1. Temperatura: la temperatura è un fattore ambientale importante che influenza l'intero processo di trattamento. Vari microrganismi crescono entro intervalli di temperatura specifici. L'intervallo di temperatura per il trattamento biochimico è compreso tra 10 e 40 gradi, con la temperatura ottimale tra 20 e 30 gradi. Qualsiasi microrganismo può sopravvivere solo entro un certo intervallo di temperature e può crescere e riprodursi in grandi quantità entro un intervallo di temperature adeguato. Durante la coltivazione dei fanghi, è essenziale posizionarli in condizioni di temperatura ottimali per consentire ai microrganismi di crescere al ritmo più rapido. Le temperature troppo basse o troppo alte rallenteranno il tasso metabolico e il tasso di crescita; temperature eccessivamente elevate possono essere letali per i microrganismi.
2. Valore pH: le attività vitali e il metabolismo dei microrganismi sono strettamente correlati al valore pH. Il valore di pH ottimale per la maggior parte dei batteri e dei protozoi è 6,5–7,5, in cui crescono e si riproducono meglio. Il loro intervallo di tolleranza per i valori di pH è 4-10. Nel sistema di aerazione del trattamento delle acque reflue a fanghi attivi, i batteri flocculanti, come componente principale dei fanghi attivi, possono produrre sostanze più viscose e formare una buona materia flocculante in condizioni di pH compreso tra 6,5 e 8,5.
3. Nutrienti: i microrganismi presenti nelle acque reflue assorbono continuamente i nutrienti, degradando macromolecole complesse o composti ad alta-energia in sostanze più semplici a basso-peso molecolare-o composti a bassa-energia attraverso il metabolismo di decomposizione (catabolismo) e il rilascio di energia. Attraverso l'anabolismo (assimilazione), utilizzano l'energia e le sostanze fornite dal metabolismo di decomposizione per convertirle nel proprio materiale cellulare. Allo stesso tempo, espellono i rifiuti metabolici. Acqua, fonti di carbonio, fonti di azoto, sali inorganici e fattori di crescita sono le condizioni per la crescita microbica. Le fonti di azoto e i sali inorganici contenenti fosforo- dovrebbero essere aggiunti alle acque reflue con un rapporto BOD5:N:P di 100:4:1 per creare condizioni nutritive favorevoli per la coltivazione dei fanghi attivi.
4. Solidi sospesi (SS): le acque reflue contengono una grande quantità di solidi sospesi. Il pretrattamento rimuove la maggior parte dei solidi sospesi, ma alcuni non possono essere degradati e formeranno uno strato di schiuma durante l'aerazione, ma ciò non influisce sul trattamento delle acque reflue del sistema.
5. Ossigeno disciolto (DO): i batteri biochimici ben-coltivati sono aerobici. L’ossigeno svolge due ruoli per i microrganismi aerobi:
① Agisce come accettore finale di elettroni nella respirazione;
② L'ossigeno è necessario per la biosintesi degli alcoli e degli acidi grassi insaturi. Solo l'ossigeno-solubile in acqua (ossigeno disciolto) può essere utilizzato dai microrganismi. Nella coltivazione dei fanghi attivi, l'apporto di DO (ossigeno disciolto) deve essere considerato in modo globale in base alla struttura e alla concentrazione dei fanghi attivi e alla concentrazione delle acque reflue.
Nello specifico, ciò viene determinato osservando la struttura e la maturità dei fanghi attivi al microscopio, misurando la concentrazione del liquore miscelato nella vasca di aerazione e monitorando le variazioni di CODcr nel surnatante della vasca di aerazione. Sulla base dell’esperienza, la DO è controllata a 1–2 mg/L nelle prime fasi della coltivazione. Questo perché i fiocchi batterici non hanno ancora formato una struttura flocculante; un apporto eccessivo di ossigeno aumenterà l'attività metabolica microbica, mentre un apporto insufficiente di nutrienti porterà all'ossidazione dei fanghi stessi, favorendone l'invecchiamento. Durante la fase di maturazione dei fanghi, il DO dovrebbe essere aumentato a circa 3–4 mg/L per garantire un DO sufficiente per i microrganismi all'interno dei fiocchi di fango, con conseguente buona prestazione di sedimentazione. Durante tutto il processo di coltivazione, il DO dovrebbe essere gradualmente aumentato in base allo sviluppo dei fanghi.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata per garantire che l'ossigeno disciolto (DO) non sia troppo basso. Un DO insufficiente priverà i microrganismi aerobici di sufficiente ossigeno, influenzando i loro normali modelli di crescita e riducendo la loro capacità metabolica. Allo stesso tempo, i microrganismi con requisiti di DO inferiori prolifereranno, interrompendo il normale processo biochimico di coltura batterica.
6. Concentrazione MLSS di liquori misti: i microrganismi sono il componente attivo dei fanghi biologici e il corpo principale del metabolismo della materia organica, svolgendo un ruolo importante nei processi di trattamento biologico. Il valore MLSS dei fanghi del liquore misto indica approssimativamente la quantità di microrganismi attivi. Il trattamento biologico delle acque reflue organiche ad alta-concentrazione richiede generalmente il mantenimento di un'elevata concentrazione di fanghi. Durante la messa in servizio e il funzionamento di questo progetto, l'intervallo MLSS era compreso tra 4,4 e 5,6 g/L, con un valore ottimale di circa 4,8 g/L.
7. Concentrazione di CODcr nell'affluente: la concentrazione di materia organica nell'affluente ha un impatto significativo sul trattamento.
8. Microscopia della biofase dei fanghi: i fanghi attivi si trovano in diversi stadi di crescita e vari microrganismi mostrano proporzioni diverse. I batteri svolgono le funzioni metaboliche di base della decomposizione della materia organica, mentre i protozoi (compresi i metazoi) consumano batteri liberi. Durante la messa in servizio e il funzionamento delle acque reflue, è stata osservata un'ampia varietà di microrganismi, inclusi batteri, alghe come alghe verdi, protozoi e metazoi. I protozoi includevano *Heliotropium*, *Ciclope* e *Ciclope*, mentre tra i metazoi sono stati osservati nematodi. La presenza di abbondanti ciliati sessili, come *Cyclops*, nel liquore misto durante le fasi successive della messa in servizio e del funzionamento indica che il sistema di trattamento ha una buona qualità dell'effluente.
9. Indice del volume dei fanghi (SVI): durante il normale funzionamento, l'SVI è di circa 801/mg.
