Cos'è l'SV30?

SV30, o rapporto di sedimentazione dei fanghi, in SV30, "S" sta per "sedimentazione", "V" sta per "volume" e "30" sta per 30 minuti di tempo di sedimentazione. Valuta le prestazioni di sedimentazione e la capacità di concentrazione dei fanghi misurando il rapporto (%) tra il volume dei fanghi depositati nel liquido miscelato della vasca di aerazione dopo essere rimasti per 30 minuti e il volume totale.

Di solito, per il test SV30 viene selezionato il liquido miscelato all'estremità del serbatoio di aerazione. Dopo una serie di processi biochimici tra microrganismi e sostanze inquinanti nelle acque reflue, le caratteristiche dei fanghi tendono ad essere stabili all'estremità della vasca di aerazione. A questo punto, il liquido miscelato ottenuto viene testato dall'SV30 e i risultati ottenuti possono valutare in modo relativamente accurato le prestazioni di sedimentazione dei fanghi e quindi fornire una base per giudicare lo stato operativo dell'intero sistema di trattamento.

Durante il test SV30, il liquido miscelato estratto deve essere collocato in un ambiente stabile, privo di vibrazioni con una temperatura adeguata (generalmente la normale temperatura operativa dell'acqua) ed evitare la luce solare diretta. Il cilindro graduato deve essere posizionato verticalmente. Durante i 30 minuti di permanenza statica, evitare qualsiasi interferenza con il cilindro graduato per garantire l'accuratezza dei risultati del test.

Si può dire che SV30 sia una simulazione semplificata del processo di sedimentazione della vasca di sedimentazione secondaria. Può riflettere in una certa misura le prestazioni di sedimentazione e la coagulazione dei fanghi, ma non può essere completamente equivalente all'effettivo processo di sedimentazione della vasca di sedimentazione secondaria. Fornisce solo un prezioso riferimento per stimare lo stato di funzionamento della vasca di sedimentazione secondaria. La sedimentazione dei fanghi nella vasca di sedimentazione secondaria è influenzata da molti fattori, come la forma del flusso dell'acqua, la struttura della vasca, il rapporto di ritorno, il funzionamento del raschiatore, ecc.

Quando osserviamo SV30, non possiamo guardare solo i risultati, ma anche il suo intero processo di sedimentazione.

Nella fase iniziale della sedimentazione prestare attenzione alla velocità di sedimentazione dei fanghi. Se la sedimentazione è rapida significa che i fanghi hanno una buona coagulazione, una normale attività microbica e possono formare rapidamente grossi fiocchi e precipitare. Al contrario, se la sedimentazione iniziale è lenta, possono verificarsi problemi quali fiocchi di fango sciolti, espansione di batteri filamentosi o soppressione dell'attività microbica.

Nella fase intermedia della sedimentazione, osservare i cambiamenti morfologici dei fiocchi di fango. In circostanze normali i fiocchi dovrebbero rimanere relativamente intatti e compatti, per poi affondare gradualmente. Se i fiocchi sono rotti, dispersi o galleggianti, ciò potrebbe indicare che la struttura del fango è instabile, il che potrebbe essere dovuto a un'eccessiva aerazione, all'invecchiamento del fango o all'interferenza di sostanze tossiche.

Al termine del periodo di 30-minuto, prestare attenzione alla stabilità finale del volume dei fanghi e alla limpidezza del surnatante. Il surnatante limpido e il volume moderato dei fanghi indicano buoni risultati di trattamento. Il surnatante torbido o il volume eccessivo o ridotto dei fanghi possono riflettere anomalie nel sistema.

Si ritiene generalmente che l'intervallo ideale di SV30 sia compreso tra il 15% e il 30%. Al di sotto di questo intervallo può significare che il carico di fanghi è troppo elevato o che il fango sta invecchiando, mentre al di sopra di questo intervallo può significare che il carico di fanghi è troppo basso o che ci sono problemi come l'espansione batterica filamentosa.

