Mari kita perjelas dulu, apa itu lumpur aktif untuk denitrifikasi nitrifikasi simultan (SND)? Sederhananya, mikroorganisme dalam lumpur aktif biasa dapat melakukan kedua tugas "nitrifikasi" (mengubah nitrogen amonia menjadi nitrogen nitrat) dan tugas "denitrifikasi" (mengubah nitrogen nitrat menjadi gas nitrogen dan keluar), tanpa perlu tangki terpisah seperti proses tradisional, menghemat air, listrik, dan ruang. Mereka benar-benar "efisien dan serbaguna" dalam pengolahan limbah. Tapi 'serbaguna' ini bukanlah sesuatu yang jatuh dari langit. Kita perlu secara bertahap 'memeliharanya' selangkah demi selangkah. Hari ini, dari pekerjaan persiapan hingga perawatan harian, kami akan menjelaskannya dengan jelas kepada Anda. Bahkan jika Anda seorang pemula di industri ini, mengikuti penjelasan ini dapat membantu Anda menghindari jalan memutar.
1、 Pertama, tetapkan kondisi dasar untuk "memelihara lumpur", sehingga mikroorganisme tidak kelaparan atau hidup nyaman
Untuk membuat mikroorganisme dalam lumpur memiliki aktivitas SND, langkah pertama adalah menciptakan "rumah" yang nyaman bagi mereka, serta makanan yang cukup untuk dimakan. Ini mirip dengan bagaimana kita perlu menyiapkan pot bunga dan pupuk sebelum menanam bunga. Mari kita bicarakan dari dua aspek: "perangkat keras" (perangkat) dan "perangkat lunak" (kualitas air, nutrisi):
1. Peralatan perangkat keras: Tidak perlu membuatnya terlalu rumit, tetapi kuncinya tidak boleh dihilangkan
Kita tidak perlu memulai dengan reaktor skala besar yang harganya ratusan ribu yuan. Pemula dapat memulai dengan "versi mini" dari uji coba laboratorium, seperti reaktor silinder 10L atau 20L yang terbuat dari kaca atau baja tahan karat. Kuncinya adalah memenuhi persyaratan ini:
-Kemampuan untuk mengontrol oksigen: Inti dari SND adalah "hipoksia lokal dan aerobik secara keseluruhan", yang berarti bahwa air tidak dapat sepenuhnya kehilangan oksigen, juga tidak boleh ada terlalu banyak oksigen. Air harus memiliki zona oksigen tinggi dan rendah sehingga mikroorganisme dapat melakukan nitrifikasi dan denitrifikasi secara bersamaan. Jadi reaktor perlu dilengkapi dengan kepala aerasi (sebaiknya menggunakan aerasi mikropori, dengan gelembung kecil dan distribusi oksigen yang seragam), dan kemudian dilengkapi dengan meteran oksigen terlarut untuk pemantauan waktu nyata, sehingga nyaman untuk menyesuaikan ukuran aerasi setiap saat. Umumnya, oksigen terlarut (DO) harus dikontrol antara 0,5-2mg/L, tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah.
-Harus mampu mengaduk: Jika aerasi tidak cukup, pengaduk juga diperlukan, jika tidak, lumpur akan mudah mengendap ke dasar, bercampur tidak merata dengan air dan nutrisi, dan mikroorganisme tidak akan dapat makan. Kecepatan pengadukan tidak perlu terlalu cepat, selama memungkinkan lumpur "mengapung" di dalam air (yaitu mempertahankan keadaan tersuspensi). Jika terlalu cepat, sebenarnya dapat "mengeluarkan" mikroorganisme dan memengaruhi aktivitasnya.
