Chega de medos na operação de sistemas de tratamento biológico de águas residuais!
O processo de lodo ativado desempenha um papel crucial no tratamento de águas residuais e tem sido extensivamente estudado tanto nacional como internacionalmente. Observar a fase biológica do lodo ativado durante o tratamento de águas residuais e analisar as mudanças na comunidade biológica são de importância orientadora significativa para a operação normal-de longo prazo dos sistemas de tratamento de águas residuais.
Este artigo apresenta os métodos de observação da fase biológica no processo de lodo ativado e discute seu papel indicativo no tratamento de águas residuais, fornecendo orientação para a operação e gestão eficazes de sistemas de tratamento de águas residuais.
Por que a fase biológica pode refletir o estado de um sistema de águas residuais?
O princípio é que os microrganismos, protozoários e metazoários no lodo ativado oxidam e decompõem a matéria orgânica nas águas residuais em CO2 e H2O sob condições de aeração. Algumas substâncias inorgânicas, como PO43-, NH3 e H2S, são decompostas, e a energia gerada nesse processo é utilizada para o crescimento e reprodução dos próprios microrganismos.
Com um influxo contínuo de águas residuais, a fase biológica cresce e reproduz-se continuamente nas águas residuais, formando eventualmente um ecossistema relativamente estável com certas funções de degradação.
A formação deste ecossistema estável beneficia de um ambiente de crescimento favorável para as fases biológicas, incluindo temperatura, pH, carga orgânica, concentração de antibióticos e fornecimento de oxigénio. Quando os factores de controlo no sistema de tratamento de águas residuais mudam, os tipos, quantidades e funções activas de várias fases biológicas no lodo activado também mudam em conformidade.
Até certo ponto, as alterações na fase biológica das lamas activadas no sistema de tratamento reflectem a qualidade e o estado de funcionamento do sistema de tratamento de águas residuais.
Portanto, ao observar alterações na quantidade de fases biológicas e lodos ativados no sistema de tratamento de águas residuais, podemos compreender o estado operacional e a qualidade do sistema de tratamento e ajustar as condições operacionais em tempo hábil para alterar a fase biológica, garantindo a continuação da operação normal do sistema de tratamento. Atualmente, a observação da fase biológica em sistemas de tratamento de águas residuais é amplamente utilizada na área de tratamento de água.
Métodos para observação da fase biológica do lodo ativado
Desempenho de Decantação de Lodo Ativado
Pegue o lodo ativado fresco, coloque-o em um cilindro graduado de 100 ml, deixe repousar por um certo período de tempo e observe cuidadosamente a taxa de sedimentação do lodo, se a interface lodo-água está limpa e se o sobrenadante é transparente, etc.
Observação da Fase Biológica do Lodo Ativado
Antes da observação, misture bem a amostra. Usando uma pipeta quantitativa-de grande diâmetro (garantindo fácil acesso ao lodo ativado), pipete 0,05 mL da amostra em uma lâmina de vidro, cubra com uma lamela e observe ao microscópio. Inicialmente, observe com ampliação de 100x, examinando todo o campo de visão para obter uma compreensão preliminar da fase biológica da amostra, incluindo o estado dos flocos, tamanho das partículas, compactação e as populações observadas de protozoários e metazoários.
Identifique os maiores organismos na fase biológica, pois estes indicam em grande parte o tempo de residência do lodo. Quando a observação com ampliação de 100x for insuficiente, use ampliação de 400x. Particularmente importantes são os aparelhos bucais, as posições e números de fixação dos flagelos, os padrões de fixação dos ciliares e o crescimento de fungos filamentosos; estes requerem ampliação de 400x ou superior para uma observação clara.
O papel indicativo da observação da fase biológica do lodo ativado
A Estrutura do Lodo Ativado
As diversas propriedades físicas e biológicas do lodo ativado refletem objetivamente o estado operacional do processo de tratamento de águas residuais.
Se, durante a observação, os flocos de lodo ativado forem grandes, com bordas claras e uma estrutura densa, exibindo boas propriedades de adsorção e sedimentação, isso indica que o sistema de tratamento de águas residuais está funcionando bem e pode separar efetivamente o lodo e a água em processos de tratamento subsequentes, resultando em boa qualidade do efluente.
Observe a água entre os flocos para detectar quaisquer sólidos suspensos (SS). Uma concentração mais elevada de SS indica uma grande quantidade de sólidos suspensos nas águas residuais. Quando o sistema de tratamento funciona mal, a estrutura do lodo se solta, os flocos ficam menores e um grande número de protozoários e metazoários, incluindo Paramécium, vermes em forma de feijão, vermes nefróticos, amebas e Trichomonas, aparecem. Isso indica baixo desempenho de sedimentação do lodo e separação ineficaz do lodo-da água, afetando a qualidade do efluente.
