Molte persone che sono nuove al trattamento delle acque reflue sono inizialmente confuse da queste due abbreviazioni inglesi. Sulla tabella dei record in esecuzione, è scritto ogni giorno, ma se improvvisamente viene chiesto:
Cosa rappresenta MLSS?
Cosa sta guardando di nuovo l’MLVSS?
Molte persone risponderanno:
MLSS è la concentrazione dei fanghi, MLVSS è il fango organico. "
Questa affermazione non può essere sbagliata, ma in realtà è giusta solo a metà.
Se si ricorda solo il significato di queste lettere, è difficile comprenderne veramente il valore nel funzionamento reale. Per comprendere questi due indicatori dobbiamo prima chiarire una questione:
Qual è la composizione dei "fanghi" nel serbatoio di aerazione.
Il "fango" nel serbatoio di aerazione non è interamente composto da microrganismi
Molte persone pensano inconsciamente che i fanghi nel serbatoio dei fanghi attivi siano microrganismi.
Ma la situazione reale non è così.
Il liquido miscelato nel serbatoio di aerazione è in realtà un complesso sistema di sospensione, che può essere approssimativamente suddiviso in tre tipi di sostanze.
Un tipo sono i microrganismi stessi.
Includendo batteri, protozoi e protozoi, questi sono i veri "lavoratori" del sistema a fanghi attivi, responsabili della decomposizione della materia organica, delle reazioni di nitrificazione, denitrificazione e assorbimento del fosforo.
L'altro tipo sono le sostanze prodotte dal metabolismo microbico.
Ad esempio, sostanze polimeriche extracellulari (EPS), detriti microbici, sostanze colloidali, ecc. Sebbene non siano più cellule viventi, appartengono ancora alla materia organica.
Un altro tipo sono le particelle inorganiche.
Ad esempio, particelle di sabbia, precipitazione di sali metallici, particelle minerali, ecc. portate dall'afflusso di acqua. Questi non partecipano alle reazioni biochimiche, ma esistono nel sistema per molto tempo.
Quindi, i fanghi nel serbatoio di aerazione sono in realtà una miscela di materia organica e materia inorganica.
La differenza tra MLSS e MLVSS sta essenzialmente nel distinguere queste due parti.
MLSS: Quanto "fango" c'è nel sistema
Il nome completo di MLSS è Mixed Liquor Suspended Solids, che si traduce in:
Concentrazione dei solidi sospesi nella soluzione miscelata.
In poche parole, risponde a una domanda molto diretta:
Quanti solidi sospesi ci sono nel serbatoio di aerazione.
Ciò include:
microrganismo
Residuo organico
Sostanze colloidali
particelle inorganiche
Sedimenti e sedimenti
Qualsiasi sostanza solida sospesa nell'acqua verrà conteggiata in MLSS.
Vale a dire: MLSS=solidi organici+solidi inorganici
È più simile a un “righello totale” utilizzato per misurare la quantità di fango nel sistema.
Nel funzionamento pratico, l’MLSS è uno degli indicatori di controllo più comunemente utilizzati. La gamma tipica di MLSS in diversi sistemi di processo è approssimativamente la seguente:
Impianto tradizionale a fanghi attivi: 2000-4000 mg/L
Sistema A²O: 3000-5000 mg/L
Sistema MBR: 6000-12000 mg/L
L’MLSS è troppo basso, il che indica che la popolazione microbica nel sistema è insufficiente e la capacità di elaborazione potrebbe non essere in grado di tenere il passo con il carico di afflusso.
Se l'MLSS è troppo alto, potrebbe causare problemi come scarsa sedimentazione, difficoltà nell'approvvigionamento di ossigeno e aumento del carico sul serbatoio di sedimentazione secondaria.
Pertanto, gli operatori monitorano quotidianamente MLSS, osservando essenzialmente le "variazioni del volume del fango" del sistema.
MLVSS: La parte che partecipa veramente alla reazione
Il nome completo di MLVSS è Mixed Liquor Volatile Suspended Solids, che si traduce in:
Concentrazione di solidi sospesi volatili nella soluzione miscelata.
La parola più cruciale qui è “volatilità”.
In condizioni di combustione ad alta-temperatura in laboratorio:
La materia organica verrà bruciata,
Le sostanze inorganiche rimarranno sotto forma di cenere.
Il contenuto di materia organica nel campione può essere stimato dalla variazione di peso prima e dopo la combustione.
Nel sistema a fanghi attivi la maggior parte dei solidi organici sono infatti:
microrganismo
Metaboliti microbici
Residuo organico
Pertanto, si ritiene generalmente che MLVSS rappresenti la biomassa nel sistema.
Se MLSS esamina la quantità di fango presente nel sistema, allora MLVSS è più vicino a considerare:
Quanto di esso è effettivamente coinvolto nelle reazioni biologiche.
Per questo motivo, MLVSS spesso fornisce informazioni più preziose durante il debug del processo o la diagnosi del sistema.
La relazione tra MLSS e MLVSS
Dal punto di vista della definizione, i due sono in realtà una relazione inclusiva.
