Vamos primeiro entender uma coisa: nas estações de tratamento de esgoto, o lodo ativado não é apenas lama comum. É o lar de um grupo de "especialistas em tratamento de esgoto" - microrganismos como bactérias, fungos e protozoários vivem dentro, dependendo da matéria orgânica no esgoto para sobreviver. Ao mesmo tempo, eles decompõem os poluentes em água e dióxido de carbono inofensivos, o que torna o esgoto limpo. Mas, uma vez que o lodo ativado é 'envenenado', esses pequenos especialistas murcharão, a capacidade de processamento cairá drasticamente e até mesmo todo o sistema poderá entrar em colapso. Hoje, vamos analisar e falar sobre como esse envenenamento causou gradualmente a quebra da capacidade de processamento.
Em primeiro lugar, é importante esclarecer o que se entende por 'envenenamento do lodo ativado'? Na verdade, é apenas que existem "toxinas" inadequadas misturadas ao esgoto - podem ser metais pesados descarregados de fábricas (como cobre, cromo, mercúrio), ácidos e bases fortes ou compostos orgânicos difíceis de degradar (como componentes em certos pesticidas e águas residuais químicas). Uma vez que essas coisas entram no sistema, elas se tornam "assassinos mortais" para os microrganismos, o que desencadeará uma série de reações em cadeia e, naturalmente, reduzirá sua capacidade de processamento.
O primeiro passo, e também o mais direto, é matar os "atores principais" - bactérias com o veneno. Todos sabemos que o núcleo do lodo ativado são bactérias heterotróficas, que são a principal força na decomposição da matéria orgânica. As membranas celulares e os sistemas enzimáticos dessas bactérias são todos "pontos fracos". Por exemplo, metais pesados, quando entram em contato com bactérias, aderem à membrana celular, quebrando a estrutura da membrana celular, o que equivale a esmagar a "capa protetora" da bactéria. O citoplasma e o núcleo internos vazarão e a bactéria morrerá diretamente; Existem também algumas toxinas que competem com as enzimas no corpo bacteriano por espaço. As enzimas eram originalmente "ferramentas" que ajudam as bactérias a decompor a matéria orgânica. Quando as toxinas ocupam espaço, as enzimas não podem funcionar e, mesmo que as bactérias estejam vivas, elas não podem "comer" e só podem morrer lentamente de fome.
Pense nisso, a piscina foi originalmente preenchida com bactérias ativas, mas após o envenenamento, elas morreram e entraram em colapso, e o número de bactérias que poderiam trabalhar de repente diminuiu pela metade. Anteriormente, 100 bactérias podiam processar 100 partes de matéria orgânica, mas agora restam apenas 20 vivas. As 80 partes restantes de matéria orgânica não estão amontoadas na piscina? A qualidade do efluente deve ter excedido o padrão, então a capacidade de tratamento diminuiu.
O segundo passo é que, mesmo que algumas bactérias não morram imediatamente, elas ainda estarão "com muito medo de se mover" - entrar em um "modo dormente" ou mudar seu modo metabólico e não decompor mais os poluentes adequadamente. Muitos microrganismos têm uma "resposta ao estresse". Uma vez que sentem perigo no ambiente (como a presença de toxinas), eles interrompem o crescimento normal, a reprodução e as atividades metabólicas e, em vez disso, sintetizam algumas "substâncias protetoras" para se envolverem, assim como os animais hibernam, salvando suas vidas primeiro.
Por exemplo, se altas concentrações de compostos fenólicos (comumente encontrados em águas residuais químicas) se misturarem repentinamente ao esgoto, muitas bactérias que decompõem a matéria orgânica "entrarão em greve" e não decomporão mais a DQO (demanda química de oxigênio, representando a quantidade de matéria orgânica na água). Em vez disso, eles ativarão uma via metabólica especial para tentar quebrar os fenóis para salvar suas vidas. Mas, dessa forma, eles não têm energia para lidar com a matéria orgânica que deveria ter sido tratada, e a DQO na piscina não pode ser reduzida, então o efeito do tratamento naturalmente se deteriora. Além disso, essa 'dormência' não é temporária. Se as toxinas persistirem, as bactérias podem não recuperar sua atividade e sua capacidade de processamento será lenta por um longo tempo.
O terceiro passo é que a "estrutura" do lodo ativado será interrompida, transformando-se de "pequenos grupos floculantes" em "soldados dispersos" e incapazes de se assentar adequadamente, arrastando ainda mais o sistema de tratamento. O lodo ativado normal é floculante, como pequenas bolas de algodão, e esses flocos são revestidos com um grande número de bactérias, com desempenho de sedimentação particularmente bom - no tanque de sedimentação secundária, eles podem se assentar rapidamente no fundo do tanque, a água limpa flui para longe de cima e o lodo também pode ser devolvido ao tanque de aeração para uso contínuo.
