Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pemurnian Lumpur Aktif

Proses pemurnian lumpur aktif adalah sistem biokimia kompleks yang secara efektif menghilangkan polutan organik dari limbah melalui adsorpsi, metabolisme, dan pemisahan presipitasi mikroorganisme. Prosesnya dipengaruhi oleh banyak faktor, terutama termasuk nutrisi, kandungan oksigen terlarut, nilai pH, suhu dan zat beracun. Berikut ini akan dianalisis secara rinci dampak faktor-faktor tersebut terhadap proses pemurnian lumpur aktif:

1. Pentingnya keseimbangan unsur hara: Jumlah dan proporsi unsur hara mempunyai pengaruh yang besar terhadap pertumbuhan dan reproduksi mikroorganisme serta efisiensi penghilangan polutan akhir.

2. Unsur hara mayor dan minor: Unsur hara utama (seperti C, O, H, S, N, P, dan lain-lain) dan unsur kecil (seperti Zn, Mn, Na, Cl, dan lain-lain) harus memenuhi syarat dan mempunyai proporsi yang sesuai.

3. Rasio nutrisi: Rasio nutrisi metode lumpur aktif aerobik dapat dikonfigurasi sesuai dengan BOD5: N: P=100: 5: 1.

4. Berbagai mikroorganisme yang menggunakan lumpur aktif untuk mengolah limbah pada dasarnya memiliki unsur yang sama di dalam tubuhnya dan nutrisi yang dibutuhkan. Karbon merupakan zat penting penyusun sel mikroba. Limbah domestik atau limbah perkotaan mempunyai sumber karbon yang cukup. Beberapa air limbah industri mungkin memiliki kandungan karbon yang rendah dan harus dilengkapi dengan sumber karbon. Limbah domestik umumnya ditambahkan. Nitrogen merupakan unsur penting protein dan asam nukleat dalam sel mikroba. Umumnya berasal dari senyawa seperti N2, NH3, dan NO;. Limbah domestik kaya akan nitrogen dan tidak perlu ditambahkan. Jika kandungan nitrogen dalam beberapa air limbah industri tidak mencukupi, dapat ditambahkan urea, amonium sulfat, dll. Fosfor merupakan elemen penting untuk sintesis nukleoprotein dan lesitin, serta berperan penting dalam metabolisme dan transformasi material mikroorganisme; oleh karena itu, dalam proses degradasi mikroba bahan organik, BOD::N:P=100:5:1 harus dipastikan. Jika BOD dari limbah yang diolah tidak dapat membentuk rasio di atas dengan nitrogen dan fosfor, unsur-unsur yang hilang harus ditambahkan untuk mengatur keseimbangan nutrisi mikroorganisme.

1. Peran oksigen terlarut: menjaga kebutuhan metabolisme mikroorganisme aerobik dan memastikan konsentrasi oksigen terlarut dalam cairan campuran tangki aerasi tidak kurang dari 2mg/L.

2. Pengaruh konsentrasi oksigen terlarut terhadap aktivitas mikroba: bila tidak mencukupi, aktivitas mikroorganisme aerobik terpengaruh, kapasitas metabolisme melemah, dan efisiensi pengolahan reaktor menurun.

3. Jumlah pasokan: Oksigen terlarut disuplai secara eksternal, umumnya 2-4 mg/L sesuai untuk memastikan efek sedimentasi dan flokulasi yang baik.

4. Mikroorganisme yang digunakan untuk mengolah limbah dengan metode lumpur aktif sebagian besar adalah bakteri aerob. Oleh karena itu, oksigen terlarut dalam tangki aerasi harus cukup, dan saluran keluar tangki aerasi umumnya dikontrol minimal 2 mg/L. Oksigen terlarut berasal dari alat aerasi bioreaktor. Di bagian depan tangki aerasi, kandungan bahan organiknya tinggi dan laju konsumsi oksigennya cepat. Kandungan oksigen terlarut mungkin lebih rendah dari 2 mg/L, tetapi tidak lebih rendah dari 1 mg/L; oksigen terlarut yang terlalu tinggi dapat mempercepat degradasi bahan organik, menyebabkan malnutrisi mikroba, dan lumpur aktif rentan terhadap penuaan, kepadatan menurun, dan struktur menjadi longgar.

1. Pengaruh nilai pH terhadap pertumbuhan mikroba: Perubahan nilai pH dapat menyebabkan perubahan muatan membran sel sehingga mempengaruhi penyerapan nutrisi dan aktivitas enzim oleh mikroorganisme.

2. Pengaruh nilai pH terhadap toksisitas: Kondisi pH yang tidak menguntungkan tidak hanya mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, tetapi juga morfologinya.

3. Kisaran pH: Kisaran pH yang dirancang biasanya 6.5-8.5 untuk memastikan metabolisme mikroorganisme normal.

4. Dalam tangki aerasi sistem pengolahan lumpur aktif, kisaran pH antara 6,5 ​​dan 8,5. PH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mempengaruhi aktivitas mikroorganisme bahkan menyebabkan kematian mikroorganisme. Oleh karena itu, untuk mencapai hasil pengolahan yang baik, nilai pH bioreaktor harus dikontrol. Jika nilai pH limbah sangat berubah, tangki pengatur harus dipasang untuk menyesuaikan nilai pH limbah ke kisaran optimal sebelum memasuki tangki aerasi.

