Nossos colegas no tratamento de esgoto provavelmente já se depararam com essa dor de cabeça: há alguns dias, vários indicadores de efluentes estavam estáveis, e o nitrogênio amoniacal e a DQO estavam todos abaixo da linha qualificada, mas de repente um "choque de carga" atingiu. Em dois dias, os dados do laboratório ficaram vermelhos e o nitrogênio amoniacal aumentou rapidamente. Os líderes instaram e as inspeções ambientais foram realmente duas grandes coisas. Hoje, vou falar com todos sobre como o choque de carga causou gradualmente o nitrogênio amoniacal do efluente a exceder o padrão. Temos uma compreensão clara e devemos estar preparados com antecedência.
Em primeiro lugar, é preciso esclarecer o que se entende por 'choque de carga'? Simplificando, a "ingestão de alimentos" da estação de tratamento de esgoto de repente excedeu o padrão. Pode ser que a fábrica a montante tenha descarregado secretamente águas residuais de alta concentração, ou pode ser que uma grande onda de poluentes tenha sido trazida pela mistura no sistema de tubulação em dias chuvosos, ou pode ser que a estação de bombeamento não tenha controlado bem o fluxo de água, que de repente enfiou muita "comida" no tanque bioquímico. Nosso sistema bioquímico é como um refeitório. Normalmente, todos comem de acordo com o apetite, mas de repente um grupo de grandes comedores se apressa, causando caos na cozinha. Esta é a situação básica do choque de carga.
Que mudanças ocorrerão na piscina bioquímica no início do choque de carga? A coisa mais óbvia é que há muita 'comida' e os microrganismos não conseguem acompanhar. Todos sabemos que o tratamento do nitrogênio amoniacal depende principalmente de bactérias nitrificantes, que são muito delicadas. Elas precisam ser comidas com moderação e ter um ambiente confortável. Em circunstâncias normais, a concentração de nitrogênio amoniacal e carga orgânica no afluente são estáveis, e as bactérias nitrificantes se multiplicam lentamente, o que pode converter o nitrogênio amoniacal em nitrato. Mas, assim que a carga aumenta repentinamente, como quando a concentração de nitrogênio amoniacal no fluxo de entrada cai de 30mg/L para 80mg/L, ou quando o fluxo de entrada dobra, a quantidade total de nitrogênio amoniacal por unidade de volume aumenta repentinamente, e a "carga de trabalho" das bactérias nitrificantes dobra repentinamente várias vezes, elas primeiro ficarão "confusas".
Imediatamente depois, não havia oxigênio dissolvido suficiente. O tratamento microbiano de poluentes depende da assistência de oxigênio. Quando a carga é alta, os microrganismos vão "respirar" desesperadamente para decompor a matéria orgânica, resultando em um aumento acentuado no consumo de oxigênio. Nosso sistema de aeração tem uma capacidade máxima de fornecimento de oxigênio, que é suficiente para uso normal. Quando há um choque, a comida vai parar. Assim como um grupo de pessoas correndo em uma sala pequena ao mesmo tempo, definitivamente não há oxigênio suficiente, e todos vão ofegar. A concentração de oxigênio dissolvido na piscina bioquímica cairá rapidamente de 2-3mg/L para abaixo de 1mg/L, e até se aproximará de zero. As bactérias nitrificantes são particularmente sensíveis ao oxigênio dissolvido, e precisam de pelo menos 1-2mg/L de oxigênio dissolvido ao trabalhar. Quando há falta de oxigênio, elas vão entrar em greve e a eficiência da conversão de nitrogênio amoniacal diminuirá diretamente. Neste ponto, ao medir o oxigênio dissolvido no tanque bioquímico, você descobrirá que o valor cai rapidamente, e mesmo quando o aerador é ligado ao máximo, ele não consegue suportar. As bolhas na superfície da água parecem fracas e sem vida.
Então o valor do pH cairá, o que é ainda pior para as bactérias nitrificantes. Quando os microrganismos decompõem a matéria orgânica, eles produzem ácidos orgânicos, e quanto maior a carga, mais ácidos são produzidos. Enquanto isso, a própria reação de nitrificação também consome alcalinidade, exigindo aproximadamente 7,14g de alcalinidade equivalente a carbonato de cálcio para cada 1g de conversão de nitrogênio amoniacal. Sob choque de carga, a alcalinidade é rapidamente consumida sem reposição oportuna, e o valor do pH no tanque bioquímico cairá de 7,5-8,5 para abaixo de 7, ou mesmo para 6,5. As bactérias nitrificantes são mais adequadas para trabalhar em ambientes alcalinos neutros. À medida que o pH diminui, sua atividade é como ser congelada, e a taxa de reação diminui significativamente. Neste ponto, quando você for medir o pH, descobrirá que o valor muda dia a dia e diminui lentamente, e o resultado medido pelo kit de teste de alcalinidade também será assustadoramente baixo.
