درک قلیاییت در یک مقاله

مقدمه: قلیاییت یک شاخص کلیدی از ظرفیت بافری یک آب است که به طور مستقیم بر فعالیت و راندمان تصفیه میکروارگانیسم‌ها در سیستم‌های تصفیه فاضلاب تأثیر می‌گذارد. این مقاله به طور سیستماتیک واکنش‌های بیوشیمیایی اصلی درگیر در تولید و مصرف قلیایی را نشان می‌دهد و هفت مرحله کلیدی را پوشش می‌دهد: کاهش سولفات، جذب فسفر، نیترات زدایی، تخریب مواد آلی، اسیدی‌سازی هیدرولیز، آزادسازی فسفر بی‌هوازی و نیتریفیکاسیون. این به متخصصان محیط زیست کمک می کند تا قوانین ذاتی حاکم بر تغییرات قلیایی را عمیقاً درک کنند و مبنای علمی برای عملیات روزانه و کنترل فرآیند فراهم کند.

قلیایی بودن به توانایی آب در خنثی کردن اسیدها اشاره دارد که معمولاً به صورت کربنات کلسیم (CaCO3) با واحدهای میلی گرم در لیتر بیان می شود. این مقدار کل تمام مواد موجود در آب را منعکس می کند که می توانند اسیدهای قوی را خنثی کنند، به طور عمده شامل مواد قلیایی مانند بی کربنات (HCO3-)، کربنات (CO32-) و هیدروکسید (OH-). در تصفیه فاضلاب، قلیاییت یک پارامتر ضروری کیفیت آب است که مستقیماً بر عملکرد عادی سیستم های تصفیه بیولوژیکی تأثیر می گذارد.

اکثر فرآیندهای تصفیه فاضلاب به فعالیت های متابولیکی میکروارگانیسم ها متکی هستند که الزامات نسبتاً سختی بر روی مقدار pH محیط خود دارند. به طور کلی، باکتری های نیتریفیک کننده در محدوده pH 7.2 تا 8.0 رشد می کنند، در حالی که باکتری های تجمع کننده پلی فسفات دارای pH آزادسازی فسفر بهینه حدود 7.0 هستند. هنگامی که قلیائیت سیستم کافی باشد، مقدار pH نسبتاً ثابت می ماند و محیط رشد مطلوبی را برای میکروارگانیسم ها فراهم می کند. برعکس، قلیائیت ناکافی می تواند باعث افت شدید pH شود که منجر به کاهش فعالیت میکروبی و حتی فروپاشی سیستم می شود.

مفهوم اصلی: قلیاییت اساساً یک "بافر{0}}اسیدی پایه" در آب است. قلیائیت را به عنوان یک مخزن در نظر بگیرید-وقتی مواد اسیدی وارد می‌شوند، قلیاییت می‌تواند آنها را «جذب» و خنثی کند، بنابراین ثبات pH را حفظ می‌کند. هنگامی که این مخزن خشک شود، مقدار pH به سرعت در نوسان خواهد بود، مانند یک رودخانه بدون سد.

بنابراین، درک الگوهای تغییرات قلیایی در طول تصفیه فاضلاب-یعنی اینکه کدام واکنش ها قلیایی تولید می کنند و کدام آنها مصرف می کنند-برای اطمینان از اثربخشی تصفیه، بهینه سازی دوز معرف، و کاهش هزینه های عملیاتی بسیار مهم است.

بر اساس جهت تأثیر واکنش‌های بیوشیمیایی بر قلیاییت، تغییرات قلیایی در طی تصفیه فاضلاب را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: واکنش‌هایی که قلیاییت ایجاد می‌کنند (افزایش pH) و واکنش‌هایی که قلیاییت را مصرف می‌کنند (کاهش pH). این طبقه بندی به ما کمک می کند تا به سرعت روندهای دینامیکی تغییرات قلیایی در سیستم را در طول عملیات واقعی تعیین کنیم و اقدامات کنترلی مربوطه را بر این اساس انجام دهیم.

