U svakodnevnom radu postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, proces aktivnog mulja je najraširenija tehnologija. Međutim, mnogi operateri nailaze na problematičan problem-pjene u biološkim sistemima. Ova pjena ne utiče samo na izgled površine vode, već može dovesti i do pogoršanja kvaliteta otpadnih voda, gubitka mulja, kratkog-spajanja u sekundarnom taložniku i dodatnih troškova kao što je hemijsko otpjenjenje. Izazovnije je to što su problemi s pjenom često povezani sa strukturom mikrobne zajednice; oslanjanje isključivo na fizičke ili hemijske metode uklanjanja pjene bez započinjanja "biološke dijagnoze" samo je privremeno rješenje. Danas ćemo početi s mikrobiološkim uzrocima pjene, u kombinaciji s operativnom dijagnozom i metodama liječenja, kako bismo vam pomogli da sistematski shvatite i riješite ovaj problem.
I. Zašto se pjena pojavljuje u biološkim sistemima?
Stvaranje pjene nije uzrokovano jednim uzrokom i obično uključuje sljedeće aspekte:
1. Abnormalna proliferacija filamentoznih bakterija
Uključujući Nocardia, Rhodococcus i Candida, čiji su ćelijski zidovi visoko hidrofobni, lako adsorbiraju mjehuriće zraka i stabiliziraju ih.
2. Previše dugo vrijeme zadržavanja mulja (SRT/MCRT)
Filamentne bakterije u ostarjelom mulju imaju veću konkurentsku prednost, što dovodi do stvaranja pjene.
3. Neravnoteža nutrijenata
Kada su dušik i fosfor nedovoljni ili je koncentracija organske tvari previsoka, filamentne bakterije se razmnožavaju lakše od flokulantnih bakterija.
4. Utjecaj uljnih supstanci
Neke filamentne bakterije imaju sposobnost razgradnje ulja. Ako influent sadrži veliku količinu životinjskih i biljnih ulja, on im pruža "izvrstan izvor ugljika".
5. Nepravilni radni uslovi
Prekomjerna aeracija i nepravilan dizajn recirkulacije sekundarnog taložnika također mogu dovesti do plutanja pjene i pogoršanja.
Stoga je pjenjenje i biološki fenomen i problem upravljanja procesom.
II. Mikroskopske karakteristike tipičnih filamentoznih bakterija
Filamentne bakterije igraju ključnu ulogu u stvaranju pjene. Mikroskopsko posmatranje omogućava brzu "dijagnozu biološke faze". Ispod su neki uobičajeni "krivci za pjenu":
1. Nocardia (Gordona amarae)
Morfološke karakteristike: Ćelije su grupisane i razgranate, sa uglovima grananja koji se približavaju pravim uglovima; struktura je relativno robusna. 1. Opasnosti: Površina ima hidrofobni voštani sloj, koji lako hvata i stabilizuje mjehuriće zraka.
Tipični scenariji: Obično se nalaze u sistemima sa visokim-otpadnim vodama ulja i dugim starenjem mulja.
2. Rhodococcus sp.
Morfološke karakteristike: Ćelije su razgranate sa oštrim uglovima grananja.
Opasnosti: Slično kao Nocardia, takođe adsorbuje mehuriće vazduha, formirajući postojanu penu.
Tipični scenariji: Često se javlja istovremeno sa Nocardia, posebno u sistemima{0}}neuravnoteženim nutrijentima.
3. Candida sp.
Morfološke karakteristike: nalik na lanac-, nalik na niz bisera.
Opasnosti: Formira debeo, stabilan sloj pjene na površini koji se teško uklanja sedimentacijom.
Tipični scenariji: Češći kada influent sadrži visoke koncentracije lako razgradivih organskih tvari.
Mikroskopskim posmatranjem može se utvrditi da li je pjena "filamentozna" ili "ne-filamentozna", što je ključno za kasnije strategije tretmana.
