Temperatura
A faixa de temperatura ideal para atividade fisiológica normal de microrganismos aeróbios de lodo ativado é de 15 a 30 graus. Geralmente, as temperaturas da água abaixo de 10 graus ou acima de 35 graus afetarão negativamente a função do lodo ativado aeróbico. Em temperaturas acima de 40 graus ou abaixo de 5 graus, a atividade pode até cessar completamente.
Dentro de uma certa faixa, embora o aumento da temperatura seja desfavorável para a transferência de oxigênio para a água, pode acelerar a taxa de reações bioquímicas e a proliferação microbiana. No entanto, um aumento repentino de temperatura que exceda um determinado limite causará danos irreversíveis. Em contrapartida, uma diminuição da temperatura tem um impacto menor sobre os microrganismos e geralmente não causa danos irreversíveis.
Se a temperatura da água diminuir lentamente, os microrganismos do lodo ativado poderão adaptar-se gradualmente a esta mudança. Ao tomar medidas como reduzir a carga, aumentar a concentração de oxigênio dissolvido e prolongar o tempo de aeração, ainda podem ser alcançados bons resultados de tratamento.
Portanto, na operação de produção real, as mudanças repentinas na temperatura da água, especialmente os aumentos repentinos, devem ser levadas a sério. Para evitar que águas residuais industriais excessivamente quentes afectem negativamente o tratamento biológico aeróbio, deve ser implementado um tratamento de arrefecimento.
Valor de pH
O valor ideal de pH para microrganismos de lodo ativado está entre 6,5 e 8,5. Quando o valor do pH cai abaixo de 4,5, os protozoários no lodo ativado desaparecerão completamente, a atividade da maioria dos microrganismos será inibida, os fungos se tornarão a espécie dominante, os flocos de lodo ativado serão destruídos e o volume do lodo ocorrerá facilmente.
Quando o valor do pH é superior a 9, a taxa metabólica dos microrganismos será grandemente afetada, os flocos bacterianos se desintegrarão e também ocorrerá o acúmulo de lodo. Quando o valor do pH das águas residuais for superior a 10 ou inferior a 5, o valor do pH deve ser neutralizado e ajustado antes de entrar no tanque de aeração, garantindo que o valor do pH das águas residuais que entram no tanque de aeração esteja pelo menos entre 6 e 9.
O próprio licor misto de lodo ativado tem um certo efeito tampão nas mudanças de pH porque a atividade metabólica de microrganismos aeróbios pode alterar o valor de pH de seu ambiente de atividade. Por exemplo, os microrganismos aeróbios utilizam compostos nitrogenados, produzindo ácidos através da desnitrificação, diminuindo assim o pH do ambiente; por outro lado, produzem ácidos alcalinos através da descarboxilação, o que pode aumentar o pH.
Portanto, após um longo período de aclimatação, o processo de lodo ativado também pode tratar águas residuais com certo grau de acidez ou alcalinidade. Além disso, a própria alcalinidade das águas residuais tem um certo efeito inibitório na diminuição do pH.
No entanto, uma mudança repentina no pH das águas residuais, como quando as águas residuais alcalinas entram num sistema de lamas ativadas adaptado a um ambiente ácido, irá chocar os microrganismos e pode até perturbar o funcionamento normal de todo o sistema.
Portanto, se as águas residuais ácidas ou alcalinas necessitam de neutralização depende das circunstâncias específicas. Se a alteração do pH das águas residuais que entram no sistema de lamas ativadas for pequena, especialmente se for apenas ligeiramente ácida ou ligeiramente alcalina, a neutralização é muitas vezes desnecessária. No entanto, se a alteração do pH for significativa, a neutralização deve ser realizada previamente para ajustar o pH para neutro.
DQO e DBO5
Independentemente do processo de lodo ativado utilizado, a carga orgânica que um tanque de aeração pode suportar é limitada. Ultrapassar este limite comprometerá a eficiência operacional do tanque. Para tanques de aeração em operação, o valor máximo de DBO5 influente é fixo. No entanto, devido ao longo ciclo de análise do DQO5, a produção é normalmente orientada pelos resultados da análise do DQO.
Se a carga orgânica no afluente do tanque de aeração exceder o padrão, medidas imediatas devem ser tomadas, como reduzir a vazão do afluente, aumentar a vazão de retorno do lodo e melhorar a eficiência da aeração, para evitar impactar todo o sistema de tratamento biológico secundário e garantir a qualidade do efluente.
Se o valor de DQO afluente for baixo, devem ser tomadas medidas imediatas, tais como aumentar a taxa de fluxo afluente, reduzir a taxa de fluxo de retorno do lodo, reduzir o número de sopradores em operação e diminuir a velocidade do aerador de superfície, para reduzir a eficiência da aeração e evitar desperdício desnecessário de energia.
Amônia Nitrogênio e Fosfato
Teoricamente, as exigências de nitrogênio e fósforo dos microrganismos deveriam ser calculadas de acordo com a relação DBO5:N:P de 100:5:1. Contudo, em sistemas reais de tratamento de lamas activadas, as proporções de DBO5 para azoto e fósforo no afluente do tanque de arejamento são frequentemente inferiores a este valor, mas o sistema ainda funciona normalmente.
O teor de nitrogênio e fósforo varia muito dependendo do tipo de efluente industrial a ser tratado. Algumas águas residuais têm teor muito elevado de nitrogênio e fósforo e, sem desfosforização e desnitrificação, o teor de nitrogênio e fósforo no efluente do tanque de sedimentação secundária excederá os padrões. Por outro lado, para águas residuais com teor muito baixo de nitrogênio e fósforo, se uma certa quantidade de nitrogênio e fósforo não for reabastecida a tempo, a função dos microrganismos será limitada, e o DQO e o DBO5 do efluente do tanque de sedimentação secundária serão difíceis de garantir o cumprimento dos padrões.
Ao tratar águas residuais industriais com teor muito baixo de nitrogênio e fósforo, para um tanque de aeração em operação, o teor de nitrogênio amoniacal e fosfato de aproximadamente 10 mg/L e fosfato, respectivamente, no afluente do tanque de aeração é suficiente para atender às necessidades de nitrogênio e fósforo dos microrganismos do licor misto. Se os níveis de nitrogênio amoniacal e fosfato no afluente do tanque de aeração permanecerem abaixo dos valores acima mencionados por um período prolongado, as dosagens de nitrogênio e fósforo deverão ser aumentadas prontamente.
Substâncias Tóxicas
Para águas residuais industriais específicas, os tipos de substâncias tóxicas geralmente permanecem constantes, mas as suas concentrações e volumes de descarga são difíceis de manter. Além das medidas de tratamento primário, como a homogeneização, a concentração de substâncias tóxicas no afluente do tanque de aeração deve ser monitorada e controlada.
Após a aclimatação do lodo ativado, o limite máximo para substâncias tóxicas no afluente que afetam o sistema de tratamento biológico deve ser determinado com base na tolerância do licor misto a substâncias tóxicas no afluente e na experiência operacional.
Se a concentração de substâncias tóxicas no afluente do tanque de aeração exceder o limite por um período prolongado, medidas como a redução da vazão do afluente, o aumento da vazão de retorno do lodo e a melhoria da eficiência da aeração devem ser tomadas para evitar efeitos adversos do tratamento devido ao envenenamento microbiano do licor misturado.