В повседневной работе очистных сооружений процесс с активным илом является наиболее широко используемой технологией. Однако многие операторы сталкиваются с неприятной проблемой-пены в биологических системах. Эта пена не только ухудшает внешний вид поверхности воды, но также может привести к ухудшению качества сточных вод, потере осадка, короткому-замыканию во вторичном отстойнике и дополнительным расходам, например, на химическое пеногашение. Более сложным является то, что проблемы с пеной часто связаны со структурой микробного сообщества; полагаться исключительно на физические или химические методы удаления пены, не начиная с «биологической диагностики», является лишь временным решением. Сегодня мы начнем с микробиологических причин появления пены в сочетании с методами оперативной диагностики и лечения, чтобы помочь вам системно понять и решить эту проблему.
I. Почему в биологических системах появляется пена?
Образование пены не связано с какой-то одной причиной и обычно включает в себя следующие аспекты:
1. Аномальное размножение нитчатых бактерий.
В том числе Nocardia, Rhodococcus и Candida, клеточные стенки которых обладают высокой гидрофобностью, легко адсорбируют пузырьки воздуха и стабилизируют их.
2. Чрезмерно длительное время удержания осадка (SRT/MCRT)
Нитчатые бактерии в старом иле имеют большее конкурентное преимущество, что приводит к образованию пены.
3. Дисбаланс питательных веществ
При недостатке азота и фосфора или слишком высокой концентрации органических веществ нитчатые бактерии размножаются легче, чем хлопьевидные.
4. Влияние маслянистых веществ
Некоторые нитчатые бактерии обладают способностью разлагать масла. Если приток содержит большое количество животных и растительных масел, он является «отличным источником углерода».
5. Неправильные условия эксплуатации.
Чрезмерная аэрация и неправильная конструкция рециркуляции вторичного отстойника также могут привести к всплытию пены и ее обострению.
Таким образом, пенообразование является одновременно биологическим явлением и проблемой управления процессом.
II. Микроскопические характеристики типичных нитчатых бактерий
Нитчатые бактерии играют решающую роль в образовании пены. Микроскопическое наблюдение позволяет быстро провести «диагноз биологической фазы». Ниже приведены некоторые распространенные «виновники пены»:
1. Нокардия (Gordona amarae)
Морфологическая характеристика: Клетки сгруппированы и разветвлены, углы ветвления близки к прямым; структура относительно прочная.. 1. Опасности: Поверхность имеет гидрофобный восковой слой, который легко улавливает и стабилизирует пузырьки воздуха.
Типичные сценарии: обычно встречаются в системах с высоким-нефтяным стоком и длительным возрастом осадка.
2. Родококк зр.
Морфологическая характеристика: Клетки разветвленные, с острыми углами ветвей.
Опасности: Как и Nocardia, он также адсорбирует пузырьки воздуха, образуя стойкую пену.
Типичные сценарии: часто возникает одновременно с нокардией, особенно в системах с-несбалансированным питательным веществом.
3. Кандида сп.
Морфологические характеристики: Цепь-подобная, напоминающая нитку жемчуга.
Опасности: Образует на поверхности толстый устойчивый слой пены, который трудно удалить путем осаждения.
Типичные сценарии: чаще встречается, когда приток содержит высокие концентрации легко разлагаемых органических веществ.
Наблюдение под микроскопом позволяет определить, является ли пена «нитевидной» или «не-нитевидной», что имеет решающее значение для последующих стратегий лечения.
III. Подход к диагностике проблем с пеной в системах биологической очистки
Основываясь на опыте эксплуатации и соответствующих руководствах, диагностику проблем с пеной можно разделить на следующие этапы:
1. Наблюдение
Пена стойкая? Он белый, серый или коричневый? Какова толщина и площадь покрытия пены? Есть ли сопутствующий запах?
2. Микроскопическое исследование
Определить виды и численность нитчатых бактерий. Одновременно обратите внимание на структуру хлопьев и активность простейших, чтобы оценить общее биологическое сообщество системы.
3. Мониторинг параметров процесса
MLSS, SVI, MCRT, соотношение F/M, растворенный кислород (DO) и т. д. Проверьте наличие масел, поверхностно-активных веществ или токсичных веществ в приточной воде.
4. Систематический анализ
На основании эксплуатационных записей проанализировать взаимосвязь между пеной и нагрузкой, флегмовым числом, скоростью аэрации, циклом сброса осадка и т. д.
IV. Методы решения проблем с пеной
Решение проблем с пеной не может полагаться исключительно на пеногасители; для этого требуется трехсторонний-подход: «контроль источника + корректировка процесса + химическое вмешательство, когда это необходимо». Общие контрмеры кратко изложены ниже.
1. Оптимизация параметров процесса
Контролируйте возраст осадка и соответствующим образом сокращайте MCRT, чтобы предотвратить чрезмерное размножение нитчатых бактерий. Отрегулируйте MLSS для поддержания разумной концентрации, избегая чрезмерно высоких или низких уровней. Поддерживайте достаточное количество растворенного кислорода: раствор кислорода обычно поддерживается на уровне 1,0–3,0 мг/л, чтобы предотвратить рост анаэробных нитчатых бактерий.
2. Управление качеством приточной воды
Для сточных вод с высоким содержанием нефти следует установить маслоотделитель или флотационную систему, чтобы уменьшить «питание» нитчатых бактерий. Убедитесь, что соотношение ХПК:N:P поддерживается на уровне примерно 100:5:1, чтобы предотвратить дисбаланс питательных веществ.
3. Физические и химические меры.
Распыление поверхности/механическое перемешивание может уменьшить накопление пены, но это временное решение. Добавление хлорина или селективных бактерицидов, таких как гипохлорит натрия, возможно, но дозировку необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать воздействия на активный ил в целом. Добавление пеногасителей подходит для краткосрочного-облегчения ситуации, но долгосрочное-использование не рекомендуется.
4. Биологическая регуляция
Регулируя соотношение F/M и SRT, хлопьевидные бактерии и простейшие могут стать доминирующими, тем самым подавляя нитчатые бактерии. Если нитчатые бактерии чрезмерно размножаются в системе, можно рассмотреть возможность инокуляции активным илом, состоящим в основном из здоровых хлопьев.
Заключение
Проблемы затуманивания в биологических системах по сути являются проявлением микробного экологического дисбаланса. Благодаря биофазной диагностике мы можем быстро выявить виновника, и только объединив оптимизацию процессов и оперативное управление, можно кардинально решить проблему. Для операторов, работающих на передовой, овладение навыками микроскопического наблюдения и диагностического мышления значительно повысит их способность решать сложные проблемы. Очистка сточных вод – это не только сочетание химии и физики, но и мира микроорганизмов. Понимание их «экологических правил» необходимо для настоящего освоения этой системы.