อะไรเป็นสาเหตุของโฟมชีวภาพในถังเติมอากาศ? จะควบคุมได้อย่างไร?

I. คำจำกัดความและลักษณะของโฟมชีวภาพ

โฟมชีวภาพเป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อยในระบบบำบัดน้ำเสียตะกอนที่เปิดใช้งานโดยมีการสะสมของโฟมที่มีเสถียรภาพและมีความหนืดจำนวนมากบนพื้นผิวของถังเติมอากาศ โฟมนี้มักจะเป็นสีน้ำตาลหรือสีขาวและมีความเสถียรสูงทำให้ทนต่อการกระแทกไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมหรือวิธีการกำจัดสเปรย์ ซึ่งแตกต่างจากโฟมเคมีโฟมชีวภาพผลิตโดยกิจกรรมการเผาผลาญของจุลินทรีย์และการก่อตัวและการคงอยู่ของมันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเจริญเติบโตและการทำซ้ำของประชากรจุลินทรีย์ที่เฉพาะเจาะจง
 

ii. สาเหตุหลักของโฟมชีวภาพ

(1) ปัจจัยจุลินทรีย์

การเจริญเติบโตของแบคทีเรียเส้นใยมากเกินไป: จุลินทรีย์ของเส้นใยมากเกินไปเช่น nocardia และ microthrix parvicella เป็นสาเหตุหลักของโฟมชีวภาพ จุลินทรีย์เหล่านี้มีพื้นผิวเซลล์ที่ไม่ชอบน้ำที่สามารถดูดซับฟองอากาศและสร้างโครงสร้างโฟมที่มีเสถียรภาพ

การแพร่กระจายของ actinomycetes: actinomycetes บางอย่างเช่น Gordonia และ Tsukamurella ยังสามารถทำให้เกิดปัญหาโฟมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีอัตราส่วน F/M ต่ำและเวลาเก็บรักษากากตะกอนยาว (SRT)

แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นโฟมอื่น ๆ: ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียที่ไม่ชอบน้ำบางชนิดเช่น Rhodococcus และ Corynebacterium

(2) ปัจจัยการปฏิบัติงาน

เวลาเก็บรักษากากตะกอนมากเกินไป (SRT): SRT เป็นเวลานานสนับสนุนการเติบโตของแบคทีเรียเส้นใยที่เติบโตช้าและ actinomycetes เพิ่มความเสี่ยงของการก่อตัวของโฟม

การโหลดอินทรีย์ต่ำ (อัตราส่วน F/M ต่ำ): เมื่อโหลดอินทรีย์ต่ำกว่า 0. 1 กก. BOD/kg MLSS · D แบคทีเรียเส้นใยจะได้เปรียบในการแข่งขัน

ออกซิเจนละลายไม่เพียงพอ (DO): การขาดออกซิเจนที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเส้นใยบางชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นของกากตะกอนสูง

ความผันผวนของอุณหภูมิ: ปัญหาโฟมมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วงเมื่ออุณหภูมิผันผวนอย่างมาก อุณหภูมิการเจริญเติบโตที่ดีที่สุดสำหรับแบคทีเรียที่เกิดโฟมจำนวนมากอยู่ระหว่าง 15-25 องศา

(3) ปัจจัยคุณภาพน้ำที่มีอิทธิพล

น้ำมันและไขมัน: ความเข้มข้นสูงของน้ำมันกรดไขมันหรือสารลดแรงตึงผิวในอิทธิพลสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ไม่ชอบน้ำ

ส่วนประกอบน้ำเสียอุตสาหกรรม: สารประกอบอินทรีย์บางชนิดในน้ำเสียอุตสาหกรรมอาจทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นที่เลือกสำหรับแบคทีเรียที่ขึ้นรูปโฟม

ความไม่สมดุลของสารอาหาร: ความไม่สมดุลในสารอาหารเช่นไนโตรเจน (N) และฟอสฟอรัส (P) สามารถส่งผลกระทบต่อโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์

iii. อันตรายของโฟมชีวภาพ

ลดประสิทธิภาพการรักษา: การครอบคลุมโฟมบนพื้นผิวช่วยลดประสิทธิภาพการถ่ายโอนออกซิเจนส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการรักษา

ความเสียหายของอุปกรณ์: โฟมที่ล้นสามารถสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์เติมอากาศและมอเตอร์

ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและการสุขาภิบาล: โฟมอาจมีเชื้อโรคนำไปสู่มลพิษระดับมัธยมศึกษาและกลิ่นเหม็น

ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานเพิ่มขึ้น: จำเป็นต้องมีกำลังคนและทรัพยากรเพิ่มเติมสำหรับการควบคุมโฟม

iv. มาตรการควบคุมโฟมชีวภาพ

(1) มาตรการปรับกระบวนการ

ปรับเวลาการเก็บรักษากากตะกอน (SRT): การลด SRT อย่างเหมาะสม (เช่น 8-10 วัน) สามารถยับยั้งแบคทีเรียที่เกิดจากโฟมที่เติบโตช้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อัตราส่วนการควบคุม f/m: รักษาอัตราส่วนอาหารต่อไมโคร (f/m) ที่เหมาะสม (0. 2-0. 5 กก. BOD/kg MLSS · D) เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่มีน้ำหนักต่ำเป็นเวลานาน

