En los procesos de tratamiento de aguas residuales, el método de lodo activado se usa ampliamente debido a su alta eficiencia y rentabilidad. El rendimiento de establecimiento del lodo activado determina directamente la eficiencia de separación sólida-líquido de los tanques de sedimentación secundaria, lo que afecta la estabilidad de la calidad del efluente. Cuando el rendimiento de asentamiento del lodo activado es deficiente, a menudo se manifiesta como un aumento anormal en el índice de volumen de lodo (SVI), el aumento de lodo en tanques de sedimentación secundaria, lodo flotante y sólidos suspendidos excesivos (SS) en el efluente. Si no se aborda rápidamente, puede conducir a la parálisis de todo el sistema de tratamiento de aguas residuales. Este artículo comenzará con un análisis de las causas del bajo rendimiento de asentamiento de lodo activado, elaborará sistemáticamente en las medidas de recuperación específicas y propone estrategias preventivas a largo plazo para proporcionar referencias técnicas para el funcionamiento estable de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
`` `Análisis de las causas centrales del bajo rendimiento de asentamiento en el lodo activado ''
La causa raíz del bajo rendimiento de asentamiento en el lodo activado es la estructura de floculación anormal del lodo o la diferencia de densidad reducida entre el lodo y el agua, lo que evita un asentamiento efectivo en el tanque de sedimentación secundaria. Según la práctica de ingeniería, las causas centrales se pueden clasificar en tres tipos principales: factores biológicos, factores operativos y factores ambientales, como se detalla a continuación
(1) Factores biológicos: desequilibrio de la comunidad microbiana
Los factores biológicos son la causa más común de pobre asentamiento de lodos, principalmente relacionados con las especies microbianas, la cantidad y el estado metabólico, con el volumen filamentoso y el volumen no filamentoso que son los ejemplos más típicos.
Bulto de flocos: proliferación excesiva de bacterias filamentosas en el lodo activado, donde sus hifas se entrelazan para formar una estructura de flocos sueltos, obstaculizando la separación de lodos-agua. Las causas comunes incluyen:
El desequilibrio en la relación de carbono a nitrógeno (C/N) influyente, como las fuentes de carbono excesivas (por ejemplo, aguas residuales de carbohidratos de alta concentración) o nutrientes de nitrógeno/fósforo insuficientes, conduce a una ventaja competitiva mejorada para las bacterias filamentosas;
La concentración de oxígeno disuelto (DO) es demasiado baja (típicamente <2mg/L), especialmente en zonas localizadas deficientes en oxígeno del tanque de aireación. Las bacterias filamentosas (como Nocardia y Thiothrix) prosperan en ambientes de bajo oxígeno y proliferan ampliamente;
El influente contiene sustancias inhibitorias (como metales pesados y compuestos orgánicos tóxicos), que suprimen el crecimiento de bacterias floculentas normales. Las bacterias filamentosas, siendo más resistentes a la toxicidad, dominan gradualmente.
2. Abrupación filamentosa: también conocido como volumen pegajoso, los flotos de lodo se vuelven flojos y viscosos debido a la adsorción de una gran cantidad de agua, lo que resulta en una disminución significativa en la velocidad de establecimiento. Las principales causas incluyen:
-La concentración de materia orgánica en el influyente es demasiado alta (como COD> 3000mg/L), lo que lleva a una proliferación microbiana excesiva y una formación insuficiente de estructuras compactas en flocos;
-Si la edad del lodo (SRT) es demasiado larga, los microorganismos entrarán en el período de declive, y la secreción excesiva de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) conducirá a una mayor hidrofilia de los flocos;
-El proceso de desnitrificación es anormal, y el nitrato en el tanque de sedimentación secundario se reduce a gas nitrógeno en condiciones anaeróbicas. Las burbujas se unen a los flotos de lodo, lo que hace que floten.
（2） Factores operativos: desviación de los parámetros de control de procesos
El control inadecuado de los parámetros operativos en los sistemas de tratamiento de aguas residuales puede interrumpir directamente el entorno metabólico normal del lodo activado y causar problemas de sedimentación.
-La de aireación absorta: la aireación desigual conduce a fluctuaciones excesivas en la concentración de DO en el tanque de aireación (peróxido local o hipoxia), o una alta intensidad de aireación (como la relación de agua de aire> 15: 1), que descompone los flocos de lodos y forma partículas pequeñas;
-La relación de control de reflujo: la relación de reflujo del lodo es demasiado baja (generalmente <50%), lo que resulta en una concentración de lodo insuficiente (MLSS) en el tanque de aireación y la dificultad en la formación de FLOC; Si la relación de reflujo es demasiado alta (> 150%), puede llevar el lodo suelto que no se ha asentado en el tanque de sedimentación secundario al tanque de aireación, exacerbando el deterioro de la sedimentación;
-La descarga de lodo retrasado: la descarga insuficiente de lodos restantes conduce a una edad excesiva de lodo, envejecimiento de lodo, desintegración o MLSS altos (> 5000 mg/L), lo que resulta en una mayor viscosidad de la mezcla de agua de lodo en el tanque de aireación y una mayor resistencia de asentamiento.