Mas, uma vez envenenado, a situação muda. Por um lado, após a morte das bactérias, o "esqueleto" nos flocos (principalmente as substâncias viscosas, como polissacarídeos e proteínas secretadas pelas bactérias) perde o suporte, e os flocos se quebrarão em pequenas partículas; Por outro lado, algumas toxinas podem destruir as substâncias pegajosas secretadas pelas bactérias, fazendo com que os flocos percam sua aderência e não consigam se juntar, apenas flutuando na água. Essas pequenas partículas quebradas não podem afundar no tanque de sedimentação secundária e fluirão com o efluente, formando o fenômeno de "lama correndo".
Pense nisso, todo o lodo fugiu, a quantidade de lodo ativado no tanque de aeração está diminuindo e há menos microrganismos que podem trabalhar, formando um ciclo vicioso. E o lodo que sai também tornará o efluente turvo, com DQO e SS (sólidos suspensos) excedendo o padrão. O sistema de tratamento é como adicionar insulto à injúria. A capacidade de tratamento não pode diminuir?
O quarto passo é interromper o "equilíbrio ecológico" dos microrganismos, fazendo com que as bactérias benéficas desapareçam e as bactérias nocivas cresçam rapidamente, interferindo ainda mais no processo de tratamento. No lodo ativado normal, os microrganismos cooperam uns com os outros: as bactérias decompõem a matéria orgânica para produzir substâncias de pequenas moléculas, os protozoários (como nematóides e rotíferos) comem bactérias, controlam o número de bactérias e secretam substâncias viscosas para ajudar a formar flocos. Todos desempenham seu próprio papel na manutenção da estabilidade do sistema.
Depois de envenenado, esse equilíbrio é interrompido. Como diferentes microrganismos têm tolerância variável a toxinas - bactérias benéficas que decompõem a matéria orgânica geralmente têm pouca tolerância à toxicidade e morrem primeiro; No entanto, algumas bactérias diversas altamente tóxicas (como certos actinomicetos) sobreviveram e começaram a se reproduzir em grande número. Essas bactérias diversas não apenas não decompõem os poluentes, mas também competem com as bactérias benéficas restantes por nutrientes e oxigênio e até secretam substâncias que inibem o crescimento das bactérias benéficas.
Por exemplo, às vezes, após o envenenamento, um grande número de bactérias filamentosas aparecerá no tanque de aeração. Essas bactérias crescem finas e longas e se enrolarão em torno dos flocos de lodo ativado, causando uma diminuição no desempenho de sedimentação dos flocos (comumente conhecido como "inchaço do lodo"), o que também pode causar vazamento de lodo. Além disso, as bactérias filamentosas não decompõem muita matéria orgânica. Quando há muitos deles, o espaço vital das bactérias benéficas é comprimido e sua capacidade de processamento naturalmente não pode ser melhorada.
Por fim, a "capacidade de recuperação" do lodo ativado enfraquecerá após o envenenamento e, mesmo que as toxinas sejam removidas posteriormente, a capacidade de tratamento não poderá ser restaurada imediatamente. Como o crescimento e a reprodução de microrganismos exigem tempo, as bactérias mortas não podem ser revividas e as poucas bactérias restantes precisam se reproduzir em seus números originais, reconstruir estruturas de flocos e restaurar o equilíbrio ecológico. Esse processo pode levar vários dias ou até semanas. Durante esse período, a capacidade de processamento do sistema esteve em um nível baixo. Se houver algum erro no meio (como flutuações na carga de entrada), pode até entrar em colapso completo e exigir a adição de lodo para reiniciar.
Em suma, a razão pela qual o envenenamento do lodo ativado leva a uma diminuição na capacidade de tratamento é essencialmente um "ataque de toxinas a microrganismos" - primeiro matando ou inibindo as bactérias decompositoras centrais, depois destruindo a estrutura do floco e o equilíbrio ecológico microbiano do lodo e, finalmente, levando à incapacidade de decomposição da matéria orgânica, fuga do lodo e um ciclo vicioso no sistema. Portanto, o maior medo para as estações de tratamento de esgoto é a mistura repentina de substâncias tóxicas na água de entrada. Eles geralmente precisam monitorar a qualidade da água de entrada e tomar medidas imediatamente se alguma anormalidade for encontrada. Caso contrário, o sistema de tratamento construído com tanto esforço pode entrar em greve devido a um único envenenamento.