تولید قلیائیت (افزایش pH):

1. کاهش سولفات

2. جذب فسفر

3. نیترات زدایی (3.57 میلی گرم در لیتر قلیاییت / میلی گرم NO3--N)

4. تجزیه مواد آلی

مصرف قلیائیت (کاهش PH):

1. اسیدی شدن هیدرولیز

2. آزادسازی بی هوازی فسفر

3. نیتریفیکاسیون (7.14 میلی گرم در لیتر قلیاییت / میلی گرم NH3-N)

همانطور که در جدول بالا نشان داده شده است، چهار نوع واکنش وجود دارد که قلیائیت ایجاد می کند و سه نوع واکنش قلیایی را مصرف می کند. در ادامه هر نوع واکنش به تفصیل توضیح داده خواهد شد.

3.1 کاهش سولفات
احیای سولفات به فرآیندی در شرایط بی هوازی اشاره دارد که در آن باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB) از سولفات (SO42-) به عنوان گیرنده الکترون برای اکسید کردن و تجزیه مواد آلی استفاده می‌کنند و همزمان سولفات را به سولفید هیدروژن (H2S) کاهش می‌دهند. معادله واکنش کلاسیک آن را می توان به صورت زیر ساده کرد:

نمودار شماتیک واکنش کاهش سولفات

SO42- + مواد آلی → H2S + HCO3- + سایر محصولات

در این واکنش، از نظر تئوری، به ازای هر 1 مول یون سولفات احیا شده، 2 مول یون بی کربنات (HCO3-) تولید می شود. بی کربنات یکی از عوامل اصلی قلیایی بودن است. بنابراین، واکنش کاهش سولفات به طور قابل توجهی قلیایی بودن سیستم را افزایش می دهد. از منظر ماکروسکوپی، فرآیند کاهش سولفات باعث می شود که مقدار pH آب روند صعودی نشان دهد.

با این حال، توجه به این نکته مهم است که در حالی که احیای سولفات قلیایی ایجاد می کند، محصول جانبی آن، سولفید هیدروژن، بسیار سمی است و بوی بدی دارد. در هاضم‌های بی‌هوازی یا واحدهای تصفیه بی‌هوازی، کاهش بیش از حد سولفات نه تنها منجر به مشکلات بو می‌شود، بلکه ممکن است میکروارگانیسم‌های مفیدی مانند متانوژن‌ها را نیز مهار کند و بر راندمان کلی تصفیه تأثیر بگذارد. بنابراین، در عملیات واقعی، غلظت سولفات در ورودی نیاز به نظارت و کنترل دارد.

3.2 جذب فسفر

جذب فسفر فرآیند اصلی در حذف بیولوژیکی فسفر است. در شرایط هوازی یا بدون اکسیژن، ارگانیسم های انباشته کننده پلی فسفات (PAOs) بیش از حد فسفات را از آب جذب کرده، آن را به پلی فسفات ها سنتز کرده و در سلول های خود ذخیره می کنند. به طور همزمان، آنها از پلی هیدروکسی آلکانوات ها (PHAs) ذخیره شده در سلول های خود به عنوان منبع کربن و انرژی برای رشد و تولید مثل استفاده می کنند.

در طول جذب فسفر، سلول های PAO نیاز به حفظ تعادل بار داخلی و خارجی دارند. وقتی باکتری‌های انباشته‌شده پلی‌فسفات (PAB) مقادیر زیادی فسفات با بار منفی (HPO42- یا H2PO4-) جذب می‌کنند، مواد کاتیونی مانند بی‌کربنات (HCO3-) یا یون‌های پتاسیم (فضای خارج سلولی K+) را آزاد می‌کنند. این فرآیند فیزیولوژیکی به طور مستقیم منجر به افزایش قلیایی سیستم می شود.

مکانیسم تغییرات قلیایی در واکنش های جذب فسفر

هنگامی که PAB ها فسفر را جذب می کنند، تقریباً 1 مول HCO3- به ازای هر 1 مول فسفر جذب شده (به شکل HPO42-) در فضای خارج سلولی آزاد می شود. این بدان معنی است که در مرحله هوازی یک فرآیند حذف بیولوژیکی فسفر، قلیاییت افزایش می یابد و مقدار pH بر این اساس افزایش می یابد. این یکی از دلایلی است که نشان می دهد مقدار pH در فاز هوازی یک فرآیند A²/O معمولاً کمی بیشتر از فاز بی هوازی است.