1. Pengaruh suhu terhadap reaksi biokimia: Perubahan suhu air akan mempengaruhi banyak reaksi biokimia pada organisme, sehingga mempengaruhi aktivitas metabolisme organisme.

2. Pengaruh suhu terhadap aktivitas mikroba: Perubahan suhu dapat menyebabkan perubahan faktor lingkungan lainnya sehingga mempengaruhi aktivitas kehidupan mikroorganisme.

3. Kisaran suhu yang sesuai: Kisaran suhu metode lumpur aktif biasanya dirancang pada suhu 10-30 derajat untuk memenuhi kebutuhan bakteri mesofilik.

4. Suhu limbah yang diolah dengan biologi aerobik harus dijaga pada kisaran 15~25 derajat untuk hasil terbaik. Suhu yang sesuai dapat meningkatkan aktivitas fisiologis mikroorganisme; sebaliknya dapat merusak aktivitas fisiologis mikroorganisme. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menyebabkan perubahan morfologi fisiologis dan sifat fisiologis mikroorganisme, atau bahkan menyebabkan kematian mikroorganisme. Oleh karena itu, di daerah dingin sebaiknya dibangun tangki aerasi di dalam ruangan. Jika dibangun di luar ruangan, tindakan isolasi dan pemanasan yang tepat harus dipertimbangkan.

1. Pengaruh zat beracun pada mikroorganisme: Banyak zat beracun mempunyai efek racun pada mikroorganisme lumpur aktif, seperti ion logam berat yang dapat berikatan dengan protein untuk mengubah sifat atau mengendapkannya, dan bahan organik beracun yang dapat merusak metabolisme normal sel.

2. Pengendalian zat beracun: Konsentrasi zat beracun harus dikontrol secara wajar untuk mengurangi dampak negatif pada sistem lumpur aktif.

3. Zat beracun adalah zat tertentu yang mempunyai efek menghambat aktivitas fisiologis mikroorganisme. Racun utamanya adalah ion logam berat (seperti seng, tembaga, nikel, timbal, kadmium, ketan, dll) dan beberapa senyawa non-logam (seperti fenol, aldehida, sianida, sulfida, dll). Ion logam berat dapat berikatan dengan protein sel mikroba untuk mengubah sifat atau mengendapkannya; aldehida dapat meningkatkan koagulasi protein dalam mikroorganisme; aldehida dapat berikatan dengan gugus amino protein untuk mendenaturasi protein. Oleh karena itu, limbah yang diolah mengandung zat beracun, dan konsentrasi zat beracun di dalam reaktor harus ditingkatkan secara bertahap agar mikroorganisme dapat bermutasi dan didomestikasi.

1. Koloid dan padatan tersuspensi: Tahap adsorpsi dan penghilangan awal terutama ditujukan pada koloid dan padatan tersuspensi. Tingkat penghilangan bahan organik pada tahap ini bisa mencapai 70%.

2. Kapasitas adsorpsi mikroorganisme: Mikroorganisme lumpur aktif pada periode respirasi endogen memiliki kapasitas adsorpsi yang kuat, yang kondusif untuk tahap awal adsorpsi dan penghilangan.

VII. Kondisi hidrolik

1. Derajat difusi hidrolik: Laju adsorpsi awal bergantung pada aktivitas mikroorganisme dan derajat difusi hidrolik serta dinamika hidrolik dalam reaktor.

2. Efisiensi pemisahan padat-cair: Kualitas pemisahan padat-cair secara langsung mempengaruhi kualitas limbah, dan desain serta efisiensi pengoperasian tangki sedimentasi sekunder sangat penting.

1. Siklus pertumbuhan mikroba: Sistem mikroba dengan umur lumpur yang panjang dapat lebih efektif mendegradasi bahan organik yang sulit terurai.

2. Pembuangan sisa lumpur: Akhir dari tahap stabilitas metabolik akan membentuk zat sel baru dan dibuang dalam bentuk sisa lumpur.

1. Mengontrol proporsi nutrisi: Pastikan keseimbangan nutrisi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroba dengan menambahkan atau menyesuaikan proporsi nutrisi yang masuk ke saluran pembuangan.

2. Sesuaikan kandungan oksigen terlarut: Pertahankan tingkat oksigen terlarut yang sesuai di dalam reaktor melalui desain dan pengelolaan sistem aerasi yang wajar.

3. Pantau dan sesuaikan nilai pH: Uji nilai pH limbah secara teratur dan lakukan penyesuaian yang sesuai melalui perangkat pengatur untuk menjaga lingkungan pH yang sesuai.

4. Kontrol suhu: Di daerah atau musim dingin, lakukan tindakan isolasi untuk memastikan bahwa suhu limbah berada dalam kisaran yang sesuai.

5. Pengolahan awal zat beracun: Pengolahan awal air limbah industri yang mengandung zat beracun untuk mengurangi efek toksiknya pada sistem lumpur aktif.