Στις διεργασίες επεξεργασίας λυμάτων, η μέθοδος ενεργού ιλύος χρησιμοποιείται ευρέως λόγω της υψηλής απόδοσης και της οικονομικής της αποδοτικότητας. Η απόδοση καθίζησης της ενεργού ιλύος καθορίζει άμεσα την απόδοση διαχωρισμού στερεών-υγρών των δεξαμενών δευτεροβάθμιας καθίζησης, επηρεάζοντας έτσι τη σταθερότητα της ποιότητας του εκροήματος. Όταν η απόδοση καθίζησης της ενεργού ιλύος είναι κακή, συχνά εκδηλώνεται ως μη φυσιολογική αύξηση του δείκτη όγκου ιλύος (SVI), διόγκωση ιλύος στις δεξαμενές δευτεροβάθμιας καθίζησης, πλωτή ιλύς και υπερβολικά αιωρούμενα στερεά (SS) στο εκροή. Εάν δεν αντιμετωπιστεί άμεσα, μπορεί να οδηγήσει σε παράλυση ολόκληρου του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων. Αυτό το άρθρο θα ξεκινήσει με μια ανάλυση των αιτιών της κακής απόδοσης καθίζησης της ενεργού ιλύος, θα αναπτύξει συστηματικά στοχευμένα μέτρα ανάκαμψης και θα προτείνει μακροπρόθεσμες στρατηγικές πρόληψης για την παροχή τεχνικών αναφορών για τη σταθερή λειτουργία των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων.
```Ανάλυση των Βασικών Αιτιών της Κακής Απόδοσης Καθίζησης στην Ενεργό Ιλύ```
Η βασική αιτία της κακής απόδοσης καθίζησης στην ενεργό ιλύ είναι η μη φυσιολογική δομή φλοκώματος της ιλύος ή η μειωμένη διαφορά πυκνότητας μεταξύ ιλύος και νερού, η οποία εμποδίζει την αποτελεσματική καθίζηση στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης. Με βάση την πρακτική της μηχανικής, οι βασικές αιτίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις κύριους τύπους: βιολογικοί παράγοντες, λειτουργικοί παράγοντες και περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως αναλυτικά παρακάτω
(1) Βιολογικοί Παράγοντες: Ανισορροπία της Μικροβιακής Κοινότητας
Οι βιολογικοί παράγοντες είναι η πιο συνηθισμένη αιτία κακής καθίζησης ιλύος, που σχετίζονται κυρίως με τα μικροβιακά είδη, την ποσότητα και τη μεταβολική κατάσταση, με τη νηματοειδή διόγκωση και τη μη νηματοειδή διόγκωση να είναι τα πιο τυπικά παραδείγματα.
Διόγκωση φλοκώματος: Υπερβολικός πολλαπλασιασμός νηματοειδών βακτηρίων στην ενεργό ιλύ, όπου οι υφές τους αλληλοσυνδέονται για να σχηματίσουν μια χαλαρή δομή φλοκώματος, εμποδίζοντας τον διαχωρισμό ιλύος-νερού. Οι συνήθεις αιτίες περιλαμβάνουν:
Ανισορροπία στην αναλογία άνθρακα-αζώτου (C/N) του εισερχόμενου, όπως υπερβολικές πηγές άνθρακα (π.χ., λύματα με υψηλή συγκέντρωση υδατανθράκων) ή ανεπαρκή θρεπτικά συστατικά αζώτου/φωσφόρου, οδηγεί σε ενισχυμένο ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για τα νηματοειδή βακτήρια;
Η συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) είναι πολύ χαμηλή (συνήθως <2mg>
Το εισερχόμενο περιέχει ανασταλτικές ουσίες (όπως βαρέα μέταλλα και τοξικές οργανικές ενώσεις), οι οποίες καταστέλλουν την ανάπτυξη των φυσιολογικών φλοκωδών βακτηρίων. Τα νηματοειδή βακτήρια, όντας πιο ανθεκτικά στην τοξικότητα, κυριαρχούν σταδιακά.