-Harus mampu mengontrol suhu dan pH: Mikroorganisme, seperti manusia, sensitif terhadap dingin, panas, asam, dan alkali. Suhu yang paling cocok untuk mikroorganisme SND bekerja adalah 25-30 ℃. Jika terlalu rendah, mereka akan menjadi malas dan aktivitasnya akan menurun; Jika terlalu tinggi, itu dapat langsung menyebabkan 'kematian akibat panas'. Jadi yang terbaik adalah membungkus reaktor dengan jaket pemanas suhu konstan atau menempatkannya dalam penangas air suhu konstan. Nilai pH juga perlu dipantau dengan cermat. Bakteri nitrifikasi lebih menyukai lingkungan yang sedikit basa (7,5-8,5), sedangkan bakteri denitrifikasi sedikit tahan asam, tetapi secara keseluruhan harus antara 7-8. Jika pH rendah, tambahkan sedikit natrium karbonat, dan jika tinggi, tambahkan sedikit asam klorida encer untuk mencegah nilai "menyimpang".
2. Kualitas air dan nutrisi: Siapkan makanan untuk mikroorganisme, jangan memberi makan secara membabi buta
Mikroorganisme dalam lumpur perlu memiliki "makanan pokok" (sumber karbon dan nitrogen) dan "vitamin" (unsur renik) untuk bekerja, yang semuanya berasal dari aliran masuk. Jika nutrisi tidak cukup atau proporsinya tidak benar, mikroorganisme akan "lapar dan kurus" atau "malnutrisi", dan tidak dapat menghasilkan aktivitas SND sama sekali.
-Sumber nitrogen: Gunakan nitrogen amonia yang paling umum: Kita memelihara lumpur SND terutama untuk mengolah nitrogen amonia, jadi aliran masuk harus memiliki nitrogen amonia yang cukup. Jangan membuatnya terlalu rumit, cukup campurkan amonium sulfat atau amonium klorida secara langsung. Konsentrasi harus dikontrol pada 50-100mg/L, yang lebih cocok. Jika terlalu rendah, mikroorganisme tidak akan dapat bertahan hidup, dan jika terlalu tinggi, itu akan "meracuni" mereka. Pemula harus memulai dengan rentang konsentrasi ini.
-Sumber karbon: Pilih yang "mudah dicerna", jangan pilih yang terlalu "keras": Bakteri denitrifikasi membutuhkan sumber karbon sebagai "energi" untuk pekerjaan mereka. Jika sumber karbon tidak cukup, nitrogen nitrat tidak dapat diubah menjadi gas nitrogen. Yang terbaik bagi pemula adalah memilih sumber karbon yang mudah terdegradasi, seperti glukosa dan natrium asetat, karena mikroorganisme ini "makan dengan cepat" dan mudah untuk dengan cepat membudidayakan aktivitas. Rasio karbon terhadap nitrogen (yaitu rasio C/N) sangat penting, umumnya dikontrol pada 5-10:1. Misalnya, jika konsentrasi nitrogen amonia adalah 50mg/L, sumber karbon harus ditambahkan dalam jumlah 250-500mg/L. Jika rasio tidak benar, baik denitrifikasi tidak menyeluruh, sumber karbon terbuang, dan air akan menjadi bau.
-Unsur renik: Jangan abaikan mereka, itu tidak cukup. Banyak orang dengan mudah lupa untuk menambahkan unsur renik, tetapi pada kenyataannya, mikroorganisme membutuhkan "hal-hal kecil" seperti besi, mangan, dan seng untuk mengaktifkan aktivitas enzim. Tanpa mereka, bahkan jika ada cukup karbon dan nitrogen, aktivitas tidak dapat ditingkatkan. Anda tidak perlu membeli reagen mahal. Cukup tambahkan sedikit air keran (yang mengandung unsur renik alami) atau saring sesendok kecil air rendaman tanah kebun saat menyiapkan air. Jumlahnya tidak perlu terlalu banyak, karena terlalu banyak dapat menyebabkan toksisitas logam berat.
-Jangan membawa "racun" saat memasuki air: Jika ada logam berat (seperti kromium, timbal), antibiotik, atau konsentrasi garam yang tinggi di dalam air, mikroorganisme akan segera "berhenti memasak". Oleh karena itu, saat menyiapkan air, perlu menggunakan air suling atau air deionisasi. Jangan menggunakan air limbah industri atau air sungai yang tercemar secara sembarangan. Pemula harus terlebih dahulu membudidayakan air yang "bersih" dan kemudian perlahan mencoba mengolah air limbah yang sebenarnya.
