I nostri amici che si occupano del trattamento delle acque reflue, che hanno a che fare con i fanghi attivi ogni giorno, sanno che questa cosa è come un gruppo di "soldati buongustai" che si affidano alla materia organica nell'acqua per lavorare. Ma sapete una cosa? Se questi soldati vogliono lavorare bene, avere solo "cibo" non è sufficiente, hanno bisogno anche di vari "integratori alimentari", tra i quali il fosforo è particolarmente cruciale. Se c'è una mancanza di fosforo nell'acqua, i fanghi attivi non saranno vivaci e ci saranno molti problemi in futuro. Oggi, analizziamo e parliamo di questa questione.
Innanzitutto, dobbiamo capire cosa fa il fosforo per i microrganismi nei fanghi attivi. Pensateci, i microrganismi hanno bisogno di crescere, riprodursi e sintetizzare vari enzimi per decomporre la materia organica, il che dipende tutto dal fosforo. Parliamo del materiale genetico DNA nelle cellule, non può essere sintetizzato senza fosforo; Ci sono anche sostanze responsabili della trasmissione di energia, come l'ATP e il fosforo, che sono componenti fondamentali. In poche parole, il fosforo è come la "batteria energetica" e il "materiale da costruzione per la crescita" dei microrganismi. Senza di esso, i microrganismi avrebbero difficoltà a sopravvivere, per non parlare di lavorare per trattare le acque reflue.
Se il fosforo è veramente carente, quali cambiamenti si verificheranno per primi nei fanghi attivi? La cosa più intuitiva è che le prestazioni di sedimentazione dei fanghi si sono deteriorate. Originariamente, i fanghi attivi erano buoni e, dopo la sedimentazione, il surnatante era limpido e lo strato di fango era compatto. Tuttavia, quando il fosforo era carente, si sarebbe scoperto che la vasca di sedimentazione era piena di fango sparso, come uno strato di "fiocchi di cotone" che vi galleggiava sopra, e il surnatante diventava torbido. Perché questo? A causa della carenza di fosforo, i microrganismi non sono in grado di sintetizzare normalmente le pareti cellulari e le strutture capsulari, rendendo le pareti cellulari fragili e inclini a secernere alcuni polisaccaridi poco viscosi. In questo modo, le particelle di fango non possono aggregarsi bene e diventano "soldati sparsi", naturalmente incapaci di affondare. A volte può esserci una situazione di "rigonfiamento dei fanghi", in cui i fanghi nell'intera vasca di aerazione galleggiano. Quando misurati con un misuratore di concentrazione dei fanghi, la concentrazione non sembra bassa, ma è tutta virtuale e non ha efficacia in combattimento.
Passando all'effetto di trattamento, questo è ciò che ci interessa di più. La carenza di fosforo influisce innanzitutto sull'efficienza della rimozione della materia organica. I microrganismi originariamente mangiavano la materia organica con la stessa facilità con cui mangiamo noi, ma dopo la carenza di fosforo, non potevano nemmeno sintetizzare gli enzimi che scompongono la materia organica, e la materia organica che mangiavano non poteva essere completamente decomposta, rimanendo solo nella fase del prodotto intermedio. È possibile testare il COD (Chemical Oxygen Demand) per scoprirlo. Il COD in ingresso è piuttosto alto, ma il COD in uscita non può ancora essere ridotto. A volte, il COD in uscita può anche essere superiore a prima: non è che i microrganismi non stiano lavorando, è che non possono decomporre e persino scaricare parte della materia organica dai loro corpi.