اگرچه مقدار قلیائیت تولید شده توسط جذب فسفر به اندازه نیترات زدایی قابل توجه نیست، اما سهم آن در قلیاییت در فرآیندهایی که حذف بیولوژیکی فسفر هدف اصلی است، هنوز اهمیت عملی قابل توجهی دارد. درک دقیق ویژگی‌های تغییر قلیایی واکنش جذب فسفر به بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند برای عملکرد متناوب بی‌هوازی و هوازی کمک می‌کند.

3.3 نیترات زدایی
نیترات زدایی یک مرحله کلیدی در حذف نیتروژن در طی تصفیه فاضلاب است. در شرایط بدون اکسیژن، باکتری‌های نیترات زدایی از نیترات (NO3-) یا نیتریت (NO2-) به عنوان گیرنده الکترون و مواد آلی به عنوان اهداکننده الکترون (منابع کربن) برای کاهش تدریجی نیترات به گاز نیتروژن (N2) استفاده می‌کنند که در نهایت از آب خارج می‌شود.

معادله شماتیک برای واکنش نیترات زدایی

2NO₃⁻ + 5[CH2O] + 2H⁺ → N2↑ + 5CO2 + 6H2O

نیترات زدایی "نیروی اصلی" در تولید قلیایی در طول تصفیه فاضلاب است. از نظر تئوری، کاهش 1 میلی گرم نیتروژن نیترات (NO3--N) می تواند تقریباً [مقدار از دست رفته] قلیاییت ایجاد کند (محاسبه شده به عنوان CaCO3). این مقدار در طراحی فرآیند و عملیات روزانه از ارزش مرجع قابل توجهی برخوردار است.

همانطور که از معادله واکنش مشاهده می شود، نیترات زدایی یون های هیدروژن (H+) را در آب مصرف می کند که معادل افزودن مواد قلیایی به سیستم است. بنابراین، نیترات زدایی نه تنها به طور موثر نیتروژن کل را حذف می کند، بلکه قلیایی بودن سیستم را نیز پر می کند و نقش مهمی در حفظ محیط قلیایی مورد نیاز برای واکنش های نیتریفیکاسیون بعدی دارد.

در مهندسی عملی، استفاده کامل از قلیائیت تولید شده توسط قبل از نیترات زدایی (مرحله A از فرآیند A/O) برای جبران قلیاییت مصرف شده توسط واکنش های نیتریفیکاسیون بعدی، یک استراتژی عملیاتی اقتصادی و کارآمد است. بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب با تخصیص منطقی نسبت حجمی مناطق بدون اکسیژن و هوازی به خودکفایی قلیایی دست می یابند و در نتیجه هزینه منابع کربن خارجی و معرف های قلیایی را کاهش می دهند.

نکته مهندسی: زمانی که نسبت کربن ورودی به نیتروژن (C/N) کم باشد، منبع کربن آلی مورد نیاز برای نیترات زدایی کافی نیست و تولید قلیایی نیز به همین ترتیب کاهش می یابد. در این مورد، لازم است که منابع کربن خارجی (مانند متانول، استات سدیم و غیره) را برای اطمینان از کارایی نیترات زدایی و دوباره پر کردن قلیایی در نظر بگیرید.

3.4 تجزیه مواد آلی

تخریب مواد آلی اساسی ترین فرآیند بیوشیمیایی در تصفیه فاضلاب است. خواه متابولیسم باکتری هتروتروف در شرایط هوازی باشد یا اسید{1}} در شرایط بی هوازی تخمیر تولید می کند، تجزیه مواد آلی (که به صورت COD یا BOD بیان می شود) تا حدی بر قلیایی بودن و pH سیستم تأثیر می گذارد.