2. Νηματοειδής διόγκωση: Επίσης γνωστή ως κολλώδης διόγκωση, τα φλοκώματα ιλύος γίνονται χαλαρά και ιξώδη λόγω της απορρόφησης μεγάλης ποσότητας νερού, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση της ταχύτητας καθίζησης. Οι κύριες αιτίες περιλαμβάνουν:
-Η συγκέντρωση οργανικής ύλης στο εισερχόμενο είναι πολύ υψηλή (όπως COD>3000mg/L), οδηγώντας σε υπερβολικό μικροβιακό πολλαπλασιασμό και ανεπαρκή σχηματισμό συμπαγών δομών στα φλοκώματα;
-Εάν η ηλικία ιλύος (SRT) είναι πολύ μεγάλη, οι μικροοργανισμοί θα εισέλθουν στην περίοδο παρακμής και η υπερβολική έκκριση εξωκυτταρικών πολυμερικών ουσιών (EPS) θα οδηγήσει σε ενισχυμένη υδροφιλικότητα των φλοκωμάτων;
-Η διαδικασία απονιτροποίησης είναι μη φυσιολογική και το νιτρικό άλας στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης ανάγεται σε αέριο αζώτου υπό αναερόβιες συνθήκες. Οι φυσαλίδες προσκολλώνται στα φλοκώματα ιλύος, προκαλώντας την ανύψωσή τους.
（2） Λειτουργικοί παράγοντες: Απόκλιση των παραμέτρων ελέγχου της διαδικασίας
Ο ακατάλληλος έλεγχος των λειτουργικών παραμέτρων στα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων μπορεί να διαταράξει άμεσα το φυσιολογικό μεταβολικό περιβάλλον της ενεργού ιλύος και να προκαλέσει προβλήματα καθίζησης.
-Μη φυσιολογικό σύστημα αερισμού: Ο ανομοιόμορφος αερισμός οδηγεί σε υπερβολικές διακυμάνσεις στη συγκέντρωση DO στη δεξαμενή αερισμού (τοπική υπεροξείδωση ή υποξία) ή υψηλή ένταση αερισμού (όπως αναλογία αέρα-νερού>15:1), η οποία διασπά τα φλοκώματα ιλύος και σχηματίζει μικρά σωματίδια;
-Ακατάλληλος έλεγχος της αναλογίας επιστροφής: Η αναλογία επιστροφής ιλύος είναι πολύ χαμηλή (συνήθως150%), μπορεί να επαναφέρει τη χαλαρή ιλύ που δεν έχει κατακαθίσει στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης πίσω στη δεξαμενή αερισμού, επιδεινώνοντας την επιδείνωση της καθίζησης;
-Καθυστερημένη εκκένωση ιλύος: Η ανεπαρκής εκκένωση της υπολειπόμενης ιλύος οδηγεί σε υπερβολική ηλικία ιλύος, γήρανση ιλύος, αποσύνθεση ή υψηλό MLSS (>5000mg/L), με αποτέλεσμα αυξημένη ιξώδες του μείγματος νερού ιλύος στη δεξαμενή αερισμού και αυξημένη αντίσταση καθίζησης.
（3） Περιβαλλοντικοί παράγοντες: ξαφνικές αλλαγές στην ποιότητα του εισερχόμενου νερού και στις εξωτερικές συνθήκες
Οι ξαφνικές αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον ή στην ποιότητα του εισερχόμενου νερού που υπερβαίνουν την προσαρμοστικότητα της ενεργού ιλύος μπορούν εύκολα να οδηγήσουν σε προβλήματα καθίζησης.
-Διακυμάνσεις στην ποιότητα του εισερχόμενου νερού: όπως ξαφνικές αυξήσεις (>9) ή πτώσεις (5 ℃/d) μπορεί να επηρεάσουν τον μεταβολικό ρυθμό των μικροβίων, ειδικά σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας (<15 ℃), which can significantly reduce sludge settling rate;
-Επιπτώσεις φορτίου: Σε σύντομο χρονικό διάστημα, μια μεγάλη ποσότητα λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης (όπως διακοπτόμενη εκκένωση βιομηχανικών λυμάτων) εισέρχεται στο σύστημα ή τα αιωρούμενα στερεά (SS) στο εισερχόμενο είναι πολύ υψηλά (όπως>500mg/L) και η ενεργός ιλύς δεν μπορεί να απορροφηθεί και να υποβαθμιστεί έγκαιρα, με αποτέλεσμα την «αραίωση» ή την συμπερίληψη ακαθαρσιών στα φλοκώματα και μείωση της απόδοσης καθίζησης;
-Μη φυσιολογικό περιβάλλον λειτουργίας της δεξαμενής δευτεροβάθμιας καθίζησης: όπως ανομοιόμορφη κατανομή νερού στην είσοδο της δεξαμενής δευτεροβάθμιας καθίζησης, υψηλή τοπική ταχύτητα ροής (>0,5m/h) και διάβρωση του στρώματος ιλύος. Η υπερβολική συσσώρευση ιλύος στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης (με πάχος στρώματος ιζήματος μεγαλύτερο από 0,5m) μπορεί να οδηγήσει σε αναερόβια αποσύνθεση της ιλύος, παράγοντας αέρια όπως μεθάνιο και υδρόθειο, τα οποία μεταφέρουν την ιλύος στην επιφάνεια.