Alguém pode perguntar, por que o nitrogênio amoniacal não diminuiu após o choque de carga passar? Isso ocorre porque a recuperação das bactérias nitrificantes leva tempo. Assim como quando uma pessoa está sobrecarregada e doente, não é algo que pode ser curado em apenas um dia de descanso, elas precisam cuidar de si mesmas lentamente. Mesmo que a carga de entrada volte ao normal e fatores ambientais como oxigênio dissolvido e pH sejam ajustados de volta, as bactérias nitrificantes terão que se reproduzir e acumular novamente, o que pode levar vários dias ou semanas. Durante este período de recuperação, o nitrogênio amoniacal do efluente permanecerá alto até que a função do sistema de nitrificação seja totalmente restaurada.
Vamos resumir este processo: aumento repentino da carga → aumento rápido do consumo de oxigênio microbiano, oxigênio dissolvido insuficiente → decomposição da matéria orgânica para produzir ácido, consumo de alcalinidade, diminuição do pH → grande proliferação de bactérias heterotróficas, ocupando o espaço vital das bactérias nitrificantes → inibição da atividade bacteriana nitrificante, redução da quantidade → diminuição significativa da eficiência da conversão de nitrogênio amoniacal → escoamento de lama do tanque de sedimentação, perda microbiana intensificada → aumento contínuo do nitrogênio amoniacal do efluente → mesmo após o impacto, o sistema de nitrificação ainda precisa de tempo para se recuperar, e o nitrogênio amoniacal permanece alto.
Ao entender este processo, podemos prevenir e responder melhor aos choques de carga em nossa vida diária. Por exemplo, fortalecer o monitoramento do fluxo de entrada de água para detectar flutuações anormais com antecedência; Otimizar o sistema de aeração para garantir capacidade de fornecimento de oxigênio suficiente; Reserve alguns agentes alcalinos e reponha-os em tempo hábil, se necessário; Garanta o controle adequado do refluxo de lodo para evitar vazamentos de lodo e outros problemas. Ao fazer bem essas tarefas, podemos minimizar o impacto do choque de carga no nitrogênio amoniacal do efluente, tornando nosso sistema de tratamento de esgoto mais estável e confiável.
Outro ponto facilmente negligenciado é que o tanque de sedimentação também é propenso a problemas após o choque de carga, levando indiretamente a um aumento no nitrogênio amoniacal. Sob impacto, a atividade microbiana é fraca, e o efeito de coagulação dos flocos microbianos não é bom. Isso pode levar ao inchaço da lama e ao vazamento de lama no tanque de sedimentação. Um grande número de bactérias nitrificantes flui para fora do sistema com a lama, e a população microbiana na piscina diminui, naturalmente causando a queda da capacidade de tratamento. Neste ponto, se você for ao tanque de sedimentação e olhar, haverá uma camada de lama fina flutuando na superfície da água, e muita lama também será transportada da calha de saída. Meça a concentração de lama (MLSS) e você descobrirá que ela é muito menor do que o normal.
Alguém pode perguntar, por que o nitrogênio amoniacal não diminuiu após o choque de carga passar? Isso ocorre porque a recuperação das bactérias nitrificantes leva tempo. Assim como quando uma pessoa está sobrecarregada e doente, não é algo que pode ser curado em apenas um dia de descanso, elas precisam cuidar de si mesmas lentamente. Mesmo que a carga de entrada volte ao normal e fatores ambientais como oxigênio dissolvido e pH sejam ajustados de volta, as bactérias nitrificantes terão que se reproduzir e acumular novamente, o que pode levar vários dias ou semanas. Durante este período de recuperação, o nitrogênio amoniacal do efluente permanecerá alto até que a função do sistema de nitrificação seja totalmente restaurada.
Vamos resumir este processo: aumento repentino da carga → aumento rápido do consumo de oxigênio microbiano, oxigênio dissolvido insuficiente → decomposição da matéria orgânica para produzir ácido, consumo de alcalinidade, diminuição do pH → grande proliferação de bactérias heterotróficas, ocupando o espaço vital das bactérias nitrificantes → inibição da atividade bacteriana nitrificante, redução da quantidade → diminuição significativa da eficiência da conversão de nitrogênio amoniacal → escoamento de lama do tanque de sedimentação, perda microbiana intensificada → aumento contínuo do nitrogênio amoniacal do efluente → mesmo após o impacto, o sistema de nitrificação ainda precisa de tempo para se recuperar, e o nitrogênio amoniacal permanece alto.
Ao entender este processo, podemos prevenir e responder melhor aos choques de carga em nossa vida diária. Por exemplo, fortalecer o monitoramento do fluxo de entrada de água para detectar flutuações anormais com antecedência; Otimizar o sistema de aeração para garantir capacidade de fornecimento de oxigênio suficiente; Reserve alguns agentes alcalinos e reponha-os em tempo hábil, se necessário; Garanta o controle adequado do refluxo de lodo para evitar vazamentos de lodo e outros problemas. Ao fazer bem essas tarefas, podemos minimizar o impacto do choque de carga no nitrogênio amoniacal do efluente, tornando nosso sistema de tratamento de esgoto mais estável e confiável.