Tuttavia, vale la pena notare che la gamma adatta di SV30 varia notevolmente per i diversi impianti di trattamento delle acque reflue a causa delle differenze nei processi di trattamento, nelle caratteristiche di qualità dell'acqua influente, nelle condizioni operative e in altri fattori. Ad esempio, quando si trattano acque reflue organiche ad alta concentrazione e si utilizzano processi speciali, potrebbe essere necessario controllare l'SV30 a un livello più elevato, come 50%, 60% o anche superiore. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che la materia organica ad alta concentrazione richiede più massa microbica per decomporsi, con conseguente aumento del volume dei fanghi, che a sua volta aumenta il rapporto di sedimentazione. Tuttavia, non importa quanto sia alto l'SV30, i metodi per osservare le caratteristiche dei fanghi, la struttura dei fiocchi, il colore, l'odore, ecc. e se la qualità dell'effluente soddisfa gli standard sono gli stessi. Ciò richiede che il personale effettui un monitoraggio e un'analisi dettagliati e a lungo termine dei dati operativi dell'impianto e trovi la gamma di controllo SV30 più adatta per l'impianto regolando costantemente i parametri di processo e i metodi operativi, in modo da garantire il funzionamento stabile ed efficiente di il sistema di trattamento.

Valori bassi di SV30 indicano solitamente che il carico di fanghi è troppo elevato o che i fanghi sono invecchiati. Un carico eccessivo di fanghi significa che i microrganismi presenti nei fanghi non possono ottenere abbastanza nutrienti, con conseguente deflocculazione e dispersione dei fanghi. Quando il carico di fanghi è troppo elevato, in un breve periodo di tempo si accumula una grande quantità di materia organica, che supera la capacità di trattamento dei microrganismi. I microrganismi non possono sfruttare appieno questi nutrienti, proprio come un gruppo di persone che affrontano troppi compiti lavorativi e si sentono sopraffatti, con conseguente bassa efficienza lavorativa. In questo caso, i microrganismi non possono crescere e riprodursi normalmente, la struttura dei fanghi diventa instabile e si verificano deflocculazione e dispersione. Quando i fanghi invecchiano, l'attività dei microrganismi diminuisce gradualmente a causa del lungo tempo di permanenza dei fanghi nel sistema, proprio come le persone invecchiano gradualmente, la loro capacità metabolica diminuisce, il che porta anche a scarse prestazioni di sedimentazione dei fanghi e a un valore SV30 ridotto.

A carico elevato, se i microrganismi riescono ad adattarsi e metabolizzare bene, il volume dei fanghi aumenterà; ma se il carico è troppo elevato e supera l'intervallo di tolleranza dei microrganismi, potrebbe causare la morte microbica o un disturbo metabolico e il volume dei fanghi diminuirà.

Un valore SV30 elevato può essere causato da un basso carico di fanghi o da una crescita eccessiva di batteri filamentosi. Quando il carico di fanghi è troppo basso, i microrganismi presenti nei fanghi non possono metabolizzarsi normalmente a causa della mancanza di nutrienti, con conseguente concentrazione dei fanghi. Una crescita eccessiva di batteri filamentosi farà sciogliere i fiocchi di fango e peggiorerà le prestazioni di sedimentazione. Quando il carico di fanghi è troppo basso, i microrganismi crescono lentamente e producono meno fanghi, mentre il flusso influente e il volume totale degli inquinanti sono relativamente stabili, con il risultato di relativamente meno fanghi per trattare più liquami, prolungando il tempo di permanenza dei fanghi nel sistema. Il lungo tempo di residenza consente ai microrganismi di avere più tempo per la respirazione endogena e di decomporre le proprie sostanze cellulari per ottenere energia, il che porterà ad una diminuzione delle sostanze microbiche intracellulari nei fiocchi di fango e ad un peso specifico più leggero. Allo stesso tempo, i batteri filamentosi possono proliferare in questo ambiente. I batteri filamentosi hanno una superficie specifica più ampia rispetto ai normali batteri flocculanti e hanno maggiori probabilità di assorbire substrati a bassa concentrazione, il che conferisce loro un vantaggio nella competizione e porta ulteriormente alla proliferazione di batteri filamentosi. L'effetto combinato di questi fattori peggiora la prestazione di sedimentazione dei fanghi, che si manifesta con un aumento del valore SV30.

