riferiamo spesso come organosilicio è in realtà un termine generico per una vasta classe di composti organici contenenti silicio, come olio di silicone, gomma siliconica e resina siliconica, che rientrano tutti in questa categoria. Questa sostanza ha vantaggi eccezionali, come la resistenza al calore, la resistenza all'acqua e la resistenza alla corrosione, quindi è ampiamente utilizzata nell'industria. Tuttavia, i suoi "svantaggi" possono essere fatali per i fanghi attivi: difficili da degradare e facili da accumulare. I batteri eterotrofi e nitrificanti ordinari semplicemente non possono intaccarlo, il che getta le basi per i successivi guasti del sistema biochimico.
Il primo impatto del silicio organico sui fanghi attivi è quello di interferire con il sistema di aerazione e interrompere l'efficienza del trasferimento di massa. Questo dovrebbe essere il fenomeno più intuitivo. Dopo che il silicio organico entra nella vasca biochimica, è facile formare uno strato stabile di schiuma sulla superficie dell'acqua. A differenza della normale schiuma delle acque reflue, questo tipo di schiuma è fine e viscosa, con una forte adesione. Non è facile da rompere anche quando soffia il vento. Si riverserà anche lungo la parete della vasca, il che è molto difficile da pulire. Inoltre, questo strato di schiuma isolerà il contatto tra aria e acqua. Anche se si accende la ventola al massimo, è difficile per l'ossigeno aerato dissolversi nell'acqua, portando al "basso virtuale" dell'ossigeno disciolto nella vasca biochimica: il monitor online mostra un buon valore, ma i fanghi sul fondo della vasca sono da tempo in uno stato di carenza di ossigeno. Un insufficiente ossigeno disciolto porterà a una diminuzione dell'efficienza dei batteri eterotrofi nella decomposizione della materia organica e i batteri nitrificanti semplicemente "si adageranno". È solo questione di tempo prima che il COD e l'azoto ammoniacale degli effluenti superino lo standard.
Il secondo impatto è che si accumula sulla superficie dei fiocchi di fango, ostacolando il metabolismo microbico. I microrganismi nei fanghi attivi si affidano alle membrane cellulari per assorbire i nutrienti dalle acque reflue al fine di sopravvivere. Il silicio organico ha una forte solubilità lipidica e viene facilmente adsorbitto sulla superficie dei fiocchi di fango, formando gradualmente uno strato di "pellicola di silicio". Questo strato di membrana è come mettere una stretta "tuta protettiva" sui microrganismi, impedendo l'ingresso di nutrienti e lo scarico dei rifiuti generati dal metabolismo, con conseguente diminuzione dell'attività microbica. Di solito osserviamo al microscopio che i fiocchi di fango diventano sciolti e fini e il numero di protozoi come nematodi e rotiferi diminuisce drasticamente, portando persino a un gran numero di morti. Questa è una manifestazione tipica dell'arricchimento di silicio organico. Nel tempo, le prestazioni di sedimentazione dei fanghi si deterioreranno drasticamente, con valori SV30 che fluttuano in alto e in basso, e si presenteranno anche problemi come il galleggiamento dei fanghi e la corsa nel serbatoio di sedimentazione secondario.
Un altro punto facilmente trascurato è che l'organosilicio può inibire l'attività di specifici batteri funzionali, in particolare i batteri nitrificanti. I batteri nitrificanti stessi sono noti come "cuori di vetro" e sono particolarmente sensibili ai cambiamenti ambientali e alle sostanze tossiche. Sebbene il silicio organico non "avveleni" direttamente i batteri nitrificanti, può interferire con le reazioni enzimatiche all'interno dei batteri nitrificanti quando si accumula fino a una certa concentrazione nei fiocchi di fango, rallentando il processo di conversione dell'azoto ammoniacale in nitrito e nitrato. Molte volte scopriamo che l'azoto ammoniacale degli effluenti supera lo standard, ma il COD non è cambiato molto. Dopo aver controllato DO, pH e età dei fanghi, non ci sono problemi. A questo punto, dobbiamo chiederci se il silicio organico in ingresso supera lo standard.
Inoltre, l'organosilicio può anche causare disordini nella secrezione di sostanze polimeriche extracellulari (EPS) nei fanghi. L'EPS è l'"adesivo" dei fiocchi di fango, che può consentire ai microrganismi di agglomerarsi e formare fiocchi strutturalmente stabili. L'invasione di silicio organico può interrompere il ritmo di secrezione dei microrganismi, oppure un'eccessiva secrezione di EPS può portare ad un aumento della viscosità dei fanghi e al facile intasamento delle tubazioni; oppure la secrezione è insufficiente, i fiocchi di fango sono dispersi e la separazione di fango e acqua è difficile. Entrambe queste situazioni sono piuttosto problematiche per il nostro sistema biochimico.
Detto questo sull'impatto, tutti devono essere preoccupati di come affrontarlo. In realtà, l'idea centrale è duplice: controllo della fonte + ottimizzazione del processo.
Il controllo della fonte è l'approccio più fondamentale. Dobbiamo comunicare con le imprese inquinanti e richiedere loro di pretrattare le acque reflue contenenti silicio organico, ad esempio utilizzando metodi di sedimentazione per coagulazione e flottazione ad aria, per rimuovere prima una parte del silicio organico e impedire che alte concentrazioni di silicio organico entrino direttamente nella vasca biochimica. Nel funzionamento e nella manutenzione quotidiana, è anche necessario rafforzare il monitoraggio della qualità dell'acqua in ingresso. Una volta che la concentrazione di silicio organico aumenta, dovrebbe essere rapidamente deviata al serbatoio di regolazione o il volume di acqua in ingresso dovrebbe essere ridotto per evitare l'impatto sul sistema.
L'ottimizzazione del processo è un mezzo per rimediare alle pecore smarrite. Se nella vasca biochimica è comparsa schiuma causata dal silicio organico, è possibile aggiungere un'adeguata quantità di antischiuma, ma è necessario prestare attenzione alla selezione dell'antischiuma non siliconico, altrimenti è "aggiungere benzina al fuoco"; Aumentando contemporaneamente il tasso di aerazione in modo appropriato, migliorando il disturbo dell'acqua e riducendo l'accumulo di silicio organico sulla superficie del liquido; Inoltre, evitare un'eccessiva scarico dei fanghi e garantire un'età sufficiente dei fanghi per consentire ai microrganismi nel sistema di avere abbastanza tempo per adattarsi agli ambienti a bassa concentrazione di silicio organico.
Infine, va ricordato che l'impatto dell'organosilicio sui fanghi attivi è "cronico" e potrebbe non esserci alcun problema nella fase iniziale. Ci vorrà molto più impegno per affrontarlo quando la schiuma è ovunque e la qualità dell'acqua supera lo standard. Quindi, nel funzionamento e nella manutenzione quotidiana, dobbiamo prestare maggiore attenzione ai cambiamenti nella composizione dell'acqua in ingresso e non lasciare che questo 'killer invisibile' distrugga il nostro sistema biochimico.
