Pri vsakodnevnem delovanju čistilnih naprav je postopek z aktivnim blatom najbolj razširjena tehnologija. Vendar pa se številni operaterji srečujejo s težavno težavo-pene v bioloških sistemih. Ta pena ne vpliva samo na videz vodne površine, ampak lahko povzroči tudi poslabšanje kakovosti odplak, izgubo blata, kratek-vez v sekundarnem usedalniku in dodatne stroške, kot je kemično odstranjevanje pene. Bolj zahtevno je, da so težave s peno pogosto povezane s strukturo mikrobne skupnosti; zanašanje zgolj na fizikalne ali kemične metode odstranjevanja pene brez začetka z "biološko diagnozo" je le začasna rešitev. Danes bomo začeli z mikrobiološkimi vzroki za nastanek pene v kombinaciji z operativno diagnostiko in metodami zdravljenja, ki vam bodo pomagali pri sistematičnem razumevanju in reševanju tega problema.
I. Zakaj se pena pojavi v bioloških sistemih?
Nastajanje pene ni posledica enega samega vzroka in običajno vključuje naslednje vidike:
1. Nenormalno širjenje nitastih bakterij
Vključno z Nocardia, Rhodococcus in Candida, katerih celične stene so zelo hidrofobne, zlahka adsorbirajo zračne mehurčke in jih stabilizirajo.
2. Predolg zadrževalni čas blata (SRT/MCRT)
Nitaste bakterije v staranem blatu imajo večjo konkurenčno prednost, kar vodi do tvorbe pene.
3. Neravnovesje hranil
Kadar dušika in fosforja ni dovolj ali je koncentracija organske snovi previsoka, se nitaste bakterije razmnožujejo lažje kot kosmičaste bakterije.
4. Vpliv oljnatih snovi
Nekatere nitaste bakterije imajo sposobnost razgradnje olja. Če dotok vsebuje veliko količino živalskih in rastlinskih olj, jim zagotavlja "odličen vir ogljika".
5. Neprimerni pogoji delovanja
Prekomerno prezračevanje in neustrezna zasnova recirkulacije sekundarnega usedalnika lahko povzročita lebdenje pene in poslabšanje.
Zato je penjenje hkrati biološki pojav in vprašanje upravljanja procesa.
II. Mikroskopske značilnosti tipičnih nitastih bakterij
Nitaste bakterije igrajo ključno vlogo pri nastajanju pene. Mikroskopsko opazovanje omogoča hitro "diagnozo biološke faze." Spodaj je nekaj pogostih "krivcev za peno":
1. Nocardia (Gordona amarae)
Morfološke značilnosti: Celice so gručaste in razvejane, s koti razvejanja se približujejo pravim kotom; struktura je razmeroma robustna. 1. Nevarnosti: površina ima hidrofobno voskasto plast, ki zlahka ujame in stabilizira zračne mehurčke.
Tipični scenariji: pogosto najdemo v sistemih z-odpadno vodo z visoko vsebnostjo olja in dolgo starano blato.
2. Rhodococcus sp.
Morfološke značilnosti: Celice so razvejane z ostrimi vejnimi koti.
Nevarnosti: Podobno kot Nocardia tudi adsorbira zračne mehurčke in tvori obstojno peno.
Tipični scenariji: Pogosto se pojavi sočasno z Nocardia, zlasti v -neuravnoteženih hranilnih sistemih.
3. Candida sp.
Morfološke značilnosti: verižici-, ki spominja na niz biserov.
Nevarnosti: Na površini tvori gosto, stabilno penasto plast, ki jo je težko odstraniti s sedimentacijo.
Tipični scenariji: Pogostejši, ko dotok vsebuje visoke koncentracije lahko razgradljive organske snovi.
Mikroskopsko opazovanje lahko ugotovi, ali je pena "nitasta" ali "ne{0}}nitasta", kar je ključnega pomena za nadaljnje strategije zdravljenja.
