چه عواملی باعث فوم بیولوژیکی در مخازن هوادهی می شود؟ چگونه می توان آن را کنترل کرد؟

I. تعریف و ویژگی های کف بیولوژیکی

فوم بیولوژیکی یک پدیده شایع در سیستم های تصفیه فاضلاب لجن فعال است که با تجمع مقدار زیادی از کف پایدار و چسبناک روی سطح مخزن هوادهی مشخص می شود. این کف به طور معمول قهوه ای یا سفید رنگ است و از پایداری بالایی برخوردار است و باعث می شود که در برابر روشهای هیدرولیک معمولی یا روشهای حذف اسپری مقاوم باشد. بر خلاف کف شیمیایی ، فوم بیولوژیکی توسط فعالیت متابولیک میکروبی تولید می شود و شکل گیری و تداوم آن از نزدیک با رشد و تولید مثل جمعیت میکروبی خاص ارتباط دارد.
 

ii. دلایل اصلی کف بیولوژیکی

(1) عوامل میکروبی

رشد بیش از حد باکتریهای رشته ای: رشد بیش از حد میکروارگانیسم های رشته ای مانند Nocardia و Microthrix Parvicella علت اصلی فوم بیولوژیکی است. این میکروارگانیسم ها دارای سطوح سلول آبگریز هستند که می توانند حباب های هوا را جذب کرده و ساختارهای کف پایدار را تشکیل دهند.

تکثیر اکتینومایس: برخی اکتینومایس ها ، مانند گوردونیا و Tsukamurella ، همچنین می توانند باعث ایجاد مشکلات کف بویژه در سیستم هایی با نسبت F/M کم و زمان احتباس لجن طولانی (SRT) شوند.

سایر باکتری های تشکیل دهنده کف: این شامل برخی از باکتری های هیدروفوبیک غیر فیلمی ، مانند رودوکوک و کورینباکتریم است.

(2) عوامل عملیاتی

زمان احتباس بیش از حد لجن (SRT): SRT طولانی مدت از رشد باکتری های رشته ای آهسته در حال رشد و اکتینومایس ها استفاده می کند و خطر تشکیل کف را افزایش می دهد.

بارگذاری آلی کم (نسبت F/M کم): هنگامی که بار ارگانیک زیر 0. 1 کیلوگرم BOD/کیلوگرم MLSS · D ، باکتری های رشته ای یک مزیت رقابتی کسب می کنند.

اکسیژن حل نشده کافی (DO): هیپوکسی موضعی باعث رشد باکتری های رشته ای خاص ، به ویژه در غلظت های لجن بالا می شود.

نوسانات دما: مشکلات کف به ویژه در طول بهار و پاییز هنگامی که دما به شدت نوسان می کند ، برجسته است. دمای رشد بهینه برای بسیاری از باکتری های تشکیل دهنده کف بین 15 تا 25 درجه است.

(3) فاکتورهای تأثیرگذار آب

روغن و لیپیدها: غلظت بالای روغنها ، اسیدهای چرب یا سورفاکتانتها در تأثیرگذار می توانند رشد میکروارگانیسم های آبگریز را تحریک کنند.

اجزای فاضلاب صنعتی: برخی از ترکیبات آلی در فاضلاب صنعتی ممکن است به عنوان بسترهای انتخابی برای باکتری های تشکیل دهنده کف عمل کنند.

عدم تعادل مغذی: عدم تعادل در مواد مغذی مانند نیتروژن (N) و فسفر (P) می تواند بر ساختار جامعه میکروبی تأثیر بگذارد.

iii خطرات فوم بیولوژیکی

کاهش راندمان درمانی: پوشش کف روی سطح باعث کاهش کارایی انتقال اکسیژن می شود و بر عملکرد درمان تأثیر منفی می گذارد.

تجهیزات: فوم سرریز می تواند به تجهیزات هوادهی و موتورها آسیب برساند.

مسائل زیست محیطی و بهداشتی: فوم ممکن است پاتوژن ها را به همراه داشته باشد و منجر به آلودگی ثانویه و بوی ناپاک شود.

افزایش هزینه های عملیاتی: نیروی انسانی و منابع اضافی برای کنترل کف مورد نیاز است.

IV اقدامات کنترل برای کف بیولوژیکی

(1) اقدامات تنظیم فرآیند

تنظیم زمان احتباس لجن (SRT): کاهش مناسب SRT (به عنوان مثال ، به 8-10 روز) می تواند به طور موثری باکتری های تولید کننده فوم آهسته را مهار کند.