III. Dijagnostički pristup za probleme s pjenom u sistemima biološkog tretmana
Na osnovu radnog iskustva i relevantnih smjernica, dijagnosticiranje problema s pjenom može se podijeliti u sljedeće korake:
1. Zapažanje
Je li pjena postojana? Da li je bijela, siva ili smeđa? Koja je debljina i površina pokrivanja pjene? Postoji li prateći miris?
2. Mikroskopsko ispitivanje
Odredite vrste i brojnost filamentoznih bakterija. Istovremeno, obratite pažnju na strukturu floka i aktivnost protozoa da biste procenili ukupnu biološku zajednicu sistema.
3. Praćenje parametara procesa
MLSS, SVI, MCRT, F/M odnos, rastvoreni kiseonik (DO), itd. Proverite prisustvo ulja, surfaktanata ili toksičnih supstanci u influentu.
4. Sistematska analiza
Na osnovu operativnih zapisa analizirajte odnos između pjene i opterećenja, omjera refluksa, brzine aeracije, ciklusa pražnjenja mulja itd.
IV. Metode za rješavanje problema s pjenom
Rješavanje problema s pjenom ne može se oslanjati samo na sredstva protiv pjene; zahtijeva tro-pristup: "kontrola izvora + prilagođavanje procesa + hemijska intervencija kada je to potrebno." Uobičajene protumjere su sažete u nastavku.
1. Optimizacija parametara procesa
Kontrolišite starost mulja i na odgovarajući način skratite MCRT da biste sprečili prekomernu proliferaciju filamentoznih bakterija. Podesite MLSS kako biste održali razumnu koncentraciju, izbjegavajući pretjerano visoke ili niske razine. Održavajte dovoljno otopljenog kisika: DO se općenito održava na 1,0~3,0 mg/L kako bi se spriječio rast anaerobnih filamentoznih bakterija.
2. Upravljanje kvalitetom uticajne vode
Za otpadne vode koje sadrže visok nivo ulja, potrebno je instalirati separator ulja ili sistem flotacije kako bi se smanjilo "hranjenje" filamentoznih bakterija. Osigurajte da se omjer COD:N:P održava na približno 100:5:1 kako biste spriječili neravnotežu nutrijenata.
3. Fizičke i hemijske mjere
Površinsko prskanje/mehaničko miješanje može smanjiti nakupljanje pjene, ali ovo je privremeno rješenje. Dodavanje hlora ili selektivnih baktericida, kao što je natrijum hipohlorit, je moguće, ali doziranje se mora pažljivo kontrolirati kako bi se izbjeglo djelovanje na aktivni mulj u cjelini. Dodavanje sredstava protiv pjene je pogodno za kratkoročno-olakšanje, ali dugotrajno-uzdanje nije preporučljivo.
4. Biološka regulacija
Podešavanjem F/M omjera i SRT-a, flokulantne bakterije i protozoe mogu postati dominantne, čime se potiskuju filamentne bakterije. Ako se filamentne bakterije prekomjerno razmnožavaju u sistemu, može se razmotriti inokulacija aktivnim muljem koji se prvenstveno sastoji od zdravih flokula.
Zaključak
Problemi zamagljivanja u biološkim sistemima su u suštini manifestacija mikrobne ekološke neravnoteže. Biofaznom dijagnostikom možemo brzo identificirati krivca, a samo kombinacijom optimizacije procesa i operativnog upravljanja problem može biti temeljno riješen. Za operatere na prvoj liniji, ovladavanje vještinama mikroskopskog posmatranja i procesno dijagnostičko razmišljanje uvelike će poboljšati njihovu sposobnost rješavanja složenih problema. Prečišćavanje otpadnih voda nije samo kombinacija hemije i fizike, već i svijet mikroorganizama. Razumijevanje njihovih "ekoloških pravila" je neophodno za istinsko ovladavanje ovim sistemom.