Kuinka hallita biologista vaahtoa

Ilmastussäiliöissä tai toissijaisissa sedimentaatiosäiliöissä voi ilmaantua suuri määrä rihmamaisia ​​mikro-organismeja, jotka saavat vaahdon kellumaan ja kerääntymään veden pinnalle. Tämä voi johtaa orgaanisen aineksen ja suspendoituneen kiintoaineen pitoisuuksien lisääntymiseen jätevesissä, synnyttää epämiellyttäviä hajuja tai haitallisia kaasuja, heikentää hapen siirtotehokkuutta mekaanisissa ilmastusjärjestelmissä ja aiheuttaa liiallista pintavaahtoa myöhemmän lietteen mädätyksen aikana.

Kemiallisten vaahdonestoaineiden umpimähkäistä käyttöä tulee kuitenkin välttää, kun yritetään hallita biologista vaahtoa.

Kun kaasua syötetään nesteeseen, neste laajenee ja ympäröi kaasua muodostaen vaahtoa.

Vaahdon muodostuminen ja stabiilisuus vaativat kolme olennaista ehtoa: ilmakuplat, pinta-aktiiviset aineet ja hydrofobiset hiukkaset.

Ilmakuplia syntyy pääasiassa aerobisen ilmastuksen aikana.

Pinta-aktiiviset aineet ovat peräisin sisäänvirtauksesta, ja niitä syntetisoivat myös aktiivilietteen mikro-organismit.

Biologisessa säiliössä olevat hydrofobiset hiukkaset tulevat mikro-organismeista, joiden solupinnat ovat hydrofobisia aktiivilieteessä.

Yksinkertaisin tapa on simuloida vakioilmastusnopeuksia asteikolla varustetussa sylinterissä, joka sisältää tietyn määrän aktiivilietettä, ja sitten luokitella vaahto sen tilavuuden ja ajan stabiilisuuden perusteella.

Toistuvaa vaahdotusta voidaan käyttää myös mittaamalla suspendoituneen kiintoainemassan suhde ennen ja jälkeen ilmastuksen.

Molemmat menetelmät tarjoavat nopeita tuloksia, mutta eivät välttämättä vastaa tarkasti todellisia ilmastussäiliön olosuhteita.

Solupinnan hydrofobisuustestit sisältävät mikro-organismien jakamisen vesipitoisten ja hydrofobisten faasien välillä sekaliuoksessa. Vaahdotuskyky määritetään mittaamalla vesifaasin absorbanssi ennen käsittelyä ja sen jälkeen. Tämä menetelmä toimii hyvin puhdasviljelmille, mutta siihen vaikuttavat helposti todellisen jäteveden monimutkaiset aineet.

Pintajännitysmenetelmässä hyödynnetään sitä tosiasiaa, että{0}}vaahtoa aiheuttavat bakteerit vähentävät liuoksen pintajännitystä. Tätä menetelmää voidaan soveltaa sekä varsinaiseen lietteen sekalipeään että puhdasviljelmiin, mutta tuloksiin vaikuttaa myös jäteveden koostumus.

Vaahto{0}}vaahtoindeksi arvioi vaahdon biologiset ominaisuudet käyttämällä seitsemää parametria: vaahdon väri, kuplan koko, stabiilisuus, peittoalue, filamenttibakteerien esiintyminen, vaahtokyky ja suspendoituneiden kiintoaineiden kokonaispitoisuus. Kullekin parametrille annetaan eri painot polkuanalyysin ja rakenneyhtälömallinnuksen avulla lopullisen indeksin laskemiseksi.

Vaahto{0}}vaahtoindeksi osoittaa vahvan lineaarisen korrelaation biologisen vaahtoamisen vakavuuden kanssa.

1. Nocardioid filamenttiset bakteerit

Nokardioidisia rihmamaisia ​​bakteereja pidettiin pitkään biologisen vaahdon ensisijaisena aiheuttajana. Myös muiden gram-positiivisten rihmamaisten bakteerien on havaittu aiheuttavan voimakasta lietteen bulkkia ja vaahdon kertymistä.

"Nokardioidi" viittaa rihmamaisiin bakteereihin, jotka näyttävät mikroskoopin alla aktinomykeetiltä{0}}. Ne ovat heterotrofisia, aerobisia, gram-positiivisia bakteereja, joilla on todellinen haarautuminen.

Filamentin pituus: tyypillisesti 5,0–30 μm

Leveys: noin 1,0 μm

Solut: epäsäännöllisen muotoiset, ilman արտաքին

Kasvu: liitetty kasvu, ei{0}}liikkuva

Näillä bakteereilla on vahva kyky varastoida ravinteita, minkä ansiosta ne selviytyvät ja kerääntyvät ravintoaine{0}}vaahtoympäristöissä.

Ne voivat hyödyntää monenlaisia ​​hiili-, typpi- ja fosforilähteitä, mikä antaa niille kilpailuedun-erityisesti jätevesissä, jotka sisältävät runsaasti hydrofobisia substraatteja.

2. Mikrofilamenttibakteerit

Nämä bakteerit ympäröivät aktiivilietehiukkasten sisäosia ja pintaa.