2、 Menginokulasi lumpur adalah jalan pintas, jangan mulai dari awal
Kesalahan yang dilakukan banyak pemula adalah memulai dari "kolam kosong" dan menunggu lumpur tumbuh secara alami, yang memakan waktu beberapa bulan dan mungkin belum tentu menghasilkan aktivitas SND. Pendekatan yang cerdas adalah "menginokulasi", yang berarti menemukan lumpur aktif siap pakai sebagai "benih" dan langsung memasukkannya ke dalam reaktor, setara dengan "berdiri di pundak orang lain", yang dapat menghemat lebih dari setengah waktu.
Di mana saya dapat menemukan 'benih yang baik'? Prioritaskan dua tempat ini
-Lumpur balik dari pabrik pengolahan limbah perkotaan: Ini adalah "benih" yang paling mudah diperoleh, terutama untuk pabrik pengolahan limbah yang mengolah limbah domestik. Lumpur di dalamnya sudah mengandung bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi, tetapi aktivitasnya mungkin tidak cukup kuat. Mari kita bawa kembali dan "jinakkan" sedikit. Saat Anda pergi, bawalah ember bersih dan isi dengan 5-10L (tergantung pada ukuran reaktor, biasanya lumpur menyumbang 10% -20% dari volume reaktor). Jangan biarkan terlalu lama, bawa kembali dan gunakan pada hari yang sama. Jika dibiarkan terlalu lama, lumpur akan "kekurangan oksigen" dan aktivitasnya akan menurun.
-Lumpur aktif biasa siap pakai di laboratorium: Jika Anda memiliki teman yang melakukan eksperimen pengolahan limbah di sekitar Anda, Anda dapat meminjam beberapa lumpur aktif biasa yang telah mereka kembangkan. Meskipun mungkin tidak memiliki aktivitas SND, komunitas mikroba dasarnya sehat dan dapat dijinakkan dengan cepat. Jangan pernah menggunakan lumpur hitam atau bau, karena sebagian besar mengandung bakteri mati dan tidak dapat digunakan sebagai benih.
2. Jangan "runtuh" selama vaksinasi, biarkan lumpur "beradaptasi dengan rumah baru"
Setelah menerima lumpur yang diinokulasi, jangan menuangkannya langsung ke dalam reaktor. Pertama, "cuci lumpur" untuk menghilangkan kotoran dan sisa nutrisi dari lumpur. Metodenya sederhana: tuangkan lumpur ke dalam tabung sentrifus, tambahkan air suling, sentrifus selama 5 menit (dengan kecepatan 3000 rpm), buang cairan bening di atasnya, tambahkan sedikit air suling dan aduk rata. Ulangi 2-3 kali sampai cairan bening menjadi transparan.
Setelah dibersihkan, tuangkan lumpur ke dalam reaktor dan perlahan tambahkan air yang sudah disiapkan (jangan menambahkan terlalu cepat, jika tidak, lumpur akan "tidak beradaptasi"). Setelah menambahkan, jangan nyalakan aerasi terlebih dahulu. Nyalakan pengaduk dan aduk selama 10 menit untuk mencampur lumpur dan air sepenuhnya. Kemudian nyalakan aerasi dan sesuaikan oksigen terlarut menjadi sekitar 1mg/L. Biarkan lumpur "bernapas" terlebih dahulu dan beradaptasi dengan lingkungan baru. Langkah ini disebut "periode adaptasi sebelum penggantungan film", jangan dilewati.
3、 Penjinakan adalah kunci: selangkah demi selangkah "memaksa" mikroorganisme untuk menumbuhkan aktivitas SND
Setelah menginokulasi lumpur, langkah inti berikutnya adalah "penjinakan" - dalam istilah sederhana, menyesuaikan kondisi lingkungan (seperti DO, rasio C/N, waktu retensi hidrolik) untuk memungkinkan bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi dalam lumpur untuk "bekerja bersama" dan secara bertahap mengembangkan kebiasaan bekerja secara bersamaan. Proses ini tidak boleh terburu-buru, biasanya memakan waktu 15-30 hari. Dibutuhkan kesabaran, pengamatan harian, pencatatan, dan penyesuaian bertahap.
