Το σύστημα βιολογικού καθαρισμού είναι η βασική μονάδα μιας μονάδας επεξεργασίας λυμάτων και ο μη φυσιολογικός αφρισμός είναι ένα από τα πιο κοινά προβλήματα κατά τη λειτουργία. Ο υπερβολικός αφρός όχι μόνο μειώνει την απόδοση αερισμού, οδηγεί σε απώλεια λάσπης και υποβαθμίζει την ποιότητα των λυμάτων, αλλά επίσης υπερχειλίζει στη δεξαμενή, διαβρώνει τον εξοπλισμό και εκπέμπει οσμές που επηρεάζουν το περιβάλλον. Η δημιουργία αφρού είναι ουσιαστικά το αποτέλεσμα της σύζευξης τριών παραγόντων: «επιφανειακές δραστικές ουσίες στο νερό + επαρκής πηγή αέρα + σταθερή δομή φυσαλίδων». Οι αιτίες του αφρισμού διαφέρουν σημαντικά σε διαφορετικά στάδια, που απαιτούν στοχευμένα μέτρα.
I. Κύρια στάδια δημιουργίας αφρού και υποκείμενες αιτίες σε συστήματα βιολογικής επεξεργασίας
(I) Στάδιο προεπεξεργασίας (Σταθμός αντλίας εισροής ανύψωσης, έξοδος πρωτογενούς δεξαμενής καθίζησης)
Αυτό είναι το στάδιο όπου ο αφρός εμφανίζεται για πρώτη φορά στο σύστημα. Είναι ως επί το πλείστον μη-βιοχημικός αφρός, που χαρακτηρίζεται από λευκό, χαλαρό, εύκολα σπασμένο και έλλειψη εμφανούς κολλώδους.
Η βασική αιτία είναι η παρουσία εξωγενών επιφανειοδραστικών ουσιών στην εισροή: Πρώτον, υπάρχουν μεγάλες ποσότητες συνθετικών επιφανειοδραστικών ουσιών όπως απορρυπαντικά, αφρόλουτρα και υγρά πλυντηρίου στα οικιακά λύματα. Αυτές οι ουσίες έχουν ένα υδρόφιλο άκρο και ένα υδρόφοβο άκρο, μειώνοντας σημαντικά την επιφανειακή τάση του νερού. Δεύτερον, υπάρχουν ζωικά και φυτικά έλαια από λύματα εστίασης και γαλακτωματοποιητές και διασκορπιστικά από βιομηχανικά λύματα. Τρίτον, υπάρχουν φυσικές επιφανειοδραστικές ουσίες όπως λεκέδες λαδιού, εναποθέσεις καυσαερίων οχημάτων και χουμικές ουσίες που συσσωρεύονται στην επιφάνεια από την αρχική απορροή του βρόχινου νερού. Όταν αυτές οι ουσίες εισέρχονται στο σύστημα με την εισροή, υπό την ανάδευση της πτερωτής της ενισχυτικής αντλίας και την τυρβώδη ροή στην είσοδο της κύριας δεξαμενής καθίζησης, ο αέρας αναρροφάται στο νερό, σχηματίζοντας μεγάλο αριθμό σταθερών φυσαλίδων, οι οποίες συσσωματώνονται για να σχηματίσουν αφρό. Εάν τα βιομηχανικά λύματα απορρίπτονται σε απότομη αύξηση, ο αφρός θα αυξηθεί γρήγορα σε σύντομο χρονικό διάστημα, καλύπτοντας ακόμη και ολόκληρη την επιφάνεια της δεξαμενής πρωτογενούς καθίζησης.
(II) Δεξαμενή αερισμού (Αερόβιο τμήμα, η πιο συγκεντρωμένη και επίμονη περιοχή αφρού)
Η δεξαμενή αερισμού είναι ο πυρήνας της βιοχημικής αντίδρασης και επίσης η πιο σύνθετη περιοχή για προβλήματα αφρού. Περιέχει τόσο μη-βιοχημικό αφρό και βιολογικό αφρό, με τον βιολογικό αφρό να είναι ο πιο δύσκολος στη διαχείριση.
1. Μη-βιοχημικός αφρός
Τα αίτια είναι παρόμοια με εκείνα στο στάδιο της προεπεξεργασίας, αλλά ο συνεχής και άφθονος αερισμός που παρέχεται από το σύστημα αερισμού έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερο όγκο αφρού και μεγαλύτερη διάρκεια. Εκτός από τα επιφανειοδραστικά που μεταφέρονται από την εισροή, δύο συγκεκριμένοι παράγοντες που συμβάλλουν είναι: πρώτον, η υπερβολική ένταση αερισμού οδηγεί σε υπερβολικά μικρές και πολυάριθμες φυσαλίδες που είναι δύσκολο να ανέβουν και να σπάσουν. Δεύτερον, μια ξαφνική αύξηση της συγκέντρωσης της οργανικής ύλης στην εισροή προκαλεί τα ενδιάμεσα προϊόντα του μικροβιακού μεταβολισμού (όπως λιπαρά οξέα και πολυσακχαρίτες) να αυξάνουν την επιφανειακή δραστηριότητα του νερού, επιδεινώνοντας το σχηματισμό αφρού. Αυτός ο τύπος αφρού συνήθως διαλύεται μόνος του αφού σταθεροποιηθεί η ποιότητα του εισερχόμενου νερού.