Leveys: 0,6–0,8 μm

Pituus: 50-200 μm

Ne eivät sisällä näkyviä yksittäisiä soluja filamenttien sisällä, eikä niissä ole արտաքին vaippaa. Filamentit ovat haarautumattomia ja ei--liikkuvia.

Nämä bakteerit ovat herkkiä korkeille happipitoisuuksille ja kasvavat parhaiten mikroaerobisissa olosuhteissa.

1. Lämpötila

Vaahtoutuminen osoittaa usein vuodenaikojen vaihtelua, ja lämpötila on keskeinen vaikuttava tekijä. Vaikka lämpötila ei välttämättä suoraan aiheuta vaahtoamista, se vaikuttaa muihin muuttujiin, kuten happiliukoisuuteen ja rasvaliukoisuuteen veteen.

2. Lietteen ikä

Vaahtoa aiheuttavat rihmamaiset bakteerit ovat hitaasti-kasvavia mikro-organismeja, joiden elinkaari on pitkä. Pidentynyt lietteen ikä edistää niiden kasvua.

Matalakuormitteisissa-jätevedenpuhdistamoissa, joissa on pitkät hydrauliset pidätysajat, pidennetyt ilmastusjärjestelmät ovat alttiimpia vaahtoamiselle. Kun vaahto muodostuu, sen viipymäajasta tulee riippumaton lietteen retentioajasta ilmastussäiliössä, mikä johtaa pysyvään ja vakaaseen vaahtoon.

3. pH

Yhdyskuntajäteveden pH on tyypillisesti välillä 6,0-8,0. pH:n laskeminen 5,0–5,6:een voi auttaa vähentämään vaahdon muodostumista.

Nokardioidibakteerit: optimaalinen pH ≈ 6,5

Mikrofilamenttibakteerit: optimaalinen pH 7,1–8,0

Tämä selittää, miksi puhtaan hapen ilmastusjärjestelmät ovat alttiimpia vaahtoamiselle kuin ilmastusjärjestelmät. Ilmastuksen keskimääräinen pH on noin 7,0, kun taas puhtaassa happijärjestelmissä se on lähempänä 6,5:tä.

4. Liuennut happi (DO)

Nokardioidibakteerit ovat tiukasti aerobisia eivätkä voi kasvaa anaerobisissa tai hapettomissa olosuhteissa.

Mikrofilamenttibakteerit voivat sietää laajempaa happitasoa, mutta kasvavat parhaiten alhaisessa-happipitoisuudessa (mikroaerobisissa) olosuhteissa.

Matala DO: edistää mikrofilamenttibakteerien kasvua

High DO (>6 mg/L): estää mikrofilamenttisia bakteereja

1. Fysikaaliset ja kemialliset menetelmät

Fyysiset menetelmät:

Vesiruiskutus: yksinkertainen mutta tehoton pitkällä aikavälillä-, koska järjestelmään jää hajallaan olevaa vaahtoa

Manuaalinen tai mekaaninen poisto: nostaa käyttökustannuksia ja aiheuttaa hävittämishaasteita

Kemialliset menetelmät:

Hapettimet/desinfiointiaineet: kloori, hypokloorihappo, vetyperoksidi, otsoni, kvaternaariset ammoniumsuolat

Koagulantit: polyakryyliamidi, polyalumiinikloridi, rautakloridi, rautakloridi

Nämä menetelmät tarjoavat vain väliaikaista helpotusta, koska ne eivät puutu perimmäisiin syihin. Desinfiointiaineet voivat myös vahingoittaa aktiivilietejärjestelmää tappamalla hyödyllisiä mikro-organismeja.

Vaahdonestoaineiden umpimähkäistä käyttöä ei suositella, koska ne ovat tehokkaita pääasiassa kemialliselle vaahdolle, eivät stabiilimmalle biologiselle vaahdolle.

2. Lietteen iän säätely

Lietteen retentioajan (SRT) lyhentäminen on tehokkain menetelmä biologisen vaahdon hallintaan.

Tämä lähestymistapa toimii biologisena valintamekanismina, jossa käytetään vaahdon pidempää kasvusykliä{0}}, mikä saa mikro-organismit tukahduttamaan tai poistamaan ne järjestelmästä.

3. Valitsintekniikka

Valitsimen (anaerobinen, hapeton tai aerobinen) asentaminen ennen ilmastussäiliötä voi hallita rihmamaisia ​​bakteereja tehokkaasti.

Valitsin on sekoitusvyöhyke, jossa palautettu liete on vuorovaikutuksessa sisäänvirtaavan jäteveden kanssa ennen kuin se pääsee ilmastussäiliöön. Se edistää helposti biohajoavien orgaanisten aineiden nopeaa imeytymistä.

Valitsimien toiminnot:

Edistä floc{0}}muodostavia bakteereja

Estää filamenttibakteerien kasvua

Vähennä lietteen bulkkia ja biologista vaahtoa

Hallitse mikrobipopulaatioiden jakautumista

Valitsijat voidaan luokitella:

Aerobinen

Anoksinen

Anaerobinen