2、 Στοχευμένα μέτρα ανάκαμψης για κακή καθίζηση της ενεργού ιλύος
Σε απάντηση στα προβλήματα καθίζησης που προκαλούνται από διαφορετικές αιτίες, είναι απαραίτητο να υιοθετηθεί η προσέγγιση της «ακριβούς διάγνωσης ταξινόμησης πολιτικής δυναμικής προσαρμογής», να εφαρμοστούν μέτρα ανάκαμψης σε στάδια και να αποφευχθεί η τυφλή λειτουργία που επιδεινώνει την επιδείνωση του συστήματος.
（1） Επείγουσα παρέμβαση: Γρήγορη ανακούφιση της επιδεινούμενης τάσης καθίζησης
Όταν η καθίζηση της ενεργού ιλύος είναι κακή και το εκροή SS υπερβαίνει το πρότυπο (όπως>30mg/L) ή η ιλύος στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης παρασύρεται σοβαρά, πρέπει πρώτα να ληφθούν επείγοντα μέτρα για τον έλεγχο της ρύπανσης και τη δημιουργία συνθηκών για την επακόλουθη ανάκαμψη.
1. Ενίσχυση του διαχωρισμού λάσπης και νερού:
-Προσθήκη ανόργανων κροκιδωτικών (όπως χλωριούχο πολυαργίλιο (PAC) και θειικό σίδηρο) στη δεξαμενή αερισμού ή στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης, με τη δοσολογία να προσαρμόζεται ανάλογα με τη συγκέντρωση ιλύος (συνήθως 50-200mg/L), για την προώθηση της πήξης των φλοκωμάτων ιλύος και την αύξηση του ρυθμού καθίζησης μέσω της εξουδετέρωσης του φορτίου;
-Εάν το ιξώδες της ιλύος είναι πολύ υψηλό, μπορούν να προστεθούν αδρανή κροκιδωτικά (όπως ιπτάμενη τέφρα και διατομική γη) σε δοσολογία 5% -10% του MLSS για την ενίσχυση της πυκνότητας των φλοκωμάτων και τη μείωση της απορρόφησης νερού;
-Μειώστε προσωρινά το φορτίο εισροής, ελέγξτε το ογκομετρικό φορτίο COD κάτω από 0,3-0,5kg COD/(kgMLSS · d), μειώστε την πίεση του μικροβιακού μεταβολισμού και αποφύγετε περαιτέρω χαλάρωση των φλοκωμάτων.
2. Βελτιστοποίηση της λειτουργίας της δεξαμενής δευτεροβάθμιας καθίζησης:
-Αναστείλετε ή μειώστε την επιστροφή ιλύος, περιμένετε να κατακαθίσει πλήρως η ιλύος στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης (συνήθως 1-2 ώρες) και στη συνέχεια απορρίψτε το άνω καθαρό υγρό για να αποφύγετε την κυκλοφορία χαλαρής ιλύος;
-Εάν υπάρχει απονιτροποίηση που επιπλέει στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης, μπορεί να προστεθεί μια μικρή ποσότητα αερισμού στη δεξαμενή (όπως άνοιγμα της συσκευής αερισμού πυθμένα) για να διατηρηθεί μια συγκέντρωση DO 1-2mg/L και να ανασταλεί η αντίδραση απονιτροποίησης;
-Καθαρίστε τη συσσωρευμένη ιλύος στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης και απορρίψτε διεξοδικά την παλαιωμένη ιλύος στο κάτω μέρος της δεξαμενής μέσω μιας αντλίας εκκένωσης ιλύος για να αποφύγετε την αναερόβια αποσύνθεση που επηρεάζει τη συνολική απόδοση της ιλύος.