2. Βιολογικός αφρός (που αντιπροσωπεύει πάνω από το 70% των προβλημάτων αφρού σε δεξαμενές βιολογικής επεξεργασίας)
Αυτό προκαλείται από τον υπερβολικό πολλαπλασιασμό συγκεκριμένων νηματοειδών μικροοργανισμών. Χαρακτηρίζεται από μια καφέ-κόκκινη, παχύρρευστη, κρεμώδη σύσταση που σπάει δύσκολα και μπορεί να συσσωρευτεί σε πάχος δεκάδων εκατοστών, ακόμη και να ξεχειλίσει τη δεξαμενή. Η βασική αιτία είναι η κυριαρχία των νηματωδών βακτηρίων (κυρίως Nocardia, Microfilamenta και Sulfothermia) στον ανταγωνισμό. Τα μυκήλια τους εκτείνονται από την επιφάνεια του κροκιδώματος, συμπλέκονται για να σχηματίσουν έναν σταθερό σκελετό φυσαλίδων και στερεώνουν σταθερά τις φυσαλίδες στη θέση τους.
Οι βασικές συνθήκες λειτουργίας που προκαλούν τον υπερβολικό πολλαπλασιασμό των νηματοειδών βακτηρίων περιλαμβάνουν: 1) Υπερβολικά μεγάλη ηλικία λάσπης: Τα νηματοειδή βακτήρια όπως το Nocardia έχουν χρόνο δημιουργίας 5-7 ημερών, πολύ μεγαλύτερο από τα συνηθισμένα βακτήρια που σχηματίζουν κροκίδες-. Όταν η ηλικία της λάσπης υπερβαίνει τις 10 ημέρες, τα νηματώδη βακτήρια συσσωρεύονται σε μεγάλες ποσότητες. 2) Ανεπαρκές οργανικό φορτίο: Τα νηματώδη βακτήρια έχουν μεγάλη ειδική επιφάνεια και μπορούν πιο εύκολα να λάβουν τροφή υπό συνθήκες χαμηλών{10}θρεπτικών στοιχείων. 3) Κατάλληλη θερμοκρασία νερού: 15{11}δεν υπάρχει βέλτιστη θερμοκρασία μικροβακτηρίων και 25 βαθμοί αναπαραγωγής Επομένως, η άνοιξη και το φθινόπωρο είναι περίοδοι αιχμής για βιολογικό αφρισμό. 4) Ανεπαρκή θρεπτικά συστατικά αζώτου και φωσφόρου: Όταν η αναλογία άνθρακα-προς{13}}άνθρακας-προς{16}}φωσφόρος είναι πολύ υψηλή, η ανάπτυξη των βακτηρίων{17} Τα νηματοειδή βακτήρια έχουν χαμηλότερη ζήτηση για άζωτο και φώσφορο και θα το εκμεταλλευτούν για να πολλαπλασιαστούν. 5) Χαμηλό διαλυμένο οξυγόνο: Τα νηματώδη βακτήρια όπως τα μικρονηματώδη βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου, ενώ τα βακτήρια που σχηματίζουν κροκίδες απαιτούν υψηλότερα διαλυμένο οξυγόνο. 6) την ανάπτυξη κροκιδών και την προώθηση του πολλαπλασιασμού των νηματωδών βακτηρίων.
(III) Δευτερεύουσα Δεξαμενή Καθίζησης
Ο αφρός στη δεξαμενή δευτερεύουσας καθίζησης είναι ως επί το πλείστον "δευτερογενής αφρός", που προέρχεται από τρεις κύριες πηγές: Πρώτον, ο αφρός που δημιουργείται στη δεξαμενή αερισμού ρέει στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης με το αναμεμειγμένο υγρό και συσσωρεύεται στην επιφάνεια. Δεύτερον, ο αφρός απονιτροποίησης, ένας μοναδικός τύπος αφρού στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης, χαρακτηρίζεται από το γκρι χρώμα και τα λεπτά σωματίδια λάσπης, που εμφανίζονται συχνά το καλοκαίρι ή κατά τη διάρκεια των διεργασιών απονιτροποίησης. Όταν η λάσπη στον πυθμένα της δευτερεύουσας δεξαμενής καθίζησης παραμένει για πολύ καιρό και το διαλυμένο οξυγόνο είναι ανεπαρκές, τα βακτήρια απονιτροποίησης μειώνουν τα νιτρικά άλατα σε αέριο άζωτο. Μικροσκοπικές φυσαλίδες αερίου αζώτου προσκολλώνται στις κροκίδες λάσπης, με αποτέλεσμα να επιπλέουν και να σχηματίζουν αφρό. Τρίτον, ο αφρός σήψης της λάσπης εμφανίζεται όταν η λάσπη δεν εκκενώνεται εγκαίρως από τη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης, οδηγώντας σε αναερόβια σήψη της λάσπης του πυθμένα, παράγοντας αέρια όπως υδρόθειο και μεθάνιο, τα οποία μεταφέρουν τη λάσπη στην επιφάνεια, σχηματίζοντας μαύρο αφρό συνοδευόμενο από λάσπη.