（3） Factores ambientales: cambios repentinos en la calidad del agua de entrada y las condiciones externas
Los cambios repentinos en el entorno externo o la calidad del agua entrante que exceden la adaptabilidad del lodo activado pueden conducir fácilmente a problemas de sedimentación.
-Fluctuaciones en la calidad del agua influyente: como aumentos repentinos (> 9) o gotas (<6) en el pH influyente, lo que puede dañar la estructura de las paredes celulares microbianas y conducir a la desintegración del lodo activado; Los cambios repentinos en la temperatura del agua de entrada (como la diferencia de temperatura> 5 ℃/d) pueden afectar la tasa metabólica microbiana, especialmente en entornos de baja temperatura (<15 ℃), lo que puede reducir significativamente la tasa de asentamiento de lodo;
-Impact load: In a short period of time, a large amount of high concentration wastewater (such as intermittent discharge of industrial wastewater) enters the system, or the suspended solids (SS) in the influent are too high (such as>500mg/L), and the activated sludge cannot be adsorbed and degraded in a timely manner, resulting in the "dilution" or inclusion of impurities in the flocs and a decrease en rendimiento de sedimentación;
-El entorno operativo abnormal del tanque de sedimentación secundaria: como la distribución desigual del agua en la entrada del tanque de sedimentación secundaria, alta velocidad de flujo local (> 0.5m/h) y erosión de la capa de lodo; La acumulación excesiva de lodo en el tanque de sedimentación secundario (con un espesor de la capa de sedimento mayor de 0,5 m) puede conducir a la descomposición anaeróbica del lodo, produciendo gases como el metano y el sulfuro de hidrógeno, que transportan el lodo hasta la superficie.
2 、 Medidas de recuperación específicas para un asentamiento pobre de lodo activado
En respuesta a los problemas de liquidación causados por diferentes causas, es necesario adoptar el enfoque del "ajuste dinámico de la política de clasificación de diagnóstico preciso", implementar medidas de recuperación en etapas y evitar la operación ciega que exacerba el deterioro del sistema.
（1） Intervención de emergencia: alivie rápidamente la tendencia de empeoramiento del asentamiento
Cuando la sedimentación del lodo activado es pobre y el SS de efluentes excede el estándar (como> 30 mg/L) o el lodo en el tanque de sedimentación secundario se debe a la deriva severamente, las medidas de emergencia deben tomarse primero para controlar la contaminación y crear condiciones para la recuperación posterior.
1. Fortalecer la separación del lodo y el agua:
-Agrasan los floculantes inorgánicos (como el cloruro de polialuminio (PAC) y el sulfato ferroso) al tanque de aireación o el tanque de sedimentación secundario, con la dosis ajustada de acuerdo con la concentración de lodo (generalmente 50-200mg/L), para promover la coagulación de los flocs de tobas y aumentar la tasa de sedimentación a través de la neutralización de la carga;
-Si la viscosidad del lodo es demasiado alta, se pueden agregar coagulantes inerte (como cenizas volantes y tierra diatomeas) a una dosis de 5% -10% de MLSS para mejorar la densidad de floc y reducir la adsorción de agua;
-Temporeramente, reduzca la carga de entrada, controle la carga volumétrica de bacalao por debajo de 0.3-0.5 kg de bacalao/(KGMLSS · D), reduzca la presión metabólica microbiana y evite un mayor aflojamiento de los flocos.
2. Optimizar la operación del tanque de sedimentación secundaria:
-Suspend o reduzca el reflujo del lodo, espere a que el lodo en el tanque de sedimentación secundario se asiente completamente (generalmente 1-2 horas), y luego descargue el líquido transparente superior para evitar la circulación del lodo suelto;
-Si hay desnitrificación flotando en el tanque de sedimentación secundario, se puede agregar una pequeña cantidad de aireación al tanque (como abrir el dispositivo de aireación inferior) para mantener una concentración de 1-2 mg/L e inhibir la reacción de desnitrificación;
-Cle el lodo acumulado en el tanque de sedimentación secundario y descargue completamente el lodo envejecido en la parte inferior del tanque a través de una bomba de descarga de lodo para evitar la descomposición anaeróbica que afecta el rendimiento general del lodo.
（2） Ajuste del sistema: dirigido a la remediación del rendimiento del lodo según sus causas
Después de las medidas de emergencia para controlar la contaminación, es necesario ajustar los parámetros del proceso de acuerdo con las causas y restaurar fundamentalmente el rendimiento de liquidación del lodo activado.