A basso carico, la quantità di fanghi tende a diminuire, solitamente a causa di un'alimentazione insufficiente. Tuttavia, come accennato in precedenza, se si verificano circostanze particolari come l'espansione di batteri filamentosi, il fango potrebbe apparire maggiore.

Riepilogo

Per determinare la causa di un SV30 alto o basso, è necessario considerare in modo completo molti fattori per determinare la causa specifica. Il cambiamento di SV30 è influenzato da molti fattori, tra cui il livello di carico di fanghi, la concentrazione di ossigeno disciolto, il rapporto dei nutrienti, il valore del pH, la temperatura, la presenza di sostanze tossiche e nocive, il tempo di ritenzione idraulica, l'età dei fanghi, il metodo e l'intensità di aerazione, la presenza microbica struttura della popolazione, ecc. Ad esempio, una concentrazione inappropriata di ossigeno disciolto può portare a una crescita eccessiva di batteri filamentosi e causare un SV30 elevato; rapporti nutrizionali sbilanciati, come la carenza di azoto e fosforo, influenzeranno la normale crescita e il metabolismo dei microrganismi, influenzando così SV30; sostanze tossiche e nocive possono inibire l'attività microbica e causare scarse prestazioni di sedimentazione dei fanghi. Ad esempio, se il tempo di ritenzione idraulica è troppo breve, i liquami e i microrganismi non sono in sufficiente contatto e l'effetto del trattamento non è buono, potrebbe manifestarsi come un basso SV30; se l'età del fango è troppo lunga o troppo breve, ciò influenzerà anche le proprietà e le prestazioni di sedimentazione del fango. Pertanto, nel giudicare l'anomalia dell'SV30, è necessario considerare in modo completo tutti gli aspetti e i parametri operativi del sistema di trattamento delle acque reflue e condurre un'analisi completa per scoprire con precisione la causa e adottare contromisure efficaci.

Quando il carico di fanghi è troppo elevato, il contenuto di materia organica nell'affluente può essere aumentato in modo ragionevole. Ad esempio, se l'influente proviene da acque reflue industriali, il processo produttivo può essere ottimizzato per aumentare opportunamente la concentrazione di sostanza organica scaricata nelle acque reflue; per i liquami domestici è possibile considerare la combinazione di liquami provenienti da più fonti per aumentare la quantità totale di materia organica. Tuttavia, va notato che l’aumento della concentrazione di materia organica negli affluenti deve essere attentamente controllato per evitare l’impatto di un’eccessiva concentrazione di materia organica sul sistema.

Ridurre il tasso di ritorno dei fanghi: ridurre la quantità di fanghi restituiti dalla vasca di sedimentazione secondaria alla vasca di aerazione. Ciò può ridurre relativamente la concentrazione dei fanghi nel serbatoio di aerazione, aumentando così relativamente la quantità di materia organica con cui la massa unitaria dei fanghi entra in contatto e tratta, ovvero aumenta il carico di fanghi. Durante il funzionamento, il tasso di ritorno dovrebbe essere gradualmente e leggermente ridotto e le condizioni operative del sistema dovrebbero essere attentamente osservate, come l'ossigeno disciolto, le prestazioni di sedimentazione dei fanghi, la qualità dell'acqua effluente e altri indicatori. Se il tasso di ritorno viene ridotto troppo rapidamente o troppo, ciò potrebbe portare a un numero insufficiente di microrganismi nel serbatoio di aerazione, influenzando l'effetto del trattamento.

Il problema dell'invecchiamento dei fanghi può essere risolto riducendo il tempo di aerazione o aumentando lo scarico dei fanghi.

L’espansione batterica filamentosa è un’altra ragione per un valore SV30 elevato. La crescita dei batteri filamentosi può essere controllata controllando il livello di ossigeno disciolto e aggiungendo flocculanti chimici. (Per questo metodo specifico, fare riferimento ai miei altri articoli)

Le scarse prestazioni di sedimentazione dei fanghi si manifestano solitamente con un valore SV30 anormalmente basso (usiamo un indicatore comune come riferimento, 15%-30%). Se è inferiore al 15%. Questa situazione può essere causata dai seguenti motivi:

Carico organico elevato: il contenuto organico nell'affluente è troppo elevato, con conseguente crescita microbica eccessiva e struttura dei fiocchi di fango sciolti.

