I. Definition och egenskaper hos biologiskt skum
Biologiskt skum är ett vanligt fenomen i aktiverade slamavloppsreningssystem, kännetecknad av ackumulering av en stor mängd stabilt, visköst skum på ytan av luftningstanken. Detta skum är vanligtvis brunt eller vitt i färg och uppvisar hög stabilitet, vilket gör det resistent mot konventionell hydraulisk påverkan eller sprayavlägsningsmetoder. Till skillnad från kemiskt skum produceras biologiskt skum genom mikrobiell metabolisk aktivitet, och dess bildning och uthållighet är nära besläktade med tillväxt och reproduktion av specifika mikrobiella populationer.
Ii. Huvudorsaker till biologiskt skum
(1) mikrobiella faktorer
Överdriven tillväxt av filamentösa bakterier: Överväxt av filamentösa mikroorganismer som nokardi och mikrothrix parvicella är den främsta orsaken till biologiskt skum. Dessa mikroorganismer har hydrofoba cellytor som kan adsorbera luftbubblor och bilda stabila skumstrukturer.
Spridning av aktinomycetes: Vissa aktinomyceter, såsom Gordonia och Tsukamurella, kan också orsaka skumproblem, särskilt i system med låga F/M -förhållanden och långa slamretentionstider (SRT).
Andra skumbildande bakterier: Detta inkluderar vissa icke-filamentösa hydrofoba bakterier, såsom Rhodococcus och Corynebacterium.
(2) operativa faktorer
Överdriven slambehållningstid (SRT): Långvarig SRT gynnar tillväxten av långsamt växande filamentösa bakterier och aktinomyceter, vilket ökar risken för skumbildning.
Låg organisk belastning (lågt F/M -förhållande): När den organiska belastningen är under 0. 1 kg BOD/kg MLSS · D får filamentösa bakterier en konkurrensfördel.
Otillräckligt upplöst syre (do): Lokaliserad hypoxi främjar tillväxten av vissa filamentösa bakterier, särskilt vid höga slamkoncentrationer.
Temperaturfluktuationer: Skumproblem är särskilt framträdande under våren och hösten när temperaturen varierar drastiskt. Den optimala tillväxttemperaturen för många skumbildande bakterier är mellan 15–25 grader.
(3) påverkande vattenkvalitetsfaktorer
Oljor och lipider: Höga koncentrationer av oljor, fettsyror eller ytaktiva medel i påverkan kan stimulera tillväxten av hydrofoba mikroorganismer.
Industrikomponenter: Vissa organiska föreningar i industriellt avloppsvatten kan tjäna som selektiva underlag för skumbildande bakterier.
Näringsobalans: En obalans i näringsämnen såsom kväve (N) och fosfor (P) kan påverka mikrobiell samhällsstruktur.
Iii. Faror för biologiskt skum
Minskad behandlingseffektivitet: Skumtäckning på ytan minskar syreöverföringseffektiviteten och påverkar behandlingsprestanda negativt.
Utrustningsskada: Överflödande skum kan skada luftningsutrustning och motorer.
Miljö- och sanitetsfrågor: Skum kan bära patogener, vilket leder till sekundär förorening och dålig lukt.
Ökade driftskostnader: Ytterligare arbetskraft och resurser krävs för skumkontroll.
Iv. Kontrollåtgärder för biologiskt skum
(1) Processjusteringsåtgärder
Justera slambehållningstid (SRT): Att reducera SRT på lämpligt sätt (t.ex. till 8–10 dagar) kan effektivt hämma långsamt växande skumbildande bakterier.
Kontroll F/M -förhållande: Upprätthålla ett lämpligt livsmedels-till-mikroorganism (f/m) -förhållande (0. 2-0. 5 kg bod/kg mlss · d) för att undvika långvarig lågbelastning.
Optimera luftningssystem: Se till att tillräckligt upplöst syre (DO> 2 mg/L) för att förhindra lokal hypoxi.
Öka slamets returförhållande: Ett högre returförhållande minskar slamretentionstiden och undertrycker filamentös bakterie -tillväxt.
Iscensatt påverkan distribution: Anta en metod för inflytningsmetod med flera punktar för att balansera belastningar över olika zoner.
(2) fysiska och kemiska åtgärder
Sprutskrov: Att använda behandlat avloppsvatten eller kranvatten för att spraya och bryta skum är enkelt men har begränsad effektivitet.
Tillägg av defoaming -agenter: Kortvarig användning av silikonbaserade eller alkoholbaserade defoamerer kan tillämpas, men långvarig användning kan påverka behandlingseffektiviteten.
Tillägg av koagulantia: Lämplig dosering av PAC (polyaluminiumklorid) eller järnsalter kan förbättra slamets sedilbarhet och undertrycka skum.
Selektiv desinfektion: Kontrollerad dosering av väteperoxid, ozon eller klor (10–20 mg/g SS) kan selektivt döda filamentösa bakterier, men dosering måste övervakas noggrant.
(3) Biologiska kontrollåtgärder
Konkurrenskraftig mikrobiell hämning: Introducera specifika bakteriemedel (t.ex. snabbväxande stammar) för att konkurrerande hämma skumbildande bakterier.
QPCR -övervakning: Använd molekylära biologitekniker för att övervaka skumbildande bakteriepopulationer för tidig varning.
Biologisk predation: Introducera vissa protozoer eller metazoa för byte på filamentösa bakterier.
(4) Designförbättringsåtgärder
Installera skumbafflar: Ställ in bafflar på luftningstankytan för att förhindra att skum sprids.
Optimera tankdesign: Använd helt blandade reaktorer istället för plug-flödesystem för att minska lokala obalanser av belastning.
Lägg till skumuppsamling och behandlingssystem: Design specialiserade skumuppsamlings- och bortskaffningsenheter.
V. Rekommendationer för omfattande kontrollstrategi
Förebyggande först: Fokusera på daglig övervakning och processoptimering för att förhindra bildning av skum snarare än behandling efter händelsen.
Flermåttkoordinering: Kombinera fysiska, kemiska och biologiska kontrollmetoder baserade på faktiska förhållanden.
Källkontroll: Stärk påverkande övervakning för att begränsa inledningen av oljor och ytaktiva medel i systemet.
Upprätta nödplaner: Utveckla specifika svarsstrategier för säsongsbetonade skumproblem.
Vi. Slutsats
Biologiskt skum i luftningstankar är resultatet av flera samverkande faktorer, vilket kräver omfattande analys från mikrobiologiska, operativa och designperspektiv. Effektiv skumkontroll bör anta en förebyggande först, integrerad hanteringstrategi, som kombinerar processjusteringar, fysikalisk-kemiska metoder och biologiska kontroller för att skapa en stabil långsiktig operativ ram. Dessutom, med framsteg inom molekylärbiologi, kommer precisionskontroll baserad på mikrobiell samhällsanalys att bli en nyckelriktning i framtida skumhantering.