Temperatur
Temperatur spiller en avgjørende rolle i den biologiske dyrkingsprosessen. For øyeblikket, selv om dette avløpsvannbehandlingsprosjektet ennå ikke har oppnådd nøyaktig temperaturkontroll av det biologiske systemet, gir målingen og analysen av temperaturen i hvert biologisk reaksjonssystem og hvert driftstrinn fortsatt veiledning for den biologiske akklimatiserings- og dyrkingsprosessen for slam. Den gir grunnlag for å forklare ulike fenomener under den biologiske dyrkingsprosessen og hjelper ledelsen og operatørene til å ta riktige og tidsriktige vurderinger angående systemdrift og forvaltning.
Temperatur påvirker aktivitetsnivået til mikroorganismer i aktivert slam betydelig (inkludert anaerobe, fakultative og aerobe prosesser), og påvirker også faktorer som oppløst oksygen og luftingshastighet, samt hastigheten på biologiske reaksjoner.
Ulike typer mikroorganismer vokser innenfor forskjellige temperaturområder, omtrent 5 grader til 80 grader. Innenfor dette temperaturområdet kan de deles inn i minimum veksttemperatur, maksimal veksttemperatur og optimal veksttemperatur. Basert på temperaturområdet som mikroorganismer tilpasser seg, kan de klassifiseres i tre kategorier: mesofile, termofile og chirfile.
Mesofile mikroorganismer vokser i temperaturer fra 20 grader til 45 grader, psykrofile mikroorganismer vokser under 20 grader, og termofile mikroorganismer vokser over 45 grader. I aerob biologisk avløpsvannbehandling er mesofile bakterier dominerende, med en optimal vekst- og reproduksjonstemperatur på 20 grader til 37 grader. Når temperaturen overstiger den maksimale veksttemperaturen, denaturerer proteinene til mikroorganismer raskt, og enzymsystemene deres blir ødelagt, noe som resulterer i tap av aktivitet; i alvorlige tilfeller kan mikroorganismer dø. Lave temperaturer reduserer den metabolske aktiviteten til mikroorganismer, noe som fører til en tilstand av vekst og reproduksjonsstopp, selv om de fortsatt beholder sin vitalitet.
Ved anaerob biologisk behandling er det optimale temperaturområdet for mesofile metanogener mellom 20 grader og 40 grader, mens det for termofile bakterier er 50 grader til 60 grader. Anaerob biologisk behandling bruker vanligvis temperaturer på 33 grader til 38 grader og 50 grader til 57 grader.
pH-verdi
Ulike mikroorganismer har forskjellige pH-toleranseområder. For eksempel har bakterier, actinomycetes, alger og protozoer et pH-toleranseområde på 4 til 10. De fleste bakterier trives i nøytrale til svakt alkaliske miljøer (pH 6,5–7,5); svovel-oksiderende bakterier foretrekker sure miljøer, med en optimal pH på 3, men kan også leve i miljøer med en pH på 1,5; gjær og mugg krever sure eller svakt sure miljøer, med en optimal pH på 3,0–6,0, og kan tilpasse seg et pH-område på 1,5–10. Å opprettholde det optimale pH-området er avgjørende i biologiske avløpsvannbehandlingsprosesser.
For eksempel, ved bruk av aktivslamprosessen for å behandle avløpsvann, hvis pH på blandingsvæsken i luftetanken når 9,0, vil protozoer endre seg fra aktive til trege, de klebrige stoffene i bakterieflokkene vil gå i oppløsning, den aktiverte slamstrukturen vil bli skadet, og behandlingseffektiviteten vil reduseres betydelig. Hvis den innflytende pH-en plutselig synker, blir blandingsvæsken i luftetanken sur, den aktiverte slamstrukturen vil også endre seg, og det vil oppstå en stor mengde flyteslam i den sekundære sedimentasjonstanken. Godt-dyrkede og modne biologiske systemer har sterk motstand mot sjokkbelastninger. Imidlertid kan betydelige pH-svingninger påvirke reaktoreffektiviteten og til og med forårsake mikrobiell toksisitet, noe som fører til reaktorsvikt. Dette er fordi pH-endringer kan endre celleladning, påvirke næringsabsorpsjon og enzymaktivitet i mikrobiell metabolisme.
Ved behandling av avløpsvann ved bruk av biologiske systemer er det derfor avgjørende å gi mikroorganismer et optimalt pH-område for å sikre optimal drift.
Kjemisk oksygenbehov (COD)
COD-testing følger strengt nasjonale standarder for analyse av avløpsvannkvalitet. COD er mengden oksygen som forbrukes når kjemiske oksidanter oksiderer organiske miljøgifter i vann, uttrykt i mg/L. Høyere COD indikerer høyere nivåer av organiske miljøgifter i vannet. Vanlig brukte oksidanter inkluderer kaliumdikromat og kaliumpermanganat. Når kaliumpermanganat brukes som oksidasjonsmiddel, kalles den målte verdien CODMn eller ganske enkelt OC. Når kaliumdikromat brukes som oksidasjonsmiddel, kalles den målte verdien CODCr eller ganske enkelt COD. Dersom sammensetningen av organisk materiale i avløpsvann er relativt stabil, er det en viss proporsjonal sammenheng mellom kjemisk oksygenbehov (COD) og biokjemisk oksygenbehov (BOD). Generelt sett kan forskjellen mellom COD av kaliumdikromat og første-stadium BOD grovt sett representeres som det organiske materialet som ikke kan dekomponeres av aerobe mikroorganismer.
COD-testing og -analyse er en viktig del av idriftsettelse og drift av avløpsvannbehandling. På den ene siden hjelper det å forstå innflytnings- og avløpsforholdene til hver behandlingsenhet i prosessstrømmen, og sikrer stabil innflyting og forhindrer store svingninger og systempåvirkninger. På den annen side, ved å observere endringene i COD i tilløps- og avløpsvann før og etter hver behandlingsenhet, hjelper det å forstå behandlingseffekten og effektiviteten til enheten. Dens viktige funksjoner kan oppsummeres i følgende tre punkter:
1. Tilveiebringe detaljerte tilløps- og avløpskonsentrasjoner, slik at ledelsen kan justere driftsforholdene tilsvarende basert på konsentrasjonsendringer, og sikre normal og stabil drift av avløpsvannbehandlingssystemet;
2. Som en viktig teknisk indikator som gjenspeiler driftsstatus og behandlingseffektivitet for hver behandlingsenhet;
3. Gi grunnlag for analyse, vurdering og rimelig forklaring av ulike fenomener og abnormiteter som forekommer i hele systemet.