1. Fase 1: Biarkan bakteri nitrifikasi "bertahan hidup" dan mengurangi nitrogen amonia (7-10 hari pertama)
Pada awal penjinakan, jangan terburu-buru membiarkan bakteri denitrifikasi bekerja. Pertama, "beri makan" bakteri nitrifikasi dan biarkan mereka mendominasi dalam lumpur. Pada titik ini, kita perlu melakukan ini:
-Tingkatkan sedikit aerasi: kendalikan oksigen terlarut (DO) pada 1,5-2mg/L untuk memastikan oksigen yang cukup di dalam air, yang memfasilitasi konversi nitrogen amonia menjadi nitrogen nitrat oleh bakteri nitrifikasi.
-Turunkan sedikit rasio C/N: Tidak perlu menambahkan terlalu banyak sumber karbon, dan rasio C/N harus dikontrol pada 3-5:1, terutama untuk memungkinkan mikroorganisme "memakan nitrogen", dengan fokus pada pengamatan laju penghilangan nitrogen amonia.
-Waktu retensi hidrolik (HRT) harus lebih lama: HRT adalah waktu air berada di dalam reaktor, awalnya diatur pada 8-12 jam, untuk mencegah air mengalir terlalu cepat dan memberikan waktu yang cukup bagi bakteri nitrifikasi untuk bekerja.
Ambil sampel setiap hari untuk mengukur konsentrasi nitrogen amonia di aliran masuk dan keluar. Jika konsentrasi nitrogen amonia di aliran keluar dapat dikurangi secara stabil menjadi di bawah 10mg/L, itu menunjukkan bahwa bakteri nitrifikasi telah "hidup kembali" dan tahap pertama memenuhi standar.
2. Fase 2: Perlahan "kurangi oksigen dan tingkatkan karbon" untuk mengaktifkan bakteri denitrifikasi (10-15 hari di antaranya)
Setelah bakteri nitrifikasi stabil, saatnya untuk "membangunkan" bakteri denitrifikasi. Kuncinya adalah menciptakan lingkungan "hipoksia lokal" dan menyediakan sumber karbon yang cukup untuk bakteri denitrifikasi. Pada titik ini, perlu untuk menyesuaikan kondisi sedikit demi sedikit dan tidak mengubah terlalu banyak sekaligus, jika tidak, mikroorganisme akan "tertekan":
-Secara bertahap kurangi DO: Setiap hari, turunkan DO sebesar 0,2-0,3mg/L, secara bertahap menguranginya dari 2mg/L menjadi 0,5-1mg/L, dan stabilkan setelah mencapai rentang ini. Saat turun, penting untuk mengamati warna lumpur. Jika lumpur berubah dari cokelat kekuningan menjadi hitam atau efluen menjadi keruh, itu menunjukkan bahwa oksigen terlarut (DO) terlalu rendah. Cepat sesuaikan kembali sedikit untuk mencegah lumpur mati karena kekurangan oksigen.
-Secara bertahap tingkatkan rasio C/N: Pada saat yang sama, tingkatkan jumlah sumber karbon dan secara bertahap tingkatkan rasio C/N dari 3-5:1 menjadi 5-8:1. Tambahkan sedikit setiap hari, jangan menambahkan terlalu banyak sekaligus, jika tidak, akan ada kelebihan sumber karbon di dalam air, yang akan membiakkan bakteri lain-lain dan menyebabkan lumpur berbau.
-Sedikit perpendek HRT: Perlahan kurangi HRT dari 12 jam menjadi 6-8 jam untuk memungkinkan mikroorganisme bekerja lebih kompak dan meningkatkan aktivitasnya.