ระบบเติมอากาศให้เหมาะสมที่สุด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าออกซิเจนละลายเพียงพอ (ทำ> 2 mg/L) เพื่อป้องกันการขาดออกซิเจนในท้องถิ่น

เพิ่มอัตราส่วนการคืนตะกอน: อัตราส่วนผลตอบแทนที่สูงขึ้นช่วยลดเวลาในการกักเก็บกากตะกอนระงับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเส้นใย

จัดฉากการกระจายที่มีอิทธิพล: ใช้วิธีการแจกแจงที่มีอิทธิพลหลายจุดเพื่อปรับสมดุลโหลดในโซนที่แตกต่างกัน

(2) มาตรการทางกายภาพและทางเคมี

สเปรย์ defoaming: การใช้น้ำทิ้งหรือน้ำประปาที่ผ่านการบำบัดเพื่อฉีดพ่นและแตกโฟมนั้นง่าย แต่มีประสิทธิภาพ จำกัด

การเพิ่มตัวแทน defoaming: การใช้ defoamers ที่ใช้ซิลิโคนหรือแอลกอฮอล์ในระยะสั้นสามารถใช้งานได้ แต่การใช้งานระยะยาวอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการรักษา

การเพิ่ม coagulants: การให้ยา PAC ที่เหมาะสม (polyaluminum chloride) หรือเกลือเฟอร์ริกสามารถปรับปรุงการชำระหนี้ของกากตะกอนและยับยั้งโฟม

การฆ่าเชื้อโรคแบบเลือก: การควบคุมการใช้ยาไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, โอโซนหรือคลอรีน (10–20 มก./กรัม SS) สามารถเลือกฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เป็นเส้นใยได้ แต่ต้องมีการตรวจสอบปริมาณอย่างระมัดระวัง

(3) มาตรการควบคุมทางชีวภาพ

การยับยั้งจุลินทรีย์ในการแข่งขัน: แนะนำสารแบคทีเรียที่เฉพาะเจาะจง (เช่นสายพันธุ์ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว) เพื่อยับยั้งการแข่งขันแบคทีเรียที่เกิดจากโฟม

Qการตรวจสอบ PCR: ใช้เทคนิคชีววิทยาโมเลกุลเพื่อตรวจสอบประชากรแบคทีเรียที่ขึ้นรูปโฟมสำหรับการเตือนล่วงหน้า

การปล้นสะดมทางชีวภาพ: แนะนำโปรโตซัวหรือ metazoa บางอย่างเพื่อตกเป็นเหยื่อของแบคทีเรียเส้นใย

(4) มาตรการปรับปรุงการออกแบบ

ติดตั้งแผ่นกั้นโฟม: ตั้งค่าแผ่นกั้นบนพื้นผิวถังเติมอากาศเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของโฟม

เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบถัง: ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบผสมอย่างสมบูรณ์แทนระบบการไหลของปลั๊กเพื่อลดความไม่สมดุลของโหลดที่มีการแปล

เพิ่มการรวบรวมโฟมและระบบการรักษา: ออกแบบอุปกรณ์เก็บโฟมและอุปกรณ์กำจัดพิเศษ

V. คำแนะนำกลยุทธ์การควบคุมที่ครอบคลุม

การป้องกันก่อน: มุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบรายวันและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเพื่อป้องกันการก่อตัวของโฟมมากกว่าการรักษาหลังเหตุการณ์

การประสานงานแบบหลายมาตรการ: รวมวิธีการควบคุมทางกายภาพเคมีและชีวภาพตามเงื่อนไขจริง

การควบคุมต้นทาง: เสริมสร้างการตรวจสอบที่มีอิทธิพลเพื่อ จำกัด การเข้ามาของน้ำมันและสารลดแรงตึงผิวในระบบ

สร้างแผนฉุกเฉิน: พัฒนากลยุทธ์การตอบสนองที่เฉพาะเจาะจงสำหรับปัญหาโฟมตามฤดูกาล

VI. บทสรุป

โฟมชีวภาพในถังเติมอากาศเป็นผลมาจากปัจจัยการโต้ตอบหลายอย่างซึ่งต้องมีการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมจากมุมมองทางจุลชีววิทยาการปฏิบัติงานและการออกแบบ การควบคุมโฟมที่มีประสิทธิภาพควรใช้กลยุทธ์การจัดการแบบบูรณาการก่อนการรวมการปรับกระบวนการวิธีการทางเคมีฟิสิกส์และการควบคุมทางชีวภาพเพื่อสร้างกรอบการปฏิบัติงานระยะยาวที่มั่นคง นอกจากนี้ด้วยความก้าวหน้าทางชีววิทยาโมเลกุลการควบคุมความแม่นยำบนพื้นฐานของการวิเคราะห์ชุมชนจุลินทรีย์จะกลายเป็นทิศทางสำคัญในการจัดการโฟมในอนาคต