Réamhfhocal:
B’fhéidir gur bhain na daoine sin a d’oibrigh ar choimisiúnú córais bithcheimiceach leis an tsaincheist seo: laghdú ar pH in umair anaeróbach agus aeróbach. Is léir gur cáilíocht amhuisce go príomha is cúis leis an titim pH seo. Táirgeann substaintí áirithe san amhuisce substaintí aigéadacha nó ídíonn siad alcaileacht le linn imoibrithe anaeróbacha (amhail hidrealú agus aigéadú) nó imoibrithe aeróbach (cosúil le nítrigin), rud a fhágann titim pH.
Ar thaobh amháin, tá an titim pH seo intuartha. Mar gheall ar thuiscint shoiléir ar cháilíocht an uisce amh, breathnaítear an titim pH seo go luath i ndearadh an tionscadail cóireála fuíolluisce, agus is gnách go ndéantar dosáil alcaile a shuiteáil. D'oibrigh mé uair amháin ar thionscadal fuíolluisce ag limistéar seirbhíse mhórbhealaigh, agus d'fhoghlaim mé go raibh leibhéil an-ard nítrigine amóinia agus iomlán nítrigine san fhuíolluisce ón réimse seo. Tá sé dosheachanta go n-ídíonn próiseas nítrigine nítrigine amóinia méid suntasach alcaileachta, agus mar sin suiteáladh gléas dáileogachta alcaile roimh-. Ag an am sin, thángamar ar chás nár éirigh linn na ceimiceáin a athlánú go tráthúil, rud a d’imigh as calóga sóid loiscneach go bunúsach. Mar thoradh air sin, thit an pH ó 7.5 go 6.5 ar an gcéad lá, agus ó 6.5 go 5.5 ar an dara lá. Ag an bpointe seo, thit an córas bithcheimiceach go bunúsach, ag táirgeadh cúr suntasach agus níos mó ná caighdeáin eisilteach.
Ar an láimh eile, tá titeann pH gan choinne coitianta i ngléasraí cóireála fuíolluisce i bpáirceanna tionsclaíocha. Tá áititheoirí na bpáirceanna seo ag athrú i gcónaí, agus tá an fuíolluisce a scaoileann siad éagsúil. Ní bhreathnaíonn na hionaid chóireála fuíolluisce ar áitritheoirí na todhchaí le linn a ndeartha tosaigh. Anuraidh, thángamar ar titim pH neamhmhínithe san umar aeróbach. Ba é an chéad chéim, ar ndóigh, ná cáilíocht an tionchair a fhiosrú. Thugamar faoi deara go raibh an t-amhuisce ag cúr go héasca agus é ag dul isteach san umar rialaithe, rud a thugann le tuiscint go raibh dromchlaghníomhaithe ann. Chomh maith le pH an amhuisce a thástáil, bhí tástáil alcaileachta riachtanach freisin.
Déanfaidh an t-alt seo a leanas anailís chórasach ar na cúiseanna atá le titim pH in umair anaeróbach agus aeróbach ó thrí pheirspictíocht: meicníocht imoibrithe, meitibileacht mhiocróbach, agus fachtóirí comhshaoil.
I. Meicníochtaí Titim pH in Umair Anaeróbacha
1. Carnadh Aigéad Orgánach
Tá ceithre chéim ag díleá anaeróbach: hidrealú, aigéadú, táirgeadh aigéad aicéiteach, agus táirgeadh meatáin. Le linn na céime aigéadaithe, briseann baictéir facultative (cosúil le Clostridium) ábhar orgánach macromóilíní (carbaihiodráití agus próitéiní) ina aigéid shailleacha so-ghalaithe (VFAanna, mar aigéad aicéiteach agus aigéad propionic), alcóil, agus CO₂. Má tá ualach an chórais iomarcach nó má chuirtear bac ar ghníomhaíocht meatánaigine (m.sh., trí luaineachtaí teochta nó substaintí tocsaineacha), ní féidir VFAanna a thiontú go CH₄ agus CO₂ go pras, rud a fhágann carnadh idirmheánacha aigéadacha agus titim shuntasach sa pH (b’fhéidir faoi bhun 5.5).