Oltre alla materia organica, può essere influenzata anche la rimozione dell'azoto. Al giorno d'oggi, molti impianti di trattamento delle acque reflue devono effettuare la denitrificazione, affidandosi a batteri nitrificanti e batteri denitrificanti. I batteri nitrificanti convertono l'azoto ammoniacale in azoto nitrico, mentre i batteri denitrificanti convertono l'azoto nitrico in azoto e lo rilasciano. Ma entrambi i tipi di batteri sono particolarmente sensibili al fosforo, in particolare i batteri denitrificanti. Quando il fosforo è carente, la respirazione dei batteri denitrificanti è inibita e non possono utilizzare l'azoto nitrico come accettore di elettroni. Di conseguenza, il contenuto di azoto nitrico nell'effluente sale alle stelle e l'effetto di denitrificazione è direttamente "dimezzato". A volte si può scoprire che l'ossigeno disciolto nella vasca di aerazione è sufficiente, ma il tasso di rimozione dell'azoto ammoniacale non può aumentare. Dopo aver controllato, è molto probabile che la mancanza di fosforo porti all'attività dei batteri nitrificanti
Parliamo della quantità e delle proprietà dei fanghi. La carenza di fosforo può rallentare il tasso di crescita e riproduzione dei microrganismi. Originariamente, potevano riprodurre una generazione al giorno, ma dopo la carenza di fosforo, potrebbero impiegare due o tre giorni per riprodurre una generazione, il che ridurrà la crescita dei fanghi. Alcuni amici potrebbero pensare che "meno fanghi sono buoni, risparmiando la necessità di trattare i fanghi", ma in realtà non è così: meno fanghi significano meno microrganismi che possono lavorare, il che a lungo andare porterà a una "carenza di forze" nell'intero sistema di fanghi attivi. Incontrando un leggero carico d'impatto, come un improvviso aumento della materia organica nell'afflusso, il sistema non può resistere ed è incline al collasso. Inoltre, anche le proprietà dei fanghi con carenza di fosforo cambieranno, come un aumento del contenuto di umidità. Originariamente, il contenuto di umidità della torta di fango poteva essere controllato al di sotto dell'80% dopo la disidratazione, ma dopo la carenza di fosforo, potrebbe salire a oltre l'85%. Il successivo costo dello smaltimento dei fanghi aumenterà direttamente, sia che si tratti di discarica o incenerimento, il che richiederà più denaro.
Un altro punto facilmente trascurato è che la carenza di fosforo può rendere il sistema di fanghi attivi particolarmente "fragile" e avere una scarsa resistenza agli urti. In circostanze normali, anche se ci sono piccole fluttuazioni nella qualità dell'acqua in entrata, i microrganismi possono adattarsi lentamente; Ma quando il fosforo è carente, i microrganismi stessi sono in uno stato di "malnutrizione", con lievi fluttuazioni come cambiamenti di pH, cali di temperatura o la presenza di tracce di sostanze tossiche nell'acqua, rendendo facile per i microrganismi morire in gran numero. Scoprirete che la schiuma nella vasca di aerazione diventa improvvisamente sempre più, con un odore di pesce. Prendete un po' di fango per l'ispezione microscopica e potrete vedere i corpi di molti microrganismi. I protozoi attivi (come i vermi a campana e i rotiferi) sono quasi invisibili, ma sono tutti metazoi (come i nematodi) con una forte resistenza all'inquinamento, il che indica che il sistema è andato storto.
Come possiamo determinare se c'è una carenza di fosforo? Ci sono in realtà alcuni metodi semplici. In primo luogo, è possibile misurare il contenuto di fosforo nell'afflusso e nei fanghi attivi. In generale, il contenuto di fosforo nei fanghi attivi (calcolato come fango secco) dovrebbe essere compreso tra l'1,5% e il 2,5%. Se è inferiore all'1%, è molto probabile che ci sia una carenza di fosforo. Inoltre, si può vedere l'aspetto dei fanghi. I fenomeni di scarsa sedimentazione, surnatante torbido e più schiuma appena menzionati possono essere usati come riferimento. Un'altra cosa è testare l'effetto del trattamento. Se i tassi di rimozione di COD, azoto ammoniacale e azoto nitrico diminuiscono improvvisamente contemporaneamente, dopo aver escluso fattori come l'ossigeno disciolto, il valore di pH e la temperatura, è necessario verificare se c'è un'insufficiente quantità di fosforo.
Se si è veramente a corto di fosforo, niente panico. Il modo più diretto è integrare il fosforo. Gli integratori di fosforo comunemente usati includono superfosfato, fosfato diidrogeno di potassio e fosfato diidrogeno disodico. La quantità specifica da integrare dipende dal contenuto di fosforo dell'afflusso, dalla concentrazione dei fanghi e dagli obiettivi di trattamento. Ad esempio, se si desidera aumentare il contenuto di fosforo nei fanghi attivi al 2%, è possibile calcolare quanto fosforo deve essere aggiunto in base al peso secco dei fanghi, quindi aggiungerlo in più volte - non aggiungerne troppo in una volta, altrimenti potrebbe portare a un eccesso di fosforo nell'effluente, il che è ancora più problematico. Inoltre, può anche essere controllato dalla fonte, come verificare se c'è troppa acqua di scarico industriale nell'acqua e il contenuto di fosforo è già basso. Se le aziende a monte possono essere coordinate per regolare la qualità dell'acqua di drenaggio e risolvere fondamentalmente il problema della carenza di fosforo, sarebbe ancora meglio.
Nel complesso, sebbene la proporzione di fosforo nei sistemi di fanghi attivi non sia elevata, è sicuramente un nutriente chiave che può avere un effetto a catena su tutto il corpo. La mancanza di fosforo, i microrganismi
