Facteurs affectant le processus de purification des boues activées

Le processus de purification des boues activées est un système biochimique complexe qui élimine efficacement les polluants organiques des eaux usées grâce à l'adsorption, au métabolisme et à la séparation par précipitation des micro-organismes. Le processus est affecté par de nombreux facteurs, notamment les nutriments, la teneur en oxygène dissous, la valeur du pH, la température et les substances toxiques. Ce qui suit analysera en détail l’impact de ces facteurs sur le processus d’épuration des boues activées :

1. L'importance de l'équilibre des nutriments : La quantité et la proportion de nutriments ont une grande influence sur la croissance et la reproduction des micro-organismes et sur l'efficacité d'élimination des polluants finaux.

2. Éléments nutritifs majeurs et mineurs : les éléments majeurs (tels que C, O, H, S, N, P, etc.) et les éléments mineurs (tels que Zn, Mn, Na, Cl, etc.) doivent répondre aux exigences et avoir une proportion appropriée.

3. Rapport de nutriments : Le rapport de nutriments de la méthode aérobie à boues activées peut être configuré en fonction de la DBO5 : N : P=100 : 5 : 1.

4. Les différents micro-organismes qui utilisent les boues activées pour traiter les eaux usées ont fondamentalement les mêmes éléments dans leur corps et les nutriments nécessaires. Le carbone est une substance importante qui constitue les cellules microbiennes. Les eaux usées domestiques ou urbaines contiennent suffisamment de sources de carbone. Certaines eaux usées industrielles peuvent avoir une faible teneur en carbone et doivent être complétées par des sources de carbone. Les eaux usées domestiques sont généralement ajoutées. L'azote est un élément important des protéines et de l'acide nucléique dans les cellules microbiennes. Il provient généralement de composés tels que N2, NH3 et NO ;. Les eaux usées domestiques sont riches en azote et n’ont pas besoin d’être ajoutées. Si la teneur en azote de certaines eaux usées industrielles est insuffisante, de l'urée, du sulfate d'ammonium, etc. peuvent être ajoutés. Le phosphore est un élément important pour la synthèse des nucléoprotéines et de la lécithine et joue un rôle important dans le métabolisme et la transformation matérielle des micro-organismes ; par conséquent, dans le processus de dégradation microbienne de la matière organique, BOD::N:P=100:5:1 doit être assuré. Si la DBO des eaux usées traitées ne peut pas atteindre le rapport ci-dessus avec l'azote et le phosphore, les éléments manquants doivent être ajoutés pour ajuster l'équilibre nutritionnel des micro-organismes.

1. Le rôle de l'oxygène dissous : maintenir les besoins métaboliques des micro-organismes aérobies et garantir que la concentration en oxygène dissous dans la liqueur mélangée du bassin d'aération n'est pas inférieure à 2 mg/L.

2. L'effet de la concentration en oxygène dissous sur l'activité microbienne : lorsqu'elle est insuffisante, l'activité des micro-organismes aérobies est affectée, la capacité métabolique est affaiblie et l'efficacité du traitement du réacteur diminue.

3. Quantité d'alimentation : l'oxygène dissous est fourni en externe, généralement 2-4 mg/L est approprié pour garantir de bons effets de sédimentation et de floculation.

4. Les micro-organismes utilisés pour traiter les eaux usées par la méthode des boues activées sont principalement des bactéries aérobies. Par conséquent, il doit y avoir suffisamment d’oxygène dissous dans le réservoir d’aération, et la sortie du réservoir d’aération est généralement contrôlée pour ne pas être inférieure à 2 mg/L. L'oxygène dissous provient du dispositif d'aération du bioréacteur. En tête du bassin d'aération, la teneur en matière organique est élevée et le taux de consommation d'oxygène est rapide. La teneur en oxygène dissous peut être inférieure à 2 mg/L, mais pas inférieure à 1 mg/L ; une teneur trop élevée en oxygène dissous peut accélérer la dégradation de la matière organique, provoquant une malnutrition microbienne, et les boues activées sont sujettes au vieillissement, la densité diminue et la structure est lâche.

1. Effet de la valeur du pH sur la croissance microbienne : les modifications de la valeur du pH peuvent entraîner des modifications de la charge de la membrane cellulaire, affectant l'absorption des nutriments et l'activité enzymatique par les micro-organismes.

2. Effet de la valeur du pH sur la toxicité : Des conditions de pH défavorables affectent non seulement la croissance des micro-organismes, mais également leur morphologie.

3. Plage de pH : La plage de pH conçue est généralement de 6,5-8,5 pour garantir le métabolisme normal des micro-organismes.

4. Dans le bassin d'aération du système de traitement par boues activées, la plage de pH est comprise entre 6,5 et 8,5. Un pH trop élevé ou trop bas affectera l’activité des micro-organismes et entraînera même leur mort. Par conséquent, afin d’obtenir de bons résultats de traitement, la valeur du pH du bioréacteur doit être contrôlée. Si la valeur du pH des eaux usées change considérablement, un réservoir de régulation doit être installé pour ajuster la valeur du pH des eaux usées à la plage optimale avant d'entrer dans le réservoir d'aération.