در شرایط هوازی، مواد آلی اکسید شده و به دی اکسید کربن (CO2) تجزیه می شوند. CO2 در آب حل می شود و اسید کربنیک (H2CO3) را تشکیل می دهد که از نظر تئوری pH را کاهش می دهد. با این حال، از آنجایی که فرآیند هوادهی مقدار زیادی CO2 را به سطح آب می‌کشد، اثر pH خالص در مرحله هوازی به تعادل دینامیکی بین نرخ تولید CO2 و سرعت سلب بستگی دارد. تحت هوادهی کافی، pH حتی ممکن است کمی افزایش یابد.

در طی هضم بی هوازی، مواد آلی ابتدا توسط باکتری های اسیدی کننده هیدرولیتیک به اسیدهای چرب فرار (VFA) تجزیه می شوند. این مرحله منجر به کاهش pH می شود. با این حال، باکتری های متانوژن متعاقباً VFA را به متان (CH4) و CO2 تبدیل می کنند و باعث افزایش مجدد pH می شوند. اثر خالص کل فرآیند هضم بی هوازی معمولاً به صورت افزایش قلیائیت ظاهر می شود، به همین دلیل است که آبگوشت هضم بی هوازی معمولاً دارای قلیائیت و ظرفیت بافری بالایی است.

تاثیر تخریب مواد آلی بر قلیایی بودن نتیجه عوامل متعددی است و اثر خالص آن به اثرات ترکیبی عوامل مختلف مانند نوع فرآیند تصفیه، شرایط عملیاتی و ساختار جامعه میکروبی بستگی دارد.

4.1 اسیدی شدن هیدرولیز
اسیدی شدن هیدرولیز اولین مرحله تصفیه بیولوژیکی بی هوازی است. در این مرحله، مواد آلی پیچیده ماکرومولکولی (مانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها و چربی ها) توسط آنزیم های خارج سلولی به مولکول های آلی محلول کوچکتر هیدرولیز می شوند و سپس با اسیدی کردن باکتری ها به محصولات اسیدی مانند اسیدهای چرب فرار (VFAs)، الکل ها و CO2 تبدیل می شوند.

از آنجا که تجمع VFA ها مقدار زیادی یون هیدروژن (H+) آزاد می کند، فرآیند اسیدی شدن هیدرولیز به طور قابل توجهی قلیایی بودن سیستم را مصرف می کند و منجر به کاهش pH می شود. بدون کنترل مناسب، مقدار pH ممکن است به زیر 5.0 کاهش یابد، که به شدت از فعالیت باکتری های متانوژن بعدی جلوگیری می کند و حتی منجر به شکست کل سیستم تصفیه بی هوازی می شود.

ویژگی های مصرف قلیایی در هیدرولیز اسیدی شدن

میزان مصرف قلیاییت در مرحله اسیدی شدن هیدرولیز ارتباط نزدیکی با غلظت ماده آلی و فعالیت باکتری های اسیدی کننده هیدرولیتیک دارد. هر چه غلظت COD ورودی بیشتر باشد، سرعت اسیدی شدن سریعتر و مصرف قلیایی بیشتر می شود. در تصفیه فاضلاب آلی با غلظت بالا، معمولاً برای حفظ یک محیط pH مناسب در راکتور، نیاز به بازیابی قلیاییت (مثلاً با افزودن NaHCO3 یا آهک) است.

در فرآیندهای تصفیه بی هوازی مانند ABR (راکتور بافلد بی هوازی) و UASB (پتوی لجن بی هوازی بالارونده)، اسیدی شدن هیدرولیز معمولاً در همان راکتوری که فرآیند متانوژنز انجام می شود، انجام می شود. عرضه کافی قلیاییت یکی از عوامل کلیدی تضمین کننده عملکرد هماهنگ این دو فرآیند است. هنگامی که قلیائیت سیستم زیر 1000 میلی گرم در لیتر (به عنوان CaCO3) است، روند pH باید به دقت بررسی شود.