Indicação de Fase Biológica
(1) Papel Indicativo de Protozoários e Metazoários
Indicação de carga influente:
No lodo ativado normalmente operando, a fase biológica permanece relativamente estável, com protozoários consistindo principalmente de espécies como Entomopathia, Vorticostella e Rotifers. Quando metazoários superiores, como insetos semelhantes a ursos e joaninhas, aparecem, isso indica que a carga influente de águas residuais é baixa. Quando o sistema de tratamento opera com baixa carga por um longo período e entra em envelhecimento, aparecerão micro metazoários, como rotíferos e nematóides.
Neste momento, a carga de lodo deve ser aumentada. Quando o número de protozoários no lodo ativado é significativamente reduzido em comparação com o estado normal, e alguns protozoários, como os necrófagos que aparecem sob condições de baixa carga, desaparecem e nenhum metazoário aparece, isso indica que a carga influente é muito alta e que as amebas e alguns pequenos flagelados são dominantes [2]. Neste momento, medidas como a redução do afluente de águas residuais e a redução da descarga de lamas devem ser tomadas para reduzir a carga de lamas e manter o funcionamento normal do sistema.
Indicador de oxigênio dissolvido:
Quando o oxigênio dissolvido no lodo ativado é insuficiente, frequentemente aparecem protozoários como Atorva, bactérias sulfurosas, escorpiões e neoformações. Ao mesmo tempo, sob carga elevada e aeração insuficiente, aparece um grande número de pequenos flagelados. Neste momento, medidas como aumentar a aeração devem ser tomadas para aumentar o oxigênio dissolvido. Quando o oxigênio dissolvido é alto, frequentemente aparecem organismos como amebas, sarcodactylus e rotíferos. Neste momento, medidas como reduzir a aeração e aumentar a taxa de retorno de lodo devem ser tomadas para aumentar a concentração de lodo e reduzir a carga de lodo.
Indicação de pH de águas residuais:
Quando as águas residuais são altamente alcalinas, ocorrem frequentemente fenómenos como efluentes turvos, desintegração de lamas activadas, morte e desintegração de protozoários e redução da eficiência do tratamento. O ácido deve ser adicionado a tempo de neutralizá-lo. Quando a acidez é muito forte, o tanque de tratamento de lodo ativado geralmente apresenta um cheiro azedo, a eficiência do tratamento diminui e a atividade de várias fases biológicas diminui. Neste momento, o álcali deve ser adicionado a tempo de ajustá-lo.
(2) Papel Indicativo das Mudanças no Tamanho da População do Mesmo Organismo
Sob condições normais de operação, o sistema de tratamento de águas residuais mantém uma quantidade e variedade relativamente estáveis de organismos. Por outro lado, quando os tipos e quantidades de organismos flutuam significativamente, isso indica que o ambiente do sistema de tratamento de águas residuais está a sofrer alterações correspondentes.
Quando um grande número de bactérias filamentosas aparece no lodo, isso indica que o lodo já cresceu ou está prestes a crescer. Estes incluem bactérias como *Sphaerocephala*, *Thiobacillus benziii*, *Nocardia* e bolores. Medidas relevantes devem ser tomadas imediatamente para inibir o crescimento de bactérias filamentosas, ajustar várias condições de tratamento do sistema e manter a operação estável do sistema de tratamento.
Quando a estrutura do floco está solta, pequenos flocos tornam-se alimento para certos rotíferos. Com bastante comida, os rotíferos proliferam excessivamente. Neste caso, o lodo envelhece e devem ser tomadas medidas adequadas de eliminação do lodo para eliminar os danos causados pelo envelhecimento do lodo ao efeito do tratamento da água. Os protozoários e alguns micro{3}}animais são mais sensíveis às toxinas do que as próprias toxinas. As fibras de blindagem são um indicador importante no lodo ativado. Quando este tipo de lodo diminui rapidamente, indica a presença de substâncias tóxicas nas águas residuais. Requer pré-tratamento oportuno.
Resumo
O lodo ativado é um ecossistema relativamente estável com uma certa função de degradação. A formação deste ecossistema estável beneficia de um ambiente de crescimento favorável para a comunidade biológica. Quando as condições ambientais no sistema de tratamento de águas residuais mudam, a comunidade biológica correspondente também muda. As alterações na comunidade biológica reflectem, em certa medida, a qualidade e o estado do sistema de tratamento de águas residuais.
Na operação e gestão de sistemas de tratamento de águas residuais, o estado operacional do sistema pode ser estudado através da observação de alterações na fase biológica do lodo ativado. Isto permite a identificação oportuna de problemas e a implementação de medidas para garantir uma operação contínua e estável. No entanto, a fase biológica do lodo ativado varia significativamente entre diferentes regiões e estações de tratamento de águas residuais devido a diferenças na qualidade da água, nos processos de tratamento e nos tipos de águas residuais.
Portanto, na prática, é essencial considerar circunstâncias específicas e estudar a relação entre alterações na qualidade da água e alterações na fase biológica em casos adequados. A observação destas mudanças orientará melhor a operação e gestão das estações de tratamento de águas residuais.