1. Medidas de recuperación para la expansión bacteriana filamentosa
-La suministro de nutrientes balanceado: verifique la relación C/N/P influyente. Si el nitrógeno/fósforo es insuficiente, agregue urea (fuente de nitrógeno) o fosfato de dihidrógeno de potasio (fuente de fósforo) al tanque de aireación para controlar la relación C/N a 10-15: 1 y C/P a 50-100: 1, mejorando la competitividad de la bacteria floculente;
-Contrate la concentración de oxígeno disuelto: ajuste el sistema de aireación para garantizar que la concentración DO en el tanque de aireación permanezca estable a 2-4 mg/L, especialmente en las esquinas del tanque y las áreas con aireadores que funcionan mal. El mantenimiento oportuno o la adición de puntos de aireación es necesario para eliminar las zonas de deficiencia de oxígeno local;
-La Edad del Lugar de Shorten: aumente la cantidad de exceso de descarga de lodos, controle la edad del lodo a los 5-8 días (ajustado según la temperatura del agua y se puede extender adecuadamente a 10 días a bajas temperaturas) y reducir el número de bacterias filamentosas a través del efecto "lavado" -bacterias filamentosas tiene un ciclo de crecimiento más largo y la edad de baja lodos puede inhibir su reproducción excesiva;
-As agentes antibacterianos agregados (use con precaución): si las bacterias filamentosas (como las bacterias productoras de azufre) se multiplican en grandes cantidades, una pequeña cantidad de oxidante basado en cloro (como el hipoclorito de sodio) se pueden agregar a la actividad de la entrada de la entrada en una dosis de 0.5-1mg/L (calculado como efectivo) a la actividad de los filumentos inhibidos, pero es un filamento de la actividad burbatida, pero es un filamento que se debe ser un filamento por inhibición, pero es un filamento de la actividad burbatida, pero es un filamento que se debe ser un microbatiates, pero es una actividad burbatada, pero es una actividad burbatada, pero es una actividad burbatada. Monitoreado de cerca para evitar la inhibición excesiva.
2. Medidas de recuperación para la expansión bacteriana no filamentosa
-Control La concentración de materia orgánica en el influyente: ajustando la válvula influyente o estableciendo un tanque de homogeneización, el bacalao del influyente en el tanque de aireación se puede controlar dentro de 1000-2000 mg/L. Si la concentración influyente es demasiado alta, se pueden usar métodos como la desviación y la dilución para reducir la carga;
-Optimice la edad y descarga del lodo: si la edad del lodo es demasiado larga, aumente la descarga de lodos excesivos, controle MLS a 3000-4000 mg/L, ajuste la edad del lodo a 8-12 días, promueva el metabolismo microbiano normal y reduzca la secreción de EPS;
-Polpe la aireación y agitación: aumente adecuadamente la intensidad de la aireación (relación de agua de aire 12-15: 1), mejore el efecto de mezcla del lodo y el agua, y evite que los flóculos adsorban demasiada agua debido a la posición, pero es necesario evitar la aireación excesiva que rompa los flocas.
3. Medidas de recuperación para factores operativos/ambientales
-La de aireación estable: inspeccionar regularmente los aireadores (como aireadores de membrana y tuberías perforadas), reemplazar las piezas dañadas y garantizar la aireación uniforme; Ajuste en tiempo real de la tasa de aireación a través del dispositivo de monitoreo en línea para evitar las fluctuaciones;
-Optimice la relación de reflujo: según el MLSS y las condiciones de sedimentación del tanque de sedimentación secundaria, controle la relación de reflujo al 70% -100% para garantizar que el MLSS del tanque de aireación sea estable a 3000-4000 mg/L, mientras evita el revestimiento de la capa de sludge en el tanque de sedimentación secundaria;
-Ascaldo los parámetros del entorno del agua de entrada: si el pH del agua de entrada es anormal, agregue ácido (como ácido sulfúrico) o álcali (como hidróxido de sodio) al tanque regulador para controlar el pH entre 6.5-8.5; Si la temperatura del agua es demasiado baja, se puede usar un dispositivo de calentamiento (como el calentamiento de vapor) para mantener la temperatura del agua a 15-25 ℃ (el rango de temperatura óptimo para los microorganismos);
-Para hacer frente a las cargas de impacto: se instala un tanque de regulación de emergencia en la entrada. Cuando entra una alta concentración o aguas residuales tóxicas, primero se diluye y neutraliza en el tanque regulador, y luego se bombea lentamente al tanque de aireación. Al mismo tiempo, la intensidad de aireación y la adición de nutrientes se incrementan para ayudar a los microorganismos a adaptarse a los cambios de carga.
（3） Verificación y consolidación: garantizar un efecto de recuperación estable
Después de tomar medidas de recuperación, es necesario monitorear continuamente los indicadores clave, verificar su efectividad y ajustar los parámetros para evitar problemas recurrentes.
-Dindicadores de monitoreo: detección diaria de SVI (rango normal 50-150 ml/g), MLSS, DO, influyente C/N/P, SS de efluentes y otros indicadores. Si SVI permanece estable en el rango normal durante 3 días consecutivos y SS de efluentes <10mg/L, indica que el asentamiento de lodo se ha restaurado;
-La solidificación del parámetro: solidificar la intensidad de aireación óptima, la relación de reflujo, la velocidad de descarga de lodo, la dosis de sal de nutrientes y otros parámetros durante el proceso de recuperación para formar un plan de operación estandarizado;
-Engesticación de discreto: si la calidad del agua de entrada es inestable durante mucho tiempo, el lodo activado puede domesticarse aumentando gradualmente la carga de entrada (en un 10% -20% cada vez) para mejorar su resistencia al impacto.