نسبت f/m کنترل: یک نسبت مواد غذایی به میکروارگانیسم (f/m) مناسب را حفظ کنید (0 2-{4}} 5 kg BOD/kg mlss · d) برای جلوگیری از طولانی شدن عملکرد کم.

سیستم هوادهی را بهینه کنید: از اکسیژن محلول کافی (DO> 2 میلی گرم در لیتر) برای جلوگیری از هیپوکسی موضعی اطمینان حاصل کنید.

نسبت بازگشت لجن را افزایش دهید: نسبت بازده بالاتر باعث کاهش زمان احتباس لجن می شود و رشد باکتری های رشته ای را سرکوب می کند.

توزیع تأثیرگذار مرحله: یک روش توزیع تأثیرگذار چند نقطه ای را برای تعادل بارها در مناطق مختلف اتخاذ کنید.

(2) اقدامات فیزیکی و شیمیایی

اسپری کردن: استفاده از پساب تصفیه شده یا آب شیر برای اسپری و شکستن کف ساده است اما دارای اثربخشی محدودی است.

افزودن عوامل defoaming: استفاده کوتاه مدت از دفع کننده های مبتنی بر سیلیکون یا الکل می تواند اعمال شود ، اما استفاده طولانی مدت ممکن است بر راندمان درمانی تأثیر بگذارد.

افزودن انعقادی: دوز مناسب PAC (کلرید پلی آلومینیوم) یا نمک های آهن می تواند تسویه لجن را بهبود بخشد و کف را سرکوب کند.

ضد عفونی انتخابی: دوز کنترل شده پراکسید هیدروژن ، ازن یا کلر (10-20 میلی گرم در گرم S) می تواند به صورت انتخابی باکتری های رشته ای را از بین ببرد ، اما دوز باید با دقت کنترل شود.

(3) اقدامات کنترل بیولوژیکی

مهار میکروبی رقابتی: معرفی عوامل باکتریایی خاص (به عنوان مثال ، سویه های در حال رشد سریع) برای مهار رقابت باکتری های تشکیل دهنده کف.

Qنظارت بر PCR: از تکنیک های زیست شناسی مولکولی برای نظارت بر جمعیت باکتری های تشکیل دهنده کف برای هشدار اولیه استفاده کنید.

شکار بیولوژیکی: برخی از تک یاخته های یا متازوا را برای طعمه باکتری های رشته ای معرفی کنید.

(4) اقدامات بهبود طراحی

حباب های کف را نصب کنید: برای جلوگیری از گسترش کف ، بر روی سطح مخزن هوادهی تنظیم کنید.

طراحی مخزن را بهینه کنید: برای کاهش عدم تعادل بار موضعی از راکتورهای کاملاً مخلوط به جای سیستم های پلاگین استفاده کنید.

سیستم های جمع آوری و درمان فوم را اضافه کنید: طراحی تخصصی مجموعه و دستگاه های دفع فوم.

V. توصیه های استراتژی کنترل جامع

پیشگیری اول: بر نظارت روزانه و بهینه سازی فرآیند برای جلوگیری از تشکیل کف و نه درمان پس از رویداد ، تمرکز کنید.

هماهنگی چند اندازه گیری: روشهای کنترل فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی را بر اساس شرایط واقعی ترکیب کنید.

کنترل منبع: نظارت بر تأثیرگذاری برای محدود کردن ورود روغن ها و سورفاکتانت ها به سیستم.

برنامه های اضطراری ایجاد کنید: استراتژی های پاسخ ویژه ای را برای مسائل فوم فصلی تهیه کنید.

vi پایان

فوم بیولوژیکی در مخازن هوادهی از عوامل متقابل متعدد ناشی می شود و نیاز به تجزیه و تحلیل جامع از دیدگاه های میکروبیولوژیکی ، عملیاتی و طراحی دارد. کنترل فوم مؤثر باید یک استراتژی مدیریت یکپارچه ، پیشگیری اول ، ترکیب تنظیم فرآیند ، روشهای فیزیکوشیمیایی و کنترل های بیولوژیکی را برای ایجاد یک چارچوب عملیاتی پایدار طولانی مدت اتخاذ کند. علاوه بر این ، با پیشرفت در زیست شناسی مولکولی ، کنترل دقیق مبتنی بر تجزیه و تحلیل جامعه میکروبی به یک جهت اصلی در مدیریت فوم آینده تبدیل می شود.