（2） Ρύθμιση συστήματος: Στόχευση της αποκατάστασης της απόδοσης ιλύος με βάση τις αιτίες της
Μετά τα επείγοντα μέτρα για τον έλεγχο της ρύπανσης, είναι απαραίτητο να προσαρμόσετε τις παραμέτρους της διαδικασίας σύμφωνα με τις αιτίες και να αποκαταστήσετε θεμελιωδώς την απόδοση καθίζησης της ενεργού ιλύος.
1. Μέτρα ανάκαμψης για την επέκταση των νηματοειδών βακτηρίων
-Ισορροπημένη παροχή θρεπτικών συστατικών: Ελέγξτε την αναλογία C/N/P του εισερχόμενου. Εάν το άζωτο/φώσφορος είναι ανεπαρκές, προσθέστε ουρία (πηγή αζώτου) ή φωσφορικό διυδρογόνο καλίου (πηγή φωσφόρου) στη δεξαμενή αερισμού για να ελέγξετε την αναλογία C/N σε 10-15:1 και C/P σε 50-100:1, ενισχύοντας την ανταγωνιστικότητα των φλοκωδών βακτηρίων;
-Αύξηση της συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου: Ρυθμίστε το σύστημα αερισμού για να διασφαλίσετε ότι η συγκέντρωση DO στη δεξαμενή αερισμού παραμένει σταθερή στα 2-4mg/L, ειδικά στις γωνίες της δεξαμενής και σε περιοχές με δυσλειτουργικές συσκευές αερισμού. Η έγκαιρη συντήρηση ή η προσθήκη σημείων αερισμού είναι απαραίτητη για την εξάλειψη των τοπικών ζωνών έλλειψης οξυγόνου;
-Συντόμευση της ηλικίας ιλύος: Αυξήστε την ποσότητα εκκένωσης της περίσσειας ιλύος, ελέγξτε την ηλικία ιλύος στις 5-8 ημέρες (προσαρμοσμένη ανάλογα με τη θερμοκρασία του νερού και μπορεί να επεκταθεί κατάλληλα σε 10 ημέρες σε χαμηλές θερμοκρασίες) και μειώστε τον αριθμό των νηματοειδών βακτηρίων μέσω του φαινομένου «πλυσίματος» - τα νηματοειδή βακτήρια έχουν μεγαλύτερο κύκλο ανάπτυξης και η μικρή ηλικία ιλύος μπορεί να αναστείλει τον υπερβολικό πολλαπλασιασμό τους;
-Προσθήκη αντιβακτηριακών παραγόντων (χρήση με προσοχή): Εάν τα νηματοειδή βακτήρια (όπως τα βακτήρια παραγωγής θείου) πολλαπλασιάζονται σε μεγάλους αριθμούς, μια μικρή ποσότητα οξειδωτικού με βάση το χλώριο (όπως υποχλωριώδες νάτριο) μπορεί να προστεθεί στην είσοδο της δεξαμενής αερισμού σε δοσολογία 0,5-1mg/L (υπολογίζεται ως ενεργό χλώριο) για την αναστολή της δραστηριότητας των νηματοειδών βακτηρίων, αλλά η μικροβιακή δραστηριότητα πρέπει να παρακολουθείται στενά για να αποφευχθεί η υπερβολική αναστολή.
2. Μέτρα ανάκαμψης για την επέκταση μη νηματοειδών βακτηρίων
-Έλεγχος της συγκέντρωσης οργανικής ύλης στο εισερχόμενο: Ρυθμίζοντας τη βαλβίδα εισροής ή δημιουργώντας μια δεξαμενή ομογενοποίησης, το COD του εισερχόμενου στη δεξαμενή αερισμού μπορεί να ελεγχθεί εντός 1000-2000mg/L. Εάν η συγκέντρωση του εισερχόμενου είναι πολύ υψηλή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι όπως εκτροπή και αραίωση για τη μείωση του φορτίου;
-Βελτιστοποίηση της ηλικίας και της εκκένωσης ιλύος: Εάν η ηλικία ιλύος είναι πολύ μεγάλη, αυξήστε την εκκένωση της περίσσειας ιλύος, ελέγξτε το MLSS στα 3000-4000mg/L, ρυθμίστε την ηλικία ιλύος σε 8-12 ημέρες, προωθήστε τον φυσιολογικό μικροβιακό μεταβολισμό και μειώστε την έκκριση EPS;
-Ενίσχυση του αερισμού και της ανάδευσης: αυξήστε κατάλληλα την ένταση αερισμού (αναλογία αέρα νερού 12-15:1), ενισχύστε την επίδραση ανάμειξης λάσπης και νερού και αποφύγετε τα φλοκώματα να απορροφήσουν πολύ νερό λόγω στάσης, αλλά είναι απαραίτητο να αποφύγετε τον υπερβολικό αερισμό που σπάει τα φλοκώματα.
