Faktor umum yang menentukan penambahan sumber karbon
Ketidakseimbangan antara rasio kebutuhan oksigen biologis (BOD) dan kebutuhan oksigen kimia (COD): Jika rasio BOD/COD dalam limbah lebih rendah dari 0.3, hal ini menunjukkan bahwa kandungan bahan organik yang dapat terbiodegradasi dalam limbah adalah rendah dan aktivitas mikroba terbatas. Saat ini, sumber karbon harus ditambahkan secara tepat untuk meningkatkan kemampuan degradasi mikroorganisme.
Persyaratan untuk proses nitrifikasi dan denitrifikasi: Dalam proses oksidasi atau denitrifikasi amonia anaerobik, diperlukan karbon organik yang cukup sebagai donor elektron untuk mencapai konversi nitrogen yang efisien. Jika sumber karbon dalam sistem tidak mencukupi, reaksi denitrifikasi mungkin terhambat, dan diperlukan suplementasi sumber karbon tambahan.
Penurunan kinerja pengendapan lumpur: Sumber karbon mempunyai pengaruh penting terhadap karakteristik flokulasi dan pengendapan lumpur. Ketika ditemukan bahwa kinerja pengendapan lumpur memburuk dan nilai SVI meningkat, hal ini mungkin disebabkan oleh berkurangnya polisakarida yang dihasilkan oleh metabolisme mikroba. Penambahan sumber karbon yang tepat dapat mengembalikan struktur dan fungsi normal lumpur.
Pengoperasian di musim dingin periode suhu rendah: Di bawah lingkungan bersuhu rendah, aktivitas mikroorganisme berkurang secara signifikan, dan kemampuan untuk mensintesis sendiri sumber karbon melemah. Untuk memastikan operasi sistem biokimia yang stabil, jumlah sumber karbon yang ditambahkan mungkin perlu ditingkatkan.
Kualitas limbah cair tidak memenuhi standar: Dalam proses pengolahan konvensional, jika kualitas air limbah masih belum dapat memenuhi standar pembuangan, terutama ketika indeks COD tetap tinggi, hal ini juga menunjukkan bahwa mungkin perlu untuk meningkatkan efek biodegradasi. polutan dengan menambahkan sumber karbon.
Ketidakseimbangan antara efisiensi pengolahan biokimia dan rasio CNP: Ketika rasio karbon, nitrogen dan fosfor (CNP) dalam limbah tidak seimbang, terutama ketika karbon tidak mencukupi, yaitu rasio CN lebih rendah dari kisaran yang diperlukan untuk pertumbuhan normal dan metabolisme mikroorganisme (umumnya dianggap berada di antara 4-6), sumber karbon tambahan perlu ditambahkan untuk memenuhi kebutuhan energi mikroorganisme dalam proses biodegradasi.
Kepatuhan nitrogen total atau persyaratan khusus pelanggan: Untuk mencapai target penghilangan nitrogen total (TN), dalam proses seperti nitrifikasi dan denitrifikasi, jika bahan organik dalam air baku tidak cukup untuk menyediakan sumber karbon yang cukup untuk mendukung denitrifikasi bakteri untuk mereduksi NOx-N menjadi nitrogen, maka perlu ditambahkan sumber karbon.
Tahap budidaya dan aklimatisasi lumpur aktif: Di pabrik pengolahan limbah yang baru dibangun atau dimulai kembali, tahap awal budidaya dan aklimatisasi komunitas mikroba lumpur aktif seringkali memerlukan sumber karbon yang cukup untuk mendorong reproduksi mikroba dengan cepat dan membentuk ekosistem yang stabil.
Optimalisasi biaya pengolahan air limbah industri: Untuk beberapa air limbah industri, jika penambahan sumber karbon yang ekonomis dan efektif dapat meningkatkan manfaat ekonomi dari keseluruhan proses pengolahan limbah dan memastikan kualitas air limbah memenuhi standar, maka sumber karbon akan dipertimbangkan.
Respons beban kejut dalam lingkungan khusus: Ketika instalasi pengolahan limbah terkena dampak polutan dengan konsentrasi tinggi atau perubahan musim menyebabkan fluktuasi besar dalam kualitas air yang masuk, mungkin perlu untuk sementara meningkatkan jumlah sumber karbon yang ditambahkan untuk meningkatkan guncangan sistem resistensi dan kinerja operasi yang stabil.
Dalam proses pengolahan limbah, khususnya pada proses penghilangan nitrogen dan fosfor, penambahan sumber karbon memegang peranan yang sangat penting. Di satu sisi, ini merupakan "bahan bakar" penting bagi mikroorganisme untuk melakukan reaksi biokimia. Di sisi lain, hal ini mempunyai pengaruh yang menentukan dalam mengoptimalkan proses pengolahan dan meningkatkan efisiensi penghilangan nitrogen dan fosfor.
Jadi, kapan kita menilai bahwa sumber karbon perlu ditambahkan ke limbah?
Proses nitrifikasi-denitrifikasi: Denitrifikasi biologis terutama mencakup dua tahap: oksidasi amonia (nitrifikasi) dan reduksi nitrat (denitrifikasi). Dalam proses nitrifikasi, meskipun mikroorganisme dapat menggunakan bahan organik dalam air limbah sebagai sumber energi, jika nilai BOD/N influen terlalu rendah, yaitu ketika karbon organik yang dapat terbiodegradasi relatif sedikit, mikroorganisme mungkin tidak dapat memperoleh energi yang cukup untuk menyelesaikan proses nitrifikasi, yang secara langsung akan mempengaruhi proses denitrifikasi selanjutnya. Oleh karena itu, dalam hal ini, penambahan sumber karbon eksternal dalam jumlah yang sesuai, seperti natrium asetat dan bahan organik lain yang mudah terurai, membantu memastikan kemajuan nitrifikasi dan denitrifikasi yang stabil serta mencapai denitrifikasi yang efisien.
Tahap pelepasan fosfor anaerobik dan tahap penyerapan fosfor aerobik: Dalam proses penghilangan fosfor, bakteri polifosfat pertama-tama melepaskan fosfat dalam kondisi anaerobik untuk memperoleh energi, dan kemudian mengakumulasi kembali fosfat intraseluler dengan menyerap sumber karbon organik dalam kondisi aerobik. Ketika kandungan karbon organik dalam influen tidak cukup untuk mendukung mikroorganisme memanfaatkan sepenuhnya unsur fosfor dalam proses metabolisme bergantian ini, sumber karbon tambahan perlu ditambahkan untuk meningkatkan penyerapan dan penyimpanan fosfor oleh mikroorganisme, sehingga meningkatkan efisiensi. penghilangan fosfor.
Pemulihan sistem dan operasi yang stabil: Ketika instalasi pengolahan limbah menghadapi beban kejut, penurunan aktivitas lumpur, atau periode pemulihan penyesuaian sistem, penambahan sumber karbon yang wajar dapat mengaktifkan dan menghidupkan kembali aktivitas mikroba, meningkatkan kinerja sedimentasi lumpur, serta memulihkan dan menstabilkan efisiensi pengolahan seluruh sistem.
Singkatnya, penilaian ilmiah dan masuk akal serta penambahan sumber karbon secara tepat waktu merupakan salah satu langkah utama untuk mengoptimalkan efek penghilangan nitrogen dan fosfor. Keputusan yang akurat perlu dibuat berdasarkan parameter operasi aktual dari instalasi pengolahan limbah (seperti konsentrasi BOD, N, P, aktivitas mikroba, dll.) dan karakteristik proses.