2. Scriosadh an Chórais Maoláin Carbónáit
Caitear an péire maolánach bunaidh HCO₃⁻/CO₂ san fhuíolluisce faoi choinníollacha anaeróbach:
Tuaslagann CO₂ in uisce chun H₂CO₃ a fhoirmiú, a dhíscaoileann isteach i H⁺ agus HCO₃⁻;
Úsáideann meataiginí HCO₃⁻ mar fhoinse carbóin, rud a fhágann go laghdaítear an cumas maoláin.
Nuair a sháraíonn tiúchan VFA 2000 mg/L, sáraítear cumas neodraithe alcaileachta an chórais, rud a fhágann titim ghéar ar pH.
foirmiú sulfíde;
I sulfáit-ina bhfuil fuíolluisce (amhail fuíolluisce cógaisíochta agus déanta as páipéar), laghdaíonn sulfáit-baictéir a laghdaíonn SO₄²⁻ go H₂S, ídíonn alcaileacht agus scaoileann H⁺.
Cé go ngintear OH⁻ go háitiúil, tar éis H₂S a chomhcheangal le hiain mhiotail ar nós Fe²⁺ san uisce, ní leor an OH⁻ chun aigéadacht VFAanna a fhritháireamh.
II. Tiománaithe Laghdú pH i Umair Aerobic
1. Aigéadú Láidir ó Nítriú
Déantar nítrigin amóinia (NH₄⁺) a ocsaídiú go NO₃⁻ trí bhaictéir níotrósaithe (amhail Nitrosomonas) agus baictéir nítriúcháin (cosúil le Nitrobacter). I gcás gach mg de NH₄⁺-N ocsaídithe, itear 7.14 mg alcaileacht (arna thomhas mar CaCO₃) agus scaoiltear 2 aonad H⁺.
I bhfuíolluisce nítrigine ard-amóinia (amhail fuíolluisce dobharshaothraithe), féadann an pH titim faoi 1.5–2.0 aonad le linn nítriúcháin.
2. Táirgeadh Aigéad trí Bhaictéir Heitrotrófacha
Nuair a dhíscaoileann baictéir heitreatrófacha in umair aeróbach ábhar orgánach iarmharach, mura bhfuil ocsaigin tuaslagtha (DO) leordhóthanach (<2 mg/L), incomplete oxidation will occur, producing intermediates such as pyruvate and lactate. In addition, some phosphate-accumulating bacteria (such as Accumulibacter) also secrete short-chain fatty acids during the phosphate release phase.
3. Cothromaíocht Díscaoilte CO₂
Tuaslagann CO₂ a tháirgtear trí riospráid mhiocróbach in uisce chun H₂CO₃ a fhoirmiú. Nuair nach leor an déine aeraithe, ní féidir CO₂ a bhaint go héifeachtach, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar thiúchan H⁺ sa chéim leachtach.
III. Éifeachtaí sineirgisteacha agus Moltaí Rialaithe
1. Éifeachtaí Cúplála Córas Aeróbach-
Téann VFAanna san eisilteach umar anaeróbach isteach go díreach san umar aeróbach, ag méadú an t-ualach aigéadaithe.
Nuair a chuirtear an tuaslagán nítríte ar ais chuig an umar anaeróbach, ídíonn dínitriúchán NO₃⁻ ábhar orgánach ach táirgeann sé alcaileacht (méadaíonn pH 0.3-0.5). Dá bhrí sin, is gá an cóimheas athfhillte a uasmhéadú (30-70% de ghnáth).
2. Straitéis Rialaithe
Umar anaeróbach: Cuir NaHCO₃ (100-500 mg/L) leis chun alcaileacht a choinneáil; rialú a dhéanamh ar ualach orgánach (COD < 5000 mg/L); monatóireacht a dhéanamh ar ORP (-300-100 mV) chun ró-aigéadú a sheachaint.
Umar aeróbach: Coinnigh DO > 2 mg/L; insreabhadh uisce céimnithe a úsáid chun VFAanna a chaolú; agus cuir aol (Ca(OH)₂) leis chun aigéad nítreach a neodrú.
