Temperatuur
Temperatuur mängib bioloogilises kultiveerimisprotsessis otsustavat rolli. Kuigi praegu ei ole selle reoveepuhastusprojektiga veel saavutatud bioloogilise süsteemi täpset temperatuuri reguleerimist, annab temperatuuri mõõtmine ja analüüs igas bioloogilise reaktsiooni süsteemis ja igas tööetapis siiski juhised bioloogilise muda aklimatiseerumise ja kultiveerimisprotsessi jaoks. See annab aluse erinevate nähtuste selgitamiseks bioloogilise kultiveerimise protsessis ning aitab juhtkonnal ja operaatoritel teha õigeid ja õigeaegseid otsuseid süsteemi toimimise ja juhtimise kohta.
Temperatuur mõjutab oluliselt mikroorganismide aktiivsust aktiivmudas (sealhulgas anaeroobsed, fakultatiivsed ja aeroobsed protsessid) ning mõjutab ka selliseid tegureid nagu lahustunud hapnik ja aeratsiooni kiirus, aga ka bioloogiliste reaktsioonide kiirust.
Erinevat tüüpi mikroorganismid kasvavad erinevates temperatuurivahemikes, ligikaudu 5 kraadist kuni 80 kraadini. Selles temperatuurivahemikus võib need jagada minimaalseks kasvutemperatuuriks, maksimaalseks kasvutemperatuuriks ja optimaalseks kasvutemperatuuriks. Lähtudes temperatuurivahemikust, millega mikroorganismid kohanevad, võib need liigitada kolme kategooriasse: mesofiilsed, termofiilsed ja hirofiilsed.
Mesofiilsed mikroorganismid kasvavad temperatuurivahemikus 20 kraadi kuni 45 kraadi, psührofiilsed mikroorganismid alla 20 kraadi ja termofiilsed mikroorganismid üle 45 kraadi. Aeroobses bioloogilises reoveepuhastuses domineerivad mesofiilsed bakterid, mille optimaalne kasvu- ja paljunemistemperatuur on 20–37 kraadi. Kui temperatuur ületab maksimaalse kasvutemperatuuri, denatureerivad mikroorganismide valgud kiiresti ja nende ensüümsüsteemid hävivad, mille tulemuseks on aktiivsuse kadu; rasketel juhtudel võivad mikroorganismid surra. Madalad temperatuurid vähendavad mikroorganismide metaboolset aktiivsust, põhjustades kasvu ja paljunemise peatumise, kuigi nad säilitavad endiselt oma elujõu.
Anaeroobsel bioloogilisel töötlemisel on mesofiilsete metanogeenide optimaalne temperatuurivahemik 20–40 kraadi, termofiilsete bakterite puhul aga 50–60 kraadi. Anaeroobsel bioloogilisel töötlemisel kasutatakse tavaliselt temperatuure 33 kuni 38 kraadi ja 50 kraadi kuni 57 kraadi.
pH väärtus
Erinevatel mikroorganismidel on erinev pH taluvusvahemik. Näiteks bakterite, aktinomütseedide, vetikate ja algloomade pH-taluvus on 4–10. Enamik baktereid areneb hästi neutraalses kuni kergelt aluselises keskkonnas (pH 6,5–7,5); väävel-oksüdeerivad bakterid eelistavad happelist keskkonda, mille optimaalne pH on 3, kuid võivad elada ka keskkonnas, mille pH on 1,5; pärmid ja hallitusseened vajavad happelist või kergelt happelist keskkonda, mille optimaalne pH on 3,0–6,0, ja võivad kohaneda pH vahemikus 1,5–10. Optimaalse pH vahemiku säilitamine on reovee bioloogilistes puhastusprotsessides ülioluline.
Näiteks aktiivmudaprotsessi kasutamisel reovee puhastamiseks, kui aeratsioonipaagis oleva segavedeliku pH jõuab 9,0-ni, muutuvad algloomad aktiivsest loiuks, bakterihelves olevad kleepuvad ained lagunevad, rikutakse aktiivmuda struktuur ja puhastuse efektiivsus väheneb oluliselt. Kui sissevoolava pH järsult langeb, muutub aeratsioonipaagis olev seguvedelik happeliseks, muutub ka aktiivmuda struktuur ning sekundaarsesse settepaaki ilmub suur kogus ujuvat muda. Hästi-kasvatatud ja küpsed bioloogilised süsteemid taluvad tugevat lööki. Märkimisväärsed pH kõikumised võivad aga mõjutada reaktori efektiivsust ja isegi põhjustada mikroobset toksilisust, mis viib reaktori rikkeni. Seda seetõttu, et pH muutused võivad muuta raku laengut, mõjutades toitainete imendumist ja ensüümide aktiivsust mikroobide ainevahetuses.
Seetõttu on bioloogilisi süsteeme kasutavas reoveepuhastuses ülioluline tagada mikroorganismidele optimaalne pH vahemik, et tagada optimaalne töö.
Keemiline hapnikutarve (COD)
COD testimine järgib rangelt riiklikke reovee kvaliteedi analüüsi standardeid. KHT on hapniku kogus, mis kulub keemilise oksüdeerija oksüdeerimisel vees sisalduvate orgaaniliste saasteainete suhtes, väljendatuna mg/l. Kõrgem KHT näitab suuremat orgaaniliste saasteainete sisaldust vees. Tavaliselt kasutatavate oksüdeerijate hulka kuuluvad kaaliumdikromaat ja kaaliumpermanganaat. Kui oksüdeerijana kasutatakse kaaliumpermanganaati, nimetatakse mõõdetud väärtust CODMn või lihtsalt OC. Kui oksüdeerijana kasutatakse kaaliumdikromaati, nimetatakse mõõdetud väärtust CODCr või lihtsalt COD. Kui reovee orgaanilise aine koostis on suhteliselt stabiilne, on keemilise hapnikutarbe (KHT) ja biokeemilise hapnikutarbe (BOD) vahel teatud proportsionaalne seos. Üldiselt võib kaaliumdikromaadi COD ja esimese -etapi BHT vahelist erinevust umbkaudselt esitada orgaanilise ainena, mida aeroobsed mikroorganismid ei suuda lagundada.
KHT testimine ja analüüs on reoveepuhastuse kasutuselevõtu ja käitamise oluline osa. Ühelt poolt aitab see mõista iga puhastusüksuse sisse- ja heitvee tingimusi protsessivoolus, tagades stabiilse sissevoolu ning ennetades suuri kõikumisi ja süsteemi mõjusid. Teisalt, jälgides KHT muutusi sisse- ja heitvees enne ja pärast iga puhastusüksust, aitab see mõista sõlme puhastusefekti ja efektiivsust. Selle olulised funktsioonid võib kokku võtta järgmises kolmes punktis:
1. Üksikasjalike sisse- ja heitvee kontsentratsioonide tagamine, võimaldades juhtkonnal kohandada vastavalt kontsentratsioonimuutustele töötingimusi, tagades reoveepuhastussüsteemi normaalse ja stabiilse töö;
2. Olulise tehnilise näitajana, mis kajastab iga puhastusüksuse tööseisundit ja raviefektiivsust;
3. Aluse loomine kogu süsteemis esinevate erinevate nähtuste ja kõrvalekallete analüüsiks, otsustamiseks ja mõistlikuks selgitamiseks.