Pada tahap ini, dua indikator perlu diukur setiap hari: nitrogen amonia (untuk melihat apakah ada masalah dengan nitrifikasi) dan total nitrogen (untuk melihat apakah denitrifikasi efektif). Jika laju penghilangan total nitrogen dapat tetap stabil di atas 50%, itu menunjukkan bahwa bakteri denitrifikasi telah mulai bekerja dan aktivitas SND telah muncul secara awal.
3. Fase 3: Kondisi stabil untuk "mengkonsolidasikan" aktivitas SND (7 hari terakhir atau lebih)
Ketika laju penghilangan total nitrogen stabil di atas 50%, jangan lagi menyesuaikan kondisi secara signifikan. Pertahankan DO pada 0,5-1mg/L, rasio C/N pada 5-8:1, dan HRT pada 6-8 jam untuk memungkinkan mikroorganisme "hidup dan bekerja" di lingkungan ini, secara bertahap meningkatkan aktivitas SND.
Pada titik ini, perlu untuk mengamati karakteristik lumpur: lumpur SND yang baik harus berwarna cokelat kekuningan, dengan flok yang relatif besar (terlihat dalam kelompok di bawah mikroskop), sifat pengendapan yang baik (setelah berdiri selama 30 menit, lumpur dapat mengendap, dan cairan bening di atasnya sangat transparan), dan tidak ada penghitaman atau bau. Ukur laju penghilangan total nitrogen sekali sehari. Jika dapat tetap stabil pada 70% atau bahkan mencapai 80%, selamat! Lumpur aktif denitrifikasi nitrifikasi simultan telah berhasil dibudidayakan!
4、 Perawatan harian: Jangan biarkan "lumpur yang diperoleh dengan susah payah" bermasalah
Meningkatkan lumpur SND bukanlah akhir, tetapi awal. Jika perawatan harian tidak dilakukan dengan baik, lumpur rentan terhadap "penurunan aktivitas" atau bahkan "kematian", dan upaya sebelumnya akan sia-sia. Poin-poin ini harus dipantau dengan cermat:
1. Harus dilakukan setiap hari: ukur indikator, amati sifat
-Ukur tiga indikator utama: oksigen terlarut (DO), nilai pH, dan laju penghilangan total nitrogen, setidaknya dua kali sehari (di pagi dan sore hari). Setelah DO ditemukan di bawah 0,5mg/L, tingkatkan aerasi, dan di atas 2mg/L, kurangi aerasi; Tambahkan natrium karbonat jika pH di bawah 7, dan asam klorida encer jika di atas 8,5; Jika laju penghilangan total nitrogen menurun lebih dari 10%, periksa apakah sumber karbon ditambahkan cukup dan jika ada kotoran di dalam aliran masuk.
-Mengamati karakteristik lumpur: Amati warna lumpur setiap hari (biasanya cokelat kekuningan), apakah ada bau (biasanya tidak berbau, bau disebabkan oleh kekurangan oksigen), dan situasi sedimentasi (rasio sedimentasi terbaik adalah 20% -30% dalam 30 menit, jika terlalu tinggi, itu berarti ada terlalu banyak lumpur, dan jika terlalu rendah, itu berarti ada kehilangan lumpur).
2. Tugas wajib mingguan: pembuangan lumpur dan pembersihan kotoran
-Pembuangan lumpur secara teratur: Lumpur akan terus berkembang biak, dan terlalu banyak akan mengendap di dasar reaktor, memengaruhi pencampuran dan aerasi. Berapa banyak lumpur berlebih yang harus dibuang sekali seminggu? Periksa rasio pengendapan. Jika rasio pengendapan melebihi 30%, buang 5% -10% dari volume reaktor lumpur dan pertahankan rasio pengendapan antara 20% -30%.
-Membersihkan kotoran: Bahkan jika air disaring secara menyeluruh, sejumlah kecil kotoran masih akan mengendap di dasar seiring waktu. Setiap minggu, selama pembuangan lumpur, bersihkan kotoran di dasar reaktor untuk mencegahnya memengaruhi pencampuran lumpur dan air.
