În funcționarea zilnică a stațiilor de epurare a apelor uzate, procesul cu nămol activ este cea mai utilizată tehnologie. Cu toate acestea, mulți operatori întâmpină o problemă cu spumă-în sistemele biologice. Această spumă nu afectează numai aspectul suprafeței apei, dar poate duce și la deteriorarea calității efluentului, pierderea nămolului, scurt-circuitarea în rezervorul de sedimentare secundar și costuri suplimentare, cum ar fi eliminarea spumei chimice. Mai dificil este faptul că problemele spumei sunt adesea legate de structura comunității microbiene; a te baza doar pe metode fizice sau chimice de despumare fara a incepe cu „diagnostic biologic” este doar o solutie temporara. Astăzi, vom începe cu cauzele microbiologice ale spumei, combinate cu metode de diagnostic și tratament operațional, pentru a vă ajuta să înțelegeți și să rezolvați sistematic această problemă.
I. De ce apare spuma în sistemele biologice?
Generarea spumei nu se datorează unei singure cauze și implică de obicei următoarele aspecte:
1. Proliferarea anormală a bacteriilor filamentoase
Inclusiv Nocardia, Rhodococcus și Candida, ai căror pereți celulari sunt foarte hidrofobi, absorbând ușor bulele de aer și stabilizându-le.
2. Timp de retenție a nămolului excesiv de lung (SRT/MCRT)
Bacteriile filamentoase din nămolul îmbătrânit au un avantaj competitiv mai mare, ceea ce duce la formarea spumei.
3. Dezechilibru nutritiv
Când azotul și fosforul sunt insuficiente sau concentrația de materie organică este prea mare, bacteriile filamentoase proliferează mai ușor decât bacteriile floculente.
4. Influența substanțelor uleioase
Unele bacterii filamentoase au capacitatea de a degrada uleiurile. Dacă influentul conține o cantitate mare de uleiuri animale și vegetale, le oferă o „sursă excelentă de carbon”.
5. Condiții de funcționare necorespunzătoare
Aerarea excesivă și proiectarea incorectă a recircularei rezervorului de decantare secundar pot duce, de asemenea, la plutirea și exacerbarea spumei.
Prin urmare, spumarea este atât un fenomen biologic, cât și o problemă de management al procesului.
II. Caracteristicile microscopice ale bacteriilor filamentoase tipice
Bacteriile filamentoase joacă un rol crucial în formarea spumei. Observația microscopică permite o „diagnostic de fază biologică” rapidă. Mai jos sunt câțiva „vinovați de spumă” obișnuiți:
1. Nocardie (Gordona amarae)
Caracteristici morfologice: Celulele sunt grupate și ramificate, cu unghiuri de ramificare care se apropie de unghiurile drepte; structura este relativ robustă. 1. Pericole: suprafața are un strat ceros hidrofob, care prinde și stabilizează cu ușurință bulele de aer.
Scenarii tipice: se găsesc în mod obișnuit în sistemele cu ape uzate-de petrol și nămol îndelungat.
2. Rhodococcus sp.
Caracteristici morfologice: Celulele sunt ramificate cu unghiuri de ramificare ascuțite.
Pericole: asemănător cu Nocardia, acesta absoarbe și bulele de aer, formând spumă persistentă.
Scenarii tipice: apare adesea simultan cu Nocardia, în special în sistemele dezechilibrate de nutrienți-.
3. Candida sp.
Caracteristici morfologice: asemănător-un lanț, care seamănă cu un șir de perle.
Pericole: Formează un strat gros, stabil de spumă pe suprafață, care este greu de îndepărtat prin sedimentare.
Scenarii tipice: Mai frecvente atunci când influentul conține concentrații mari de materie organică ușor degradabilă.
Observația microscopică poate determina dacă spuma este „filamentoasă” sau „non-filamentoasă”, ceea ce este crucial pentru strategiile de tratament ulterioare.
III. Abordare de diagnosticare a problemelor cu spuma în sistemele de tratare biologică
Pe baza experienței operaționale și a liniilor directoare relevante, diagnosticarea problemelor cu spuma poate fi împărțită în următorii pași:
1. Observație
Este spuma persistentă? Este alb, gri sau maro? Care este grosimea și aria de acoperire a spumei? Există un miros însoțitor?
2. Examen microscopic
Determinați tipurile și abundența bacteriilor filamentoase. Simultan, acordați atenție structurii flocului și activității protozoarelor pentru a evalua comunitatea biologică generală a sistemului.
3. Monitorizarea parametrilor de proces
MLSS, SVI, MCRT, raport F/M, oxigen dizolvat (DO), etc. Verificați prezența uleiurilor, agenților tensioactivi sau a substanțelor toxice în afluent.
4. Analiza sistematică
Pe baza înregistrărilor operaționale, analizați relația dintre spumă și sarcină, raportul de reflux, rata de aerare, ciclul de evacuare a nămolului etc.
IV. Metode de tratare a problemelor cu spuma
Rezolvarea problemelor legate de spuma nu se poate baza doar pe antispumante; necesită o abordare în trei-: „controlul sursei + ajustarea procesului + intervenția chimică atunci când este necesar”. Contramăsurile comune sunt rezumate mai jos.
1. Optimizarea parametrilor de proces
Controlați vârsta nămolului și scurtați în mod corespunzător MCRT pentru a preveni proliferarea excesivă a bacteriilor filamentoase. Ajustați MLSS pentru a menține o concentrație rezonabilă, evitând niveluri excesiv de ridicate sau scăzute. Menține suficient oxigen dizolvat: DO este în general menținut la 1,0 ~ 3,0 mg/L pentru a preveni creșterea bacteriilor filamentoase anaerobe.
2. Influent managementul calității apei
Pentru apele uzate care conțin niveluri ridicate de ulei, trebuie instalat un separator de ulei sau un sistem de flotație pentru a reduce „alimentarea” bacteriilor filamentoase. Asigurați-vă că raportul COD:N:P este menținut la aproximativ 100:5:1 pentru a preveni dezechilibrul nutrițional.
3. Măsuri fizice și chimice
Pulverizarea de suprafață/agitarea mecanică poate reduce acumularea de spumă, dar aceasta este o soluție temporară. Este posibilă adăugarea de clor sau bactericide selective, cum ar fi hipocloritul de sodiu, dar dozarea trebuie controlată cu atenție pentru a evita impactul nămolului activat în ansamblu. Adăugarea de antispumante este potrivită pentru ameliorarea-pe termen scurt, dar încrederea pe termen lung-nu este recomandabilă.
4. Reglementarea biologică
Prin ajustarea raportului F/M și a SRT, bacteriile floculente și protozoarele pot deveni dominante, suprimând astfel bacteriile filamentoase. Dacă bacteriile filamentoase proliferează excesiv în sistem, se poate lua în considerare inocularea cu nămol activat compus în principal din flocuri sănătoase.
Concluzie
Problemele de aburire în sistemele biologice sunt în esență o manifestare a dezechilibrului ecologic microbian. Prin diagnosticarea biofazei, putem identifica rapid vinovatul și doar combinând optimizarea procesului și managementul operațional poate fi rezolvată în mod fundamental problema. Pentru operatorii din prima linie, stăpânirea abilităților de observare microscopică și gândirea de diagnosticare a proceselor le va îmbunătăți considerabil capacitatea de a rezolva probleme complexe. Tratarea apelor uzate nu este doar o combinație de chimie și fizică, ci și o lume a microorganismelor. Înțelegerea „regulilor lor ecologice” este esențială pentru a stăpâni cu adevărat acest sistem.