Basso livello di ossigeno disciolto (DO): quando la concentrazione di DO è inferiore a 2 mg/l, la denitrificazione nei fanghi viene migliorata e viene generato gas per far galleggiare i fiocchi di fango, riducendo le prestazioni di sedimentazione. Nel funzionamento reale, aumentando la concentrazione di DO a più di 4 mg/L, il valore SV30 può essere aumentato di circa il 10%.

Cambiamento di temperatura: la temperatura ha un effetto significativo sull’attività microbica. In condizioni di bassa temperatura, l’attività microbica diminuisce e le prestazioni di sedimentazione dei fanghi peggiorano.

Una concentrazione anomala dei fanghi può manifestarsi con valori SV30 anormalmente elevati, superiori al 30%. (Utilizziamo un indicatore comunemente utilizzato come riferimento, 15%-30%.)

Basso carico organico: il contenuto di materia organica nell'affluente è troppo basso, con conseguente concentrazione di fanghi e aumento dei valori SV30.

Età dei fanghi troppo lunga: lo scarico a lungo termine senza fanghi o lo scarico insufficiente dei fanghi porta ad un aumento dell'età dei fanghi, all'invecchiamento dei fanghi e all'aumento dei valori SV30.

Valore pH anomalo: un valore pH troppo alto o troppo basso influenzerà le prestazioni di sedimentazione dei fanghi.

L'invecchiamento e la disintegrazione dei fanghi sono un'altra ragione importante per un SV30 anomalo, che di solito si manifesta come un aumento o una fluttuazione continui dei valori SV30.

Sovraerazione: la sovraaerazione a lungo termine porta all'autoossidazione dei microrganismi nei fanghi, alla distruzione della struttura dei fiocchi di fango e all'aumento dei valori SV30.

Squilibrio nutrizionale: lo squilibrio nel rapporto C/N/P, in particolare la mancanza di azoto e fosforo, porterà all'invecchiamento dei fanghi.

Stress ambientale: stress ambientali come shock termici e ingresso di sostanze tossiche porteranno alla diminuzione dell'attività microbica dei fanghi e alla disintegrazione dei fanghi.

I cambiamenti nel carico degli affluenti e nella qualità dell'acqua hanno un impatto significativo su SV30. Un contenuto eccessivo o basso di nutrienti come materia organica, azoto e fosforo nell'affluente può influenzare l'SV30. Ad esempio, quando il contenuto di materia organica nell'affluente aumenta improvvisamente, i microrganismi proliferano in grandi quantità, con conseguente aumento della quantità di fanghi attivi, che a sua volta aumenta SV30; al contrario, se i nutrienti sono insufficienti e la crescita dei microrganismi è limitata, ciò può portare alla deflocculazione dei fanghi e alla riduzione delle prestazioni di sedimentazione. Qui, l’attenzione è posta sul meccanismo di impatto del carico dell’affluente e dei cambiamenti della qualità dell’acqua sull’SV30, e viene posta maggiore enfasi su come i cambiamenti nel contenuto di nutrienti come la materia organica nell’affluente portano direttamente alla proliferazione o alla limitazione della crescita dei microrganismi, influenzando così i risultati di SV30.

Valore pH: troppo alto o troppo basso influenzerà il processo metabolico dei microrganismi, il che potrebbe far sì che le particelle di fango diventino più piccole, aumentino la viscosità e riducano le prestazioni di sedimentazione.

Integrazione di nutrienti: quando il contenuto di nutrienti come azoto e fosforo è troppo basso, i nutrienti possono essere integrati aggiungendo fertilizzante azotato e fertilizzante fosforico.

Afflusso di acqua intermittente: adottare una strategia di afflusso di acqua intermittente per ridurre l'impatto di un carico elevato e continuo sul sistema a fanghi attivi.

Il monitoraggio dell'SV30 è un processo continuo, che riflette l'indicatore sensibile dello stato di salute del sistema a fanghi attivi. Ha bisogno di essere costantemente osservato e adattato. Al variare del carico affluente e della qualità dell'acqua, cambierà anche il valore SV30. Pertanto, il monitoraggio continuo e la regolazione tempestiva sono essenziali per mantenere il corretto funzionamento del sistema a fanghi attivi.