3. Μέτρα ανάκαμψης για λειτουργικούς/περιβαλλοντικούς παράγοντες
-Σταθερό σύστημα αερισμού: Ελέγχετε τακτικά τις συσκευές αερισμού (όπως οι αεριστές μεμβράνης και οι διάτρητοι σωλήνες), αντικαταστήστε τα κατεστραμμένα μέρη και εξασφαλίστε ομοιόμορφο αερισμό. Πραγματικός χρόνος ρύθμισης του ρυθμού αερισμού μέσω της συσκευής online παρακολούθησης DO για την αποφυγή διακυμάνσεων DO;
-Βελτιστοποιήστε την αναλογία επιστροφής: Με βάση τις συνθήκες MLSS και καθίζησης της δεξαμενής δευτεροβάθμιας καθίζησης, ελέγξτε την αναλογία επιστροφής στο 70% -100% για να διασφαλίσετε ότι το MLSS της δεξαμενής αερισμού είναι σταθερό στα 3000-4000mg/L, αποφεύγοντας παράλληλα τη διάβρωση του στρώματος ιλύος στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης;
-Ρυθμίστε τις παραμέτρους του περιβάλλοντος του εισερχόμενου νερού: Εάν το pH του εισερχόμενου νερού είναι μη φυσιολογικό, προσθέστε οξύ (όπως θειικό οξύ) ή αλκάλιο (όπως υδροξείδιο του νατρίου) στη δεξαμενή ρύθμισης για να ελέγξετε το pH μεταξύ 6,5-8,5. Εάν η θερμοκρασία του νερού είναι πολύ χαμηλή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια συσκευή θέρμανσης (όπως θέρμανση με ατμό) για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του νερού στους 15-25 ℃ (το βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας για μικροοργανισμούς);
-Για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων φορτίων: Μια δεξαμενή ρύθμισης έκτακτης ανάγκης είναι εγκατεστημένη στην είσοδο. Όταν εισέρχεται λύμα υψηλής συγκέντρωσης ή τοξικό, αραιώνεται και εξουδετερώνεται πρώτα στη δεξαμενή ρύθμισης και στη συνέχεια αντλείται αργά στη δεξαμενή αερισμού. Ταυτόχρονα, η ένταση αερισμού και η προσθήκη θρεπτικών συστατικών αυξάνονται για να βοηθήσουν τους μικροοργανισμούς να προσαρμοστούν στις αλλαγές φορτίου.
（3） Επαλήθευση και ενοποίηση: Διασφάλιση σταθερού αποτελέσματος ανάκαμψης
Μετά τη λήψη μέτρων ανάκαμψης, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε συνεχώς βασικούς δείκτες, να επαληθεύετε την αποτελεσματικότητά τους και να προσαρμόζετε τις παραμέτρους για να αποφύγετε την επανάληψη των προβλημάτων.
-Δείκτες παρακολούθησης: Καθημερινή ανίχνευση SVI (κανονικό εύρος 50-150mL/g), MLSS, DO, εισερχόμενο C/N/P, εκροή SS και άλλους δείκτες. Εάν το SVI παραμένει σταθερό στο κανονικό εύρος για 3 συνεχόμενες ημέρες και το εκροή SS<10mg>
-Στερεοποίηση παραμέτρων: στερεοποιήστε τη βέλτιστη ένταση αερισμού, την αναλογία επιστροφής, τον ρυθμό εκκένωσης ιλύος, τη δοσολογία αλάτων θρεπτικών συστατικών και άλλες παραμέτρους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάκαμψης για να σχηματίσετε ένα τυποποιημένο σχέδιο λειτουργίας;
-Εξημέρωση ιλύος: Εάν η ποιότητα του εισερχόμενου νερού είναι ασταθής για μεγάλο χρονικό διάστημα, η ενεργός ιλύος μπορεί να εξημερωθεί αυξάνοντας σταδιακά το φορτίο εισροής (κατά 10% -20% κάθε φορά) για να ενισχυθεί η αντοχή της σε κρούσεις.