III. Diagnostični pristop za težave s peno v sistemih za biološko obdelavo
Na podlagi operativnih izkušenj in ustreznih smernic lahko diagnosticiranje težav s peno razdelimo na naslednje korake:
1. Opazovanje
Ali je pena obstojna? Ali je bel, siv ali rjav? Kakšna je debelina in pokrivna površina pene? Ali obstaja spremljevalni vonj?
2. Mikroskopski pregled
Določite vrste in številčnost nitastih bakterij. Hkrati bodite pozorni na strukturo kosmičev in aktivnost protozojev, da ocenite celotno biološko skupnost sistema.
3. Spremljanje parametrov procesa
MLSS, SVI, MCRT, razmerje F/M, raztopljeni kisik (DO) itd. Preverite prisotnost olj, površinsko aktivnih snovi ali strupenih snovi v dotoku.
4. Sistematična analiza
Na podlagi operativnih zapisov analizirajte razmerje med peno in obremenitvijo, refluksno razmerje, stopnjo prezračevanja, cikel izpusta blata itd.
IV. Metode za reševanje težav s peno
Reševanje težav s peno se ne more zanašati samo na sredstva proti penjenju; zahteva tridelni-pristop: "nadzor vira + prilagoditev procesa + kemični poseg, kadar je to potrebno." Pogosti protiukrepi so povzeti spodaj.
1. Optimizacija parametrov procesa
Nadzorujte starost blata in ustrezno skrajšajte MCRT, da preprečite prekomerno razmnoževanje nitastih bakterij. Prilagodite MLSS, da ohranite primerno koncentracijo, pri čemer se izogibajte pretirano visokim ali nizkim nivojem. Vzdržujte zadostno količino raztopljenega kisika: DO se običajno vzdržuje pri 1,0–3,0 mg/L, da se prepreči rast anaerobnih nitastih bakterij.
2. Vplivno upravljanje kakovosti vode
Za odpadno vodo, ki vsebuje visoko vsebnost olja, je treba namestiti separator olja ali flotacijski sistem, da se zmanjša "hranjenje" nitastih bakterij. Poskrbite, da bo razmerje COD:N:P približno 100:5:1, da preprečite neravnovesje hranil.
3. Fizikalni in kemični ukrepi
Površinsko pršenje/mehansko mešanje lahko zmanjša nabiranje pene, vendar je to začasna rešitev. Dodajanje klora ali selektivnih baktericidov, kot je natrijev hipoklorit, je možno, vendar je treba odmerjanje skrbno nadzorovati, da ne bi vplivali na aktivno blato kot celoto. Dodajanje sredstev proti penjenju je primerno za kratkoročno-lajšanje, dolgoročno-zanašanje pa ni priporočljivo.
4. Biološka regulacija
S prilagoditvijo razmerja F/M in SRT lahko postanejo prevladujoče flokulentne bakterije in praživali, s čimer se zatrejo nitaste bakterije. Če se nitaste bakterije v sistemu pretirano razmnožijo, pride v poštev inokulacija z aktivnim blatom, sestavljenim predvsem iz zdravih kosmičev.
Zaključek
Težave z meglenjem v bioloških sistemih so v bistvu manifestacija mikrobnega ekološkega neravnovesja. Z biofazno diagnostiko lahko hitro prepoznamo krivca in le s kombinacijo optimizacije procesa in operativnega vodenja lahko problem temeljito rešimo. Za operaterje na prvi liniji bo obvladovanje veščin mikroskopskega opazovanja in razmišljanja o diagnostiki procesov močno izboljšalo njihovo sposobnost reševanja kompleksnih problemov. Čiščenje odpadne vode ni le kombinacija kemije in fizike, ampak tudi svet mikroorganizmov. Razumevanje njihovih "ekoloških pravil" je bistveno za resnično obvladovanje tega sistema.