W codziennej pracy oczyszczalni ścieków instalacja osadu czynnego jest dość „delikatnym” elementem. Nawet niewielkie przeciążenie ścieków może łatwo spowodować jego nieprawidłowe działanie lub awarię, a w poważnych przypadkach może całkowicie przestać działać. Dzisiaj omówimy, jak ożywić system osadu czynnego, który uległ awarii z powodu szoku wywołanego dużym obciążeniem.
Po pierwsze, ważne jest, aby zrozumieć, co oznacza wstrząs przy dużym obciążeniu. Zasadniczo odnosi się to do nagłego wzrostu stężenia substancji zanieczyszczających, takich jak materia organiczna i azot amonowy, w dopływie w krótkim czasie lub nagłego wzrostu objętości wody przekraczającej zdolność oczyszczania osadu czynnego. W takich warunkach cierpią mikroorganizmy w osadzie — w czasie rozwoju zostają nagle przeciążone „pożywieniem”, co albo zakłóca ich metabolizm, albo nie dostosowuje się do drastycznych zmian środowiskowych, co prowadzi do masowego wymierania. Widoczna jest także awaria osadu, na przykład gwałtowny spadek jakości ścieków przy poziomie ChZT i azotu amonowego; ciemny, śmierdzący osad w zbiorniku napowietrzającym; pogorszona wydajność osiadania z nieprawidłowym wzrostem lub spadkiem wartości SV30; a nawet flotację osadu w osadniku wtórnym.
Po odkryciu, że osad został przytłoczony wstrząsem pod dużym obciążeniem i „wyłączony”, pierwszym krokiem nie jest wpadanie w panikę, ale natychmiastowe odcięcie źródła wstrząsu. W tym momencie należy szybko wyregulować dopływ — albo skierować ścieki o wysokim stężeniu, aby zapobiec ich dalszemu przedostawaniu się do zbiornika napowietrzającego, albo zmniejszyć objętość dopływu, aby dać systemowi osadu szansę na regenerację. Jeżeli zakład posiada awaryjny zbiornik magazynowy, należy przenieść tam ścieki szokowe do tymczasowego magazynowania do czasu, aż wydajność późniejszego oczyszczania zostanie nadrobiona, a następnie powoli je pobierać. Głównym celem jest tutaj minimalizacja strat i zapobieganie dalszemu pogarszaniu się stanu systemu osadowego pod wpływem szoku.
Następnie nadszedł czas, aby „zmniejszyć obciążenie” osadu, umożliwiając regenerację mikroorganizmom, które przeżyły. Najprostszym podejściem jest zwiększenie intensywności napowietrzania i podniesienie stężenia rozpuszczonego tlenu w zbiorniku napowietrzającym. W przypadku szoku wywołanego dużym obciążeniem mikroorganizmy pracują w godzinach nadliczbowych, rozkładając materię organiczną, co prowadzi do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na tlen. Środowisko o niskiej zawartości tlenu przyspiesza ich śmierć. Utrzymanie poziomu DO na poziomie 2–4 mg/l zapewnia mikroorganizmom wystarczającą ilość tlenu, pomagając im przetrwać kryzys. Ponadto częściowe usunięcie poważnie uszkodzonego osadu i uzupełnienie go świeżym, wysoce aktywnym osadem — na wzór „transfuzji krwi” — może przyspieszyć regenerację. Jeżeli w oczyszczalni brakuje osadu zapasowego, w sytuacjach awaryjnych szczególnie skuteczne okazuje się zapożyczanie z pobliskich, dobrze działających oczyszczalni ścieków.
Następnie należy wyregulować jakość środowiska wodnego w zbiorniku napowietrzającym, aby stworzyć komfortowe warunki życia dla mikroorganizmów. Wstrząs wywołany dużym obciążeniem często prowadzi do poważnych wahań poziomu pH, a środowiska zbyt kwaśne lub zasadowe mogą hamować aktywność drobnoustrojów. W tym momencie należy dodać regulatory kwasowo-zasadowe, aby utrzymać pH w odpowiednim zakresie 6,5 do 8,5. Dodatkowo należy monitorować stosunek składników odżywczych w wodzie, ponieważ rozwój drobnoustrojów wymaga węgla, azotu i fosforu w proporcji około 100:5:1. Jeśli równowaga zostanie zakłócona, należy dodać składniki odżywcze, takie jak mocznik i diwodorofosforan potasu, aby zapewnić mikroorganizmom wystarczającą ilość „pokarmu” do reprodukcji.
Gdy układ osadowy wykazuje niewielką poprawę, można stopniowo zwiększać ładunek dopływu, aby go przywrócić. Proces ten należy przeprowadzać krok po kroku, unikając nagłego wzrostu zarówno natężenia przepływu, jak i stężenia, ponieważ mogłoby to łatwo spowodować wtórny wstrząs. Ładunek można zwiększać o 10–20% dziennie, ściśle monitorując kluczowe wskaźniki, takie jak SV30, MLSS, ChZT na ściekach i azot amonowy. Jeśli jakość ścieków pozostaje stabilna, a wydajność osadu poprawia się, oznacza to, że kierunek odzysku jest prawidłowy. Jeśli wskaźniki ponownie się pogorszą, należy natychmiast zmniejszyć obciążenie i skonsolidować system na kilka dni.
Na koniec należy zwrócić uwagę na kluczową kwestię: w fazie ożywienia gospodarczego należy prowadzić codzienne ścisłe monitorowanie, aby śledzić zmiany we wszystkich istotnych danych. Codzienne pomiary powinny obejmować MLSS, MLVSS, DO i pH w zbiorniku napowietrzającym, a także SV30, SVI w osadniku wtórnym, wraz z ChZT, azotem amonowym, azotem całkowitym i fosforem całkowitym zarówno na dopływie, jak i na wylocie. Dane te wyraźnie wskazują postęp odzyskiwania osadu, umożliwiając terminowe dostosowanie strategii operacyjnych. Ponadto, gdy system się w pełni ustabilizuje, konieczny jest dokładny przegląd przyczyn wpływu dużego obciążenia – czy problemy wynikają z etapu wstępnego oczyszczania, czy z nielegalnego odprowadzania ścieków o wysokim stężeniu przez obiekty znajdujące się na górnym biegu rzeki. Aby uniknąć ponownego wystąpienia podobnych incydentów w przyszłości, należy wdrożyć ukierunkowane środki zapobiegawcze, takie jak unowocześnienie procesów obróbki wstępnej i instalacja sprzętu monitorującego online.
Odzysk systemu osadu czynnego przypomina proces gojenia się choroby – najpierw należy złagodzić szkody, następnie uregulować stan, stopniowo uzupełniać, a na końcu wdrożyć środki zapobiegawcze. Jeśli każdy etap zostanie odpowiednio i cierpliwie wykonany, nawet osad, który stanie się nieskuteczny w wyniku oddziaływania dużego obciążenia, może odzyskać swoją aktywność i nadal pomagać w oczyszczaniu ścieków.