4.2 آزادسازی بی هوازی فسفر

آزادسازی بی هوازی فسفر یک مرحله ضروری در فرآیندهای حذف بیولوژیکی فسفر است. تحت شرایط کاملاً بی‌هوازی (بدون نیتروژن نیترات، بدون اکسیژن محلول)، باکتری‌های تجمع‌دهنده پلی‌فسفات (PABs) پلی‌فسفات‌های ذخیره‌شده در سلول‌های خود را تجزیه می‌کنند و فسفات‌ها را در آب آزاد می‌کنند. به طور همزمان، آنها از مواد آلی با وزن کم مولکولی{{3} جذب شده برای سنتز پلی هیدروکسی آلکانوات ها (PHAs) و ذخیره آنها در داخل سلولی استفاده می کنند و ذخایر انرژی را برای جذب بیش از حد فسفر بعدی در شرایط هوازی فراهم می کنند.

در طول آزادسازی فسفر، PPAها مقدار بی کربنات (HCO3-) را برای حفظ تعادل بار بین داخل و خارج سلول در حالی که فسفات ها را از داخل سلول آزاد می کنند، مصرف می کنند. این فرآیند مستقیماً منجر به کاهش قلیائیت سیستم و افت pH می شود.

ملاحظات کلیدی عملیاتی: اثربخشی آزادسازی فسفر بی هوازی مستقیماً کارایی جذب هوازی فسفر بعدی را تعیین می کند. اگر نیتروژن نیترات در مرحله بی هوازی وجود داشته باشد (باکتری‌های نیتروژن‌کننده ترجیحاً از منابع کربن آلی استفاده می‌کنند)، از فعالیت آزادسازی فسفر PPAs جلوگیری می‌کند و در نتیجه کارایی حذف فسفر کاهش می‌یابد. در همین حال، اگر قلیائیت مصرف شده در طول آزادسازی فسفر به موقع پر نشود، مقدار pH ممکن است به زیر محدوده بهینه برای فعالیت تجمع پلی فسفات (PAC) کاهش یابد و بر عملکرد حذف فسفر بیشتر تأثیر بگذارد.

در طراحی و بهره برداری از فرآیندهای A²/O یا اصلاح شده A²/O، زمان ماند هیدرولیکی (HRT) مرحله بی هوازی به طور کلی بین 1.5 تا 2.5 ساعت کنترل می شود. در حالی که زمان‌های ماند بیش از حد طولانی برای رهاسازی کافی فسفر مفید است، اما می‌تواند منجر به مصرف بیش از حد VFA و از دست دادن قلیایی بیش از حد شود که نیاز به معاوضه{3}}در عملیات واقعی دارد.

4.3 نیتریفیکاسیون

نیتریفیکاسیون اولین مرحله در فرآیند حذف نیتروژن تصفیه فاضلاب و همچنین واکنشی است که بیشترین میزان قلیایی را مصرف می کند. در شرایط هوازی، باکتری های اکسید کننده نیتریت (AOB) ابتدا نیتروژن آمونیاکی (NH4+) را به نیتریت (NO2-) اکسید می کنند و سپس نیترات{2}}باکتری های اکسید کننده (NOB) نیتریت را بیشتر به نیترات (NO3-) اکسید می کنند. هر دوی این واکنش ها به مقدار زیادی قلیائیت نیاز دارند.

فرآیند دو مرحله‌ای- نیتریفیکاسیون:

مرحله 1 (نیتروزاسیون): NH4⁺ + 1.5O2 → NO2- + 2H+ + H2O

مرحله 2 (نیتروزاسیون): NO2- + 0.5O2 → NO₃-

واکنش کلی: NH4⁺ + 2O2 → NO₃-+ 2H+ H2O

از معادله کلی واکنش، واضح است که به ازای هر 1 میلی گرم نیتروژن آمونیاکی (NH3{1}}N) اکسید شده، 2 مول یون هیدروژن (H+) تولید می شود که معادل مصرف تقریباً 1/3 قلیاییت (محاسبه شده به عنوان CaCO3) است. این مقدار دقیقاً دو برابر قلیائیت تولید شده توسط نیترات زدایی (3.57 میلی گرم در لیتر) است، به این معنی که بدون نیتریفیکاسیون قبلی برای پر کردن مجدد قلیاییت، نیتریفیکاسیون به سرعت ذخیره قلیایی را در سیستم تخلیه می کند.

