Как да контролираме биологичната пяна

В аерационните резервоари или резервоарите за вторично утаяване могат да се появят голям брой нишковидни микроорганизми, което води до изплуване на пяна и натрупване на повърхността на водата. Това може да доведе до повишени концентрации на органична материя и суспендирани твърди частици в отпадъчните води, да генерира неприятни миризми или вредни газове, да намали ефективността на преноса на кислород в системите за механична аерация и да причини прекомерна повърхностна пяна по време на последващото смилане на утайката.

Въпреки това, безразборното използване на химически пеногасители трябва да се избягва, когато се опитвате да контролирате биологичната пяна.

Когато газът се въведе в течност, течността се разширява и обгражда газа, образувайки пяна.

Образуването и стабилността на пяната изискват три основни условия: въздушни мехурчета, повърхностно активни вещества и хидрофобни частици.

Въздушните мехурчета се генерират главно по време на аеробна аерация.

Повърхностноактивните вещества произхождат от входящия поток и също се синтезират от микроорганизми в активната утайка.

Хидрофобните частици в биологичния резервоар идват от микроорганизми с хидрофобни клетъчни повърхности, присъстващи в активната утайка.

Най-простият метод е да се симулират стандартни скорости на аериране в градуиран цилиндър, съдържащ определен обем активна утайка, и след това да се класифицира пяната въз основа на нейния обем и стабилност във времето.

Повтарящата се флотация може също да се използва чрез измерване на съотношението на масата на суспендирани твърди вещества преди и след аериране.

И двата метода дават бързи резултати, но може да не представят точно действителните условия на аерационния резервоар.

Тестовете за хидрофобност на клетъчната повърхност включват разпределяне на микроорганизми между водна и хидрофобна фаза в смесен разтвор. Капацитетът на пенообразуване се определя чрез измерване на абсорбцията на водната фаза преди и след обработката. Този метод работи добре за чисти култури, но лесно се влияе от сложни вещества в истинската отпадъчна вода.

Методът на повърхностното напрежение използва факта, че бактериите-, причиняващи пяна, намаляват повърхностното напрежение на разтвора. Този метод може да се приложи както към действителна смесена луга, така и към чисти култури, но резултатите също се влияят от състава на отпадъчните води.

Индексът на -пяната оценява биологичните характеристики на пяната, като използва седем параметъра: цвят на пяната, размер на мехурчетата, стабилност, площ на покритие, наличие на нишковидни бактерии, потенциал за пенообразуване и общо съдържание на суспендирани твърди вещества. На всеки параметър се присвояват различни тегла, като се използва анализ на пътя и моделиране на структурни уравнения за изчисляване на крайния индекс.

Индексът-за измет на пяна показва силна линейна корелация с тежестта на биологичното разпенване.

1. Нокардиоидни филаментозни бактерии

Дълго време нокардиоидните филаментозни бактерии се смятаха за основна причина за биологична пяна. Други Грам-положителни филаментозни бактерии също са идентифицирани като допринасящи за силно натрупване на утайки и натрупване на пяна.

„Нокардиоид“ се отнася до нишковидни бактерии с вид-подобен на актиномицет под микроскоп. Те са хетеротрофни, аеробни, Грам-положителни бактерии с истинско разклонение.

Дължина на нишката: обикновено 5,0–30 μm

Ширина: около 1,0 μm

Клетки: неправилна форма, без արտաքին обвивка

Растеж: прикрепен растеж, неподвижен-

Тези бактерии имат силен капацитет да съхраняват хранителни вещества, което им позволява да оцелеят и да се натрупват в среда с ограничено{0}}хранително съдържание на пяна.

Те могат да използват широка гама от източници на въглерод, азот и фосфор, което им дава конкурентно предимство-особено в отпадъчни води, съдържащи изобилие от хидрофобни субстрати.

2. Микрофиламентни бактерии

Тези бактерии обграждат вътрешността и повърхността на активната утайка.

