Pri každodennej prevádzke čistiarní odpadových vôd zdravotný stav systému aktivovaného kalu priamo určuje kvalitu odpadovej vody. Keď sa vyskytnú problémy, ako je hromadenie kalu a zlé usadzovanie, skúsení inžinieri sa často odvolávajú na dvoch kľúčových „hráčov“-SMP a EPS.Obrazne sa označujú ako "lepidlo" v kale, ktoré slúži ako nevyhnutná súčasť na udržanie normálnej prevádzky systému a zároveň ako potenciálny zdroj problémov. Aký je teda presne rozdiel medzi týmito dvoma a ako by sme ich mali spravovať?
► I. Základné koncepty: Dve formy „mikrobiálnych produktov“
Aby bolo možné efektívne nakladať s kalom, musíme najprv pochopiť skutočnú povahu SMP a EPS. Hoci sú oba metabolické vedľajšie produkty mikroorganizmov, ich stavy a funkcie sú výrazne odlišné.
► SMP: „Voľné molekuly“ rozpustené vo vode
SMP znamená rozpustné mikrobiálne produkty. Ako už názov napovedá, je úplne rozpustený alebo rovnomerne dispergovaný vo vodnej fáze procesu čistenia odpadových vôd, pričom existuje ako extrémne drobné jednotlivé častice. Medzi jeho hlavné zložky patria organické látky, ako sú polysacharidy a bielkoviny. SMP primárne pochádza z normálnych metabolických sekrétov mikroorganizmov a uvoľnenia bunkového obsahu po lýze buniek v dôsledku starnutia. Vzhľadom na ich minimálnu veľkosť sa nemôžu ľahko usadzovať gravitáciou a sú významnou príčinou zákalu a žltkastej farby výtoku.
► EPS: "Skeletal Glue" obalujúce mikrobiálne vločky
EPS je skratka pre extracelulárne polymérne látky. Jeho najväčší rozdiel od SMP spočíva v jeho forme: EPS nie je v rozpustenom stave, ale existuje ako pevný gél, ktorý tesne obklopuje mikrobiálne bunky a vytvára vrstvu viskóznej matrice. Môžete si to predstaviť ako cement používaný v stavebníctve; viaže na seba nespočetné množstvo jednotlivých mikroorganizmov a vytvára viditeľné usadziteľné kalové vločky. Je to základná látka, ktorá udržuje štrukturálnu stabilitu kalu a chráni mikroorganizmy.
► II. Od pomocníka k prekážke: Ako nerovnováha spúšťa hromadenie kalu
Mierne množstvo EPS je prospešné, pretože robí kal robustným a ľahko sa usadzuje; malé množstvo SMP je tiež normálnou súčasťou metabolizmu. Akonáhle sa však pomer medzi nimi stane nevyváženým a vyprodukujú sa v prebytku, premenia sa z „staviteľov“ na „ničiteľov“.
Keď sa SMP stane nadmerným, vodný útvar je naplnený príliš veľkým množstvom rozpustených viskóznych organických látok. Zvyšujú viskozitu zmesového lúhu, čím narúšajú normálnu kolíziu a agregáciu častíc kalu. Presnejšie povedané, veľké množstvo -neusaditeľného SMP sa odvádza s odpadovou vodou, čo vedie k nadmernému množstvu suspendovaných pevných látok v odpadovej vode zo sekundárnej usadzovacej nádrže a spôsobuje zakalenie vody. Je to podobné, ako keď sa do kalnej vody pridá veľké množstvo lepidla, čím sa samotná voda stane viskóznou a nejasnou.
Keď sa EPS zvýši abnormálne, situácia je iná. Prebytočné „lepidlo“ „nafúkne“ vločky kalu, čím sa neobvykle uvoľnia a napučia. Hustota vločiek klesá, obsah vody je extrémne vysoký a následne sa rýchlosť usadzovania stáva mimoriadne pomalou. V usadzovacej nádrži budete pozorovať vysokú hladinu kalového mraku a dokonca aj tvorbu hrubej, pretrvávajúcej vrstvy kalu. Tento typ štrukturálnych objemov priamo zhoršuje účinnosť odlučovania kalovej vody-.
► III. Identifikácia a kontrola: Obnovenie rovnováhy systému
Keď operátori v teréne čelia potenciálnym problémom s nerovnováhou SMP/EPS, nemajú žiadne možnosti. Predbežnú diagnózu možno vykonať priamym pozorovaním a jednoduchými testami.
Pozorovanie usadzovacej nádrže je dobrou praxou. Ak supernatant zostáva trvalo zakalený, môže to znamenať vysoké hladiny SMP; ak sú vločky kalu nadýchané, pomaly sa usadzujú a sú sprevádzané veľkým množstvom peny, poukazuje to skôr na nadmerný EPS. Klasickou diagnostickou metódou je test objemu kalu (SV). Porovnaním zmeny objemu kalu pri rôznych časoch usadzovania (napr. 5 minút a 30 minút) môže skúsený inžinier predbežne odvodiť, či je dominantným faktorom SMP (ovplyvňuje počiatočné usadzovanie a čírosť supernatantu) alebo EPS (ovplyvňuje konečný zhutnený objem vločiek).
Akonáhle je problém identifikovaný, stratégiou úpravy je „liečiť špecifický symptóm“:
V prípade vysokého SMP sa pozornosť sústreďuje na zvýšenie flokulácie, aby sa premenila z rozpusteného stavu na usadzovateľné častice. Pridanie miernej dávky koagulantu je bežnou metódou; môže neutralizovať náboj koloidov SMP, čo spôsobí ich zhlukovanie a zväčšovanie.
V prípade hromadenia kalu spôsobeného nadmerným EPS je potrebné, aby kontrolné opatrenia riešili hlavnú príčinu. Skontrolujte, či prítok organických látok nie je príliš vysoký alebo nadmerne kolíše, pretože podmienky „sviatku-hladomoru“ môžu stimulovať mikroorganizmy, aby vylučovali nadbytočný EPS. Vhodná úprava pomeru živín, hladiny rozpusteného kyslíka (DO) alebo pH v systéme môže zmeniť metabolické prostredie mikroorganizmov a inhibovať ich nadprodukciu polymérov. Niekedy môže zvýšenie plytvania kalom na zníženie veku kalu tiež účinne obnoviť mikrobiálnu populáciu a zmierniť nadmernú akumuláciu EPS.
Stručne povedané, SMP a EPS slúžia ako rozhodujúce okno do zdravia systému aktivovaného kalu. Pochopenie ich povahy a funkčných princípov nie je o ich úplnom odstránení, ale skôr o usmerňovaní mikrobiálneho ekosystému tak, aby udržiaval dynamickú rovnováhu prostredníctvom rafinovaného prevádzkového riadenia, čím sa zabezpečí dlhodobá-stabilita a účinnosť procesu čistenia odpadových vôd.