ماهیت مصرف کننده قلیایی-نیتریفیکاسیون آن را به یک نگرانی کلیدی در بهره برداری و مدیریت بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب تبدیل می کند. هنگامی که قلیاییت ورودی برای حمایت از نیتریفیکاسیون کافی نباشد، ممکن است موارد زیر رخ دهد:

• مقدار pH به زیر 7.0 کاهش می یابد و به طور قابل توجهی فعالیت باکتری های نیتروژن کننده و میزان حذف نیتروژن آمونیاکی را کاهش می دهد.

• افزایش خطر تجمع نیتریت، که منجر به غلظت نیتروژن نیتریت پساب بیشتر می شود.

• تغییرات در غلظت آمونیاک آزاد (FA) و نیتریت آزاد (FNA) که باعث ایجاد سمیت در جامعه میکروبی می شود.

• عملکرد ضعیف ته نشینی لجن، که منجر به افزایش SS پساب می شود.

برای اطمینان از نیتریفیکاسیون موفق، قلیائیت باقیمانده در سیستم معمولاً کمتر از 70-100 میلی گرم در لیتر (به عنوان CaCO3) لازم است. در عمل، اقدامات متداول جبران قلیایی عبارتند از: استفاده از قلیاییت ایجاد شده توسط پیش{3} نیترات زدایی، افزودن بی کربنات سدیم (NaHCO3)، افزودن هیدروکسید سدیم (NaOH)، یا افزودن آهک (Ca(OH)2). در بین این روش ها، افزودن NaHCO3 بیشترین استفاده را دارد زیرا دارای قلیاییت ملایمی است و کاتیون های اضافی وارد نمی کند.

ملاحظات اقتصادی: در نظر گرفتن یک تصفیه خانه فاضلاب با ظرفیت تصفیه روزانه 100000 تن و غلظت نیتروژن آمونیاک ورودی 30 میلی گرم در لیتر به عنوان مثال، نیتریفیکاسیون کامل به تقریباً 21.4 تن قلیائیت روزانه (محاسبه شده به عنوان CaCO3) نیاز دارد. اگر NaHCO3 برای مکمل قلیایی استفاده شود، هزینه معرف روزانه می تواند به ده ها هزار یوان برسد. بنابراین، استفاده کامل از تابع جبران قلیاییت قبل از نیترات زدایی یک استراتژی کلیدی برای کاهش هزینه های عملیاتی است.

بر اساس تجزیه و تحلیل فوق، تغییرات قلیایی در یک سیستم تصفیه فاضلاب اساسا یک بازی پویا بین واکنش هایی است که قلیاییت ایجاد می کنند و واکنش هایی که قلیاییت را مصرف می کنند. قلیایی بودن سیستم

تغییر خالص را می توان با فرمول ساده شده زیر بیان کرد:

معادله تعادل قلیایی

Δ قلیاییت=Σ(قلیایی تولید شده) - Σ(قلیایی مصرف شده) + قلیائیت اضافه شده خارجی - کاهش قلیایی

در یک فرآیند معمولی A²/O، «مصرف‌کننده» اصلی قلیاییت نیتریفیکاسیون است (-7.14 میلی‌گرم در لیتر قلیاییت/میلی‌گرم NH3-N)، در حالی که «تولیدکننده» اصلی نیترات زدایی است (+3.57 میلی‌گرم در لیتر قلیاییت/میلی‌گرم NO₃--N). از آنجایی که نیترات زدایی تنها نیمی از قلیائیت مصرف شده توسط نیتریفیکاسیون را ایجاد می کند، حتی با بازگشت 100% نیتروژن کل به مایع نیتریفیکاسیون برای نیترات زدایی، کمبود خاصیت قلیایی همچنان در سیستم وجود خواهد داشت. این کمبود معمولاً با قلیاییتی که از پساب وارد می شود و با واکنشگرهای قلیایی اضافه شده خارجی جبران می شود.