3. Jangan panik saat menghadapi masalah: metode pemecahan masalah yang umum
-Lumpur hitam dan berbau: Sangat mungkin bahwa oksigen terlarut (DO) terlalu rendah dan ada kekurangan oksigen. Cepat tingkatkan aerasi dan ukur pH. Jika pH juga rendah, tambahkan sedikit natrium karbonat, dan biasanya membutuhkan waktu 1-2 hari untuk pulih.
-Penurunan mendadak laju penghilangan total nitrogen: Pertama periksa sumber karbon untuk melihat apakah telah ditambahkan terlalu sedikit. Jika sumber karbon cukup, maka periksa apakah oksigen terlarut (DO) terlalu tinggi (terlalu tinggi dapat menghambat bakteri denitrifikasi). Sesuaikan DO menjadi 0,5-1mg/L dan amati selama 1-2 hari. Umumnya, itu dapat kembali.
-Kehilangan lumpur yang serius (rasio sedimentasi di bawah 10%): Mungkin karena pencampuran terlalu cepat, yang memecah lumpur, atau aliran air masuk terlalu cepat (HRT terlalu pendek), yang mengeluarkan lumpur. Pertama, turunkan kecepatan pencampuran, lalu perpanjang HRT selama 1-2 jam, dan pada saat yang sama, tambahkan beberapa lumpur yang diinokulasi, dan secara bertahap pulih.
5、 Kesalahpahaman Umum untuk Pemula: Jangan Menginjak 'Lubang' Ini
Terakhir, bicaralah dengan pemula tentang kesalahpahaman umum dan jangan biarkan mereka mengambil jalan yang salah:
-Jangan mengejar "hasil cepat": Banyak orang berharap dapat menghasilkan aktivitas SND dalam waktu 3 hari setelah menginokulasi lumpur, yang sama sekali tidak mungkin. Penjinakan mikroba membutuhkan waktu, dan 15-30 hari adalah siklus normal. Tidak ada gunanya terburu-buru, tetapi melakukannya secara perlahan sebenarnya bisa lebih cepat.
-Jangan menambahkan reagen secara acak: Beberapa orang berpikir bahwa "menambahkan lebih banyak nutrisi lebih baik". Menambahkan terlalu banyak sumber karbon dan nitrogen dapat menghasilkan kelebihan nutrisi di dalam air, pertumbuhan bakteri, dan bau lumpur; Beberapa orang berpikir bahwa "menambahkan unsur renik itu baik", menambahkan terlalu banyak reagen logam berat sekaligus dapat langsung meracuni mikroorganisme, dan menambahkannya secara proporsional sudah cukup.
-Jangan menghentikan aerasi dan pencampuran untuk waktu yang lama: Terkadang ketika Anda harus keluar, Anda mematikan aerasi dan pencampuran, dan ketika Anda kembali, Anda menemukan bahwa lumpur telah sepenuhnya tenggelam ke dasar dan berubah menjadi hitam. Ini karena kekurangan oksigen jangka panjang, dan sejumlah besar mikroorganisme telah mati. Oleh karena itu, bahkan jika Anda keluar, Anda perlu menemukan seseorang untuk mengawasinya, setidaknya untuk memastikan bahwa aerasi dan pencampuran tidak berhenti terlalu lama (tidak lebih dari 4 jam paling banyak).
Singkatnya, inti dari membudidayakan lumpur aktif denitrifikasi nitrifikasi sinkron adalah untuk "menyiapkan lingkungan yang baik, memilih benih yang tepat, secara bertahap menjinakkan, dan memelihara dengan hati-hati". Itu tidak begitu misterius. Pemula hanya perlu mengikuti langkah-langkahnya, mengamati dan mencatat lebih banyak, dan membuat lebih sedikit kesalahan tingkat rendah, dan mereka pasti dapat membudidayakan lumpur dengan aktivitas yang baik. Pada awalnya, Anda mungkin menghadapi beberapa masalah, tetapi selama Anda tidak panik dan menyesuaikan secara perlahan, Anda dapat dengan cepat memulai. Ketika Anda melihat laju penghilangan total nitrogen stabil di atas 70%, rasa pencapaian itu lebih kuat dari apa pun!