In poche parole, MLSS include MLVSS.
La parte organica nell'MLSS è MLVSS, mentre la restante parte è solida inorganica.
Negli impianti a fanghi attivi, questi due solitamente mantengono un rapporto relativamente stabile:
MLVSS / MLSS ≈ 0,65 – 0,8
Ciò significa che, in generale, circa dal 65% all'80% dei solidi sospesi nella vasca di aerazione appartengono a materia organica.
Se la percentuale di un sistema diminuisce in modo significativo, ad esempio inferiore a 0,5, spesso indica un'elevata percentuale di sostanze inorganiche nel sistema.
Questa situazione può verificarsi nei seguenti scenari:
L'acqua in entrata ha un alto contenuto di sabbia
Le acque reflue industriali apportano una grande quantità di particelle inorganiche
La quantità di rimozione chimica del fosforo aggiunta è relativamente grande
L'età del fango del sistema è troppo lunga
A questo punto, potrebbe verificarsi una situazione in cui l'MLSS appare elevato, ma la biomassa del sistema non è elevata.
Vale a dire: “c'è più fango, ma meno microrganismi”.
Come vengono misurati MLSS e MLVSS
La determinazione di questi due indicatori deriva in realtà dallo stesso processo sperimentale.
L’esperimento è suddiviso grosso modo in tre fasi.
Il primo passo è filtrare il campione.
Prelevare un certo volume di soluzione miscelata, filtrarla attraverso una membrana filtrante, eliminare l'acqua e lasciare solo i solidi sospesi.
Il secondo passo è l'essiccazione a 105 gradi.
Asciugare la membrana filtrante in un forno fino a un peso costante e il peso solido ottenuto in questa fase è MLSS.
Il terzo passaggio è la combustione ad alta-temperatura a 550 gradi.
Mettere il campione essiccato in un forno a muffola e bruciarlo ad alta temperatura. La materia organica verrà ossidata e decomposta, lasciando solo cenere inorganica.
La differenza di peso prima e dopo la combustione è MLVSS.
In poche parole, significa:
La parte bruciata è materia organica.
La restante parte è materiale inorganico.
Attraverso questo metodo è possibile ottenere contemporaneamente sia gli indicatori MLSS che quelli MLVSS.
Come comprendere questi due indicatori durante il funzionamento
Per i gestori degli impianti di depurazione questi due dati possono essere interpretati da diversi punti di vista.
Quando l'MLSS diminuisce in modo significativo, spesso significa che il volume dei fanghi del sistema è diminuito e potrebbe esserci uno scarico eccessivo di fanghi o una perdita di fanghi dal serbatoio di sedimentazione secondaria.
Quando l'MLSS continua ad aumentare, potrebbe indicare uno scarico insufficiente dei fanghi e un graduale aumento dell'età dei fanghi del sistema.
La variazione del rapporto MLVSS/MLSS può riflettere i cambiamenti nella composizione del sistema.
Se la proporzione diminuisce gradualmente, di solito indica l'accumulo di sostanze inorganiche nel sistema e una diminuzione della proporzione di microrganismi.
Se la proporzione rimane stabile entro un intervallo ragionevole, ciò indica che la struttura del sistema è relativamente sana.
Naturalmente, nel funzionamento reale, MLSS e MLVSS di solito devono essere giudicati insieme ad altri indicatori, come:
SV30
Rapporto di sedimentazione dei fanghi
ossigeno disciolto
Esame microscopico dei microrganismi
Solo combinando queste informazioni è possibile riflettere in modo più completo lo stato del sistema.
Insomma
Nei sistemi a fanghi attivi, MLSS e MLVSS sono spesso utilizzati insieme come due indicatori.
MLSS ci dice quanti solidi sospesi sono presenti nel sistema.
MLVSS spiega ulteriormente quanta parte di questi solidi appartiene alla materia organica, cioè alla biomassa.
Molte volte, basta guardare l’MLSS per completare il controllo operativo quotidiano. Ma quando il sistema rileva anomalie, come una diminuzione dell'efficienza del trattamento o un deterioramento delle proprietà dei fanghi, MLVSS spesso fornisce informazioni più approfondite.
Ad esempio, in alcuni sistemi potrebbe verificarsi una situazione in cui l'MLSS potrebbe non apparire basso, ma la sua potenza di elaborazione diminuisce in modo significativo.
A questo punto, se viene rilevato MLVSS, si scopre spesso che la proporzione di materia organica è diminuita, la materia inorganica si sta gradualmente accumulando nel sistema e il numero di microrganismi che partecipano veramente alla reazione è diminuito.
Comprendere MLSS e MLVSS significa in realtà capire una cosa:
I fanghi presenti nella vasca di aerazione non sono un singolo microrganismo, ma una complessa miscela di sostanze organiche e inorganiche.
Quando ci concentriamo su entrambi gli indicatori contemporaneamente, possiamo vedere più chiaramente quali cambiamenti sono avvenuti all’interno del sistema.