Ширина: 0,6–0,8 μm

Дължина: 50–200 μm

Те не съдържат видими отделни клетки във влакната и им липсва արտաքին обвивка. Нишките са неразклонени и не-подвижни.

Тези бактерии са чувствителни към високи концентрации на кислород и растат най-добре при микроаеробни условия.

1. Температура

Разпенването често показва сезонни колебания, като температурата е ключов влияещ фактор. Въпреки че температурата може да не причинява пряко образуване на пяна, тя засяга други променливи, като например разтворимостта на кислород и разтворимостта на липиди във вода.

2. Утайка Възраст

Нишковидните-бактерии, причиняващи пяна, са бавно{1}}растящи микроорганизми с дълъг жизнен цикъл. Удължената възраст на утайката насърчава растежа им.

В пречиствателните-пречиствателни станции за отпадъчни води с ниско{0}}натоварване с дълги хидравлични времена на задържане системите с удължена аерация са по-склонни към образуване на пяна. След като се образува пяна, нейното време на задържане става независимо от времето на задържане на утайката в аерационния резервоар, което води до устойчива и стабилна пяна.

3. pH

Общинските отпадъчни води обикновено имат pH между 6,0 и 8,0. Намаляването на pH до 5,0–5,6 може да помогне за намаляване на образуването на пяна.

Нокардиоидни бактерии: оптимално pH ≈ 6,5

Микрофиламентни бактерии: оптимално pH 7,1–8,0

Това обяснява защо системите за аериране с чист кислород са по-склонни към образуване на пяна от системите за аериране с въздух. Средното pH при аериране на въздуха е около 7,0, докато в системите с чист кислород е по-близо до 6,5.

4. Разтворен кислород (DO)

Нокардиоидните бактерии са строго аеробни и не могат да растат при анаеробни или аноксични условия.

Микрофиламентните бактерии могат да понасят по-широк диапазон от нива на кислород, но растат най-добре при ниски{0}}кислородни (микроаеробни) условия.

Нисък DO: благоприятства растежа на микрофиламентни бактерии

High DO (>6 mg/L): инхибира микрофиламентните бактерии

1. Физикохимични методи

Физически методи:

Водно пръскане: просто, но неефективно в дългосрочен-срочен план, тъй като диспергираната пяна остава в системата

Ръчно или механично отстраняване: увеличава оперативните разходи и създава предизвикателства при изхвърлянето

Химични методи:

Окислители/дезинфектанти: хлор, хипохлориста киселина, водороден пероксид, озон, кватернерни амониеви соли

Коагуланти: полиакриламид, полиалуминиев хлорид, железен хлорид, железен хлорид

Тези методи осигуряват само временно облекчение, тъй като не се справят с основните причини. Дезинфектантите също могат да увредят системата с активна утайка, като убият полезните микроорганизми.

Не се препоръчва безразборно използване на пеногасители, тъй като те са ефективни главно за химическа пяна, а не за по-стабилната биологична пяна.

2. Контролиране на възрастта на утайките

Намаляването на времето за задържане на утайката (SRT) е най-ефективният метод за контролиране на биологичната пяна.

Този подход действа като механизъм за биологична селекция, като използва по-дългия цикъл на растеж на пяната-, което кара микроорганизмите да ги потискат или елиминират от системата.

3. Селекторна технология

Инсталирането на селектор (анаеробен, аноксичен или аеробен) преди аерационния резервоар може ефективно да контролира нишковидните бактерии.

Селекторът е смесителна зона, където върнатата утайка взаимодейства с входящата отпадъчна вода, преди да влезе в аерационния резервоар. Той насърчава бързото усвояване на лесно биоразградими органични вещества.

Функции на селекторите:

Насърчаване на фло{0}}образуващите бактерии

Потискат растежа на филаментозни бактерии

Намалете образуването на утайки и биологичната пяна

Контролирайте разпределението на микробната популация

Селекторите могат да бъдат класифицирани в:

Аеробика

Аноксичен

Анаеробни