1. L'effet de la température sur les réactions biochimiques : Les changements de température de l'eau affecteront de nombreuses réactions biochimiques dans les organismes, affectant ainsi les activités métaboliques des organismes.

2. L'effet de la température sur les activités microbiennes : Les changements de température peuvent entraîner des changements dans d'autres facteurs environnementaux, affectant ainsi les activités vitales des micro-organismes.

3. Plage de température appropriée : La plage de température de la méthode des boues activées est généralement conçue pour être de 10-30 degrés pour répondre aux besoins des bactéries mésophiles.

4. La température des eaux usées traitées par biologie aérobie doit être maintenue entre 15 et 25 degrés pour de meilleurs résultats. Une température appropriée peut favoriser les activités physiologiques des micro-organismes ; à l’inverse, cela peut détruire les activités physiologiques des micro-organismes. Une température trop élevée ou trop basse peut entraîner des modifications de la morphologie physiologique et des caractéristiques physiologiques des micro-organismes, voire provoquer la mort des micro-organismes. Par conséquent, dans les zones froides, les réservoirs d’aération doivent être construits à l’intérieur. S'ils sont construits à l'extérieur, des mesures d'isolation et de chauffage appropriées doivent être envisagées.

1. Effets des substances toxiques sur les micro-organismes : De nombreuses substances toxiques ont des effets toxiques sur les micro-organismes des boues activées, comme les ions de métaux lourds qui peuvent se lier aux protéines pour les dénaturer ou les précipiter, et les matières organiques toxiques qui peuvent détruire le métabolisme normal des cellules.

2. Contrôle des substances toxiques : La concentration des substances toxiques doit être raisonnablement contrôlée pour réduire l'impact négatif sur le système à boues activées.

3. Les substances toxiques font référence à certaines substances qui ont un effet inhibiteur sur les activités physiologiques des micro-organismes. Les principaux poisons sont les ions de métaux lourds (tels que le zinc, le cuivre, le nickel, le plomb, le cadmium, le glutineux, etc.) et certains composés non métalliques (tels que le phénol, l'aldéhyde, le cyanure, le sulfure, etc.). Les ions de métaux lourds peuvent se lier aux protéines des cellules microbiennes pour les dénaturer ou les précipiter ; les aldéhydes peuvent favoriser la coagulation des protéines dans les micro-organismes ; les aldéhydes peuvent se lier aux groupes aminés des protéines pour dénaturer les protéines. Par conséquent, les eaux usées traitées contiennent des substances toxiques et la concentration de substances toxiques dans le réacteur doit être progressivement augmentée afin que les micro-organismes puissent muter et être domestiqués.

1. Colloïdes et matières en suspension : L’étape initiale d’adsorption et d’élimination est principalement destinée aux colloïdes et aux matières en suspension. Le taux d'élimination de la matière organique à cette étape peut atteindre 70 %.

2. Capacité d'adsorption des micro-organismes : Les micro-organismes des boues activées pendant la période de respiration endogène ont une forte capacité d'adsorption, ce qui favorise l'étape initiale d'adsorption et d'élimination.

VII. Conditions hydrauliques

1. Degré de diffusion hydraulique : Le taux d’adsorption initial dépend de l’activité des micro-organismes, du degré de diffusion hydraulique et de la dynamique hydraulique dans le réacteur.

2. Efficacité de la séparation solide-liquide : La qualité de la séparation solide-liquide affecte directement la qualité des effluents, et l'efficacité de la conception et du fonctionnement du bassin de décantation secondaire est cruciale.

1. Cycle de croissance microbienne : les systèmes microbiens avec un long âge de boue peuvent dégrader plus efficacement la matière organique difficile à dégrader.

2. Rejet des boues résiduelles : La fin de l’étape de stabilité métabolique formera de nouvelles substances cellulaires et sera rejetée sous forme de boues résiduelles.

1. Contrôler la proportion de nutriments : assurer l'équilibre nutritionnel nécessaire à la croissance microbienne en ajoutant ou en ajustant la proportion de nutriments entrant dans les eaux usées.

2. Ajustez la teneur en oxygène dissous : Maintenez le niveau d'oxygène dissous approprié dans le réacteur grâce à une conception et une gestion raisonnables du système d'aération.

3. Surveillez et ajustez la valeur du pH : testez régulièrement la valeur du pH des eaux usées et effectuez les ajustements appropriés via le dispositif de régulation pour maintenir un environnement de pH approprié.

4. Contrôler la température : Dans les zones ou saisons froides, prenez des mesures d'isolation pour garantir que la température des eaux usées se situe dans une plage appropriée.

5. Prétraitement des substances toxiques : Prétraitez les eaux usées industrielles contenant des substances toxiques pour réduire leurs effets toxiques sur le système à boues activées.