درک این رابطه تعادلی اهمیت هدایت مستقیمی برای محاسبات قلیایی در طول طراحی فرآیند و بهینه سازی معرف در طول عملیات دارد. در اینجا چند پیشنهاد عملی برای مدیریت قلیایی وجود دارد:

نکات کلیدی مدیریت

پایش منظم: پایش روزانه ورودی، هر مرحله فرآیند، و مقادیر قلیایی و pH پساب، و رسم نمودارهای روند قلیایی.

طراحی نسبت رفلاکس بهینه: نسبت ریفلاکس مایع نیتریفیکاسیون را بر اساس قلیاییت ورودی و غلظت نیتروژن آمونیاکی بهینه کنید تا استفاده از قلیاییت نیترات زدایی به حداکثر برسد.

کربن کنترل شده-نسبت نیتروژن: از منبع کربن کافی در مرحله نیترات زدایی اطمینان حاصل کنید تا از کاهش تولید قلیایی به دلیل منبع کربن ناکافی جلوگیری کنید.

دوز دقیق: برای جلوگیری از مصرف بیش از حد و هدر رفتن، یک مدل دوز شیمیایی بر اساس داده‌های قلیایی{0}زمان واقعی ایجاد کنید.

به تغییرات فصلی توجه کنید: وقتی دمای آب کاهش می یابد، فعالیت باکتری های نیتریفیک کننده کاهش می یابد. پایداری pH را می توان با افزایش مناسب قلیائیت حفظ کرد.

تغییرات قلیاییت یک شاخص کیفیت دینامیک آب در تصفیه فاضلاب است. با تجزیه و تحلیل سیستماتیک تأثیر هفت واکنش بیوشیمیایی کلیدی بر قلیایی-کاهش سولفات، جذب فسفر، نیترات زدایی و تجزیه مواد آلی قلیایی ایجاد می‌کند، در حالی که اسیدی‌سازی هیدرولیز، آزادسازی فسفر بی‌هوازی و نیتریفیکاسیون، قلیایی بودن را در مراحل مختلف می‌توان مشاهده کرد{2}.

نکته قابل توجه، "مکمل بودن" قلیایی نزدیک بین نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی است: نیترات زدایی 3.57 میلی گرم در لیتر قلیاییت به ازای هر 1 میلی گرم NO3--N کاهش می یابد، در حالی که نیتریفیکاسیون 7.14 میلی گرم در لیتر قلیائیت برای هر 1 میلی گرم NH اکسید شده مصرف می کند. درک این رابطه کمی برای مدیریت موثر قلیاییت اساسی است.

در عملیات عملی، توصیه می‌شود که متخصصان محیط‌زیست نظارت بر قلیائیت را در سیستم معمول آزمایش کیفیت آب خود بگنجانند، سوابق تعادل قلیایی را ایجاد کنند، و پارامترهای عملیاتی و استراتژی‌های دوز معرف را به صورت پویا بر اساس ویژگی‌های فرآیند و تغییرات در کیفیت آب ورودی تنظیم کنند. تنها با درک کامل قوانین ذاتی حاکم بر تغییرات قلیایی می‌توانیم واقعاً به کنترل تصفیه‌شده بر روی سیستم‌های تصفیه فاضلاب دست یابیم و کیفیت بالای پساب را به طور مداوم تضمین کنیم.

قلیایی بودن، اگرچه به ظاهر ناچیز است، اما تأثیر عمیقی دارد. مانند یک "نگهبان نامرئی" در سیستم تصفیه فاضلاب عمل می کند و بی صدا محیط اسید- ضروری برای بقای میکروبی را حفظ می کند. اجازه دهید از امروز توجه بیشتری به قلیایی بودن، این پارامتر کیفیت آب به ظاهر معمولی و در عین حال بسیار حیاتی داشته باشیم و به ساختن یک سیستم تصفیه فاضلاب کارآمدتر، پایدارتر و سازگار با محیط زیست کمک کنیم.