(IV) Σύστημα επιστροφής λάσπης και περίσσειας λάσπης
Ο αφρός σε αυτό το στάδιο είναι ως επί το πλείστον "κυκλοφορούντος αφρός", που προκαλείται από: 1) Επιστρεφόμενος αφρός μεταφοράς λάσπης που δημιουργείται στη δεξαμενή αερισμού πίσω στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας, δημιουργώντας έναν φαύλο κύκλο. 2) Ανεπαρκής εκκένωση περίσσειας ιλύος, που οδηγεί σε υπερβολικά μεγάλη ηλικία λάσπης στο σύστημα, επιδεινώνοντας περαιτέρω τον πολλαπλασιασμό των νηματοειδών βακτηρίων. 3) Αφρός που δημιουργείται στη δεξαμενή πάχυνσης λάσπης και στη δεξαμενή πέψης που ρέει πίσω στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας με το υπερκείμενο, εισάγοντας μεγάλες ποσότητες επιφανειοδραστικών και νηματοειδών σπορίων.
II. Ακριβή αντίμετρα για διαφορετικούς τύπους αφρού
(I) Αντίμετρα για μη-Βιοχημικό αφρό
Ο πυρήνας είναι "έλεγχος πηγής + φυσική εξάλειψη", ελαχιστοποιώντας τη χρήση χημικών αντιαφριστικών.
1. Έλεγχος πηγών: Ενίσχυση της εποπτείας της πρόσβασης στα βιομηχανικά λύματα, απαιτώντας από τις επιχειρήσεις απόρριψης να προ-επεξεργάζονται τα λύματα που περιέχουν επιφανειοδραστικά και λίπη. να κατασκευάσει αρχικές δεξαμενές αναχαίτισης όμβριων υδάτων για να αποτρέψει την απευθείας είσοδο του αρχικού όμβριου νερού στο σύστημα βιολογικού καθαρισμού· προσθέστε διαχωριστές λαδιού και δεξαμενές επίπλευσης στο στάδιο της προεπεξεργασίας για να αφαιρέσετε το μεγαλύτερο μέρος του λίπους και των αιωρούμενων τασιενεργών.
2. Φυσική απομάκρυνση του αφρού: Τοποθετήστε πίδακες νερού υψηλής-πίεσης στην περιοχή παραγωγής αφρού-για να σπάσετε τον αφρό χρησιμοποιώντας τη δύναμη κρούσης της ροής του νερού. τοποθετήστε διαφράγματα στις άκρες της δεξαμενής για να αποτρέψετε την υπερχείλιση αφρού. μειώστε κατάλληλα την ένταση αερισμού για να μειώσετε την ποσότητα των φυσαλίδων που δημιουργούνται, ενώ αυξάνετε την ένταση ανάδευσης για να προωθήσετε τη συγχώνευση και το σκάσιμο των φυσαλίδων.
3. Χημική βοήθεια: Εάν η ποσότητα του αφρού είναι εξαιρετικά μεγάλη, μπορεί να προστεθεί μια μικρή ποσότητα αντιαφριστικού οργανοπυριτίου. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα για τον έλεγχο της δοσολογίας για να αποφευχθεί η υπερβολική προσθήκη που επηρεάζει τη μικροβιακή δραστηριότητα, και τα αντιαφριστικά δεν πρέπει να βασίζονται σε παρατεταμένη περίοδο.
(II) Αντίμετρα για τον βιολογικό αφρό (Ο πυρήνας είναι η αναστολή της κυρίαρχης ανάπτυξης νηματωδών βακτηρίων)
Ο βιολογικός αφρός δεν μπορεί να εξαλειφθεί μόνο με φυσικές ή χημικές μεθόδους. είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε προσαρμόζοντας τις παραμέτρους λειτουργίας για να καταστρέψετε ριζικά το περιβάλλον διαβίωσης των νηματωδών βακτηρίων.
1. Βελτιστοποίηση λειτουργικών παραμέτρων (Τα πιο θεμελιώδη μέτρα) - Συντόμευση της ηλικίας λάσπης: Ελέγξτε την ηλικία της λάσπης σε 5-8 ημέρες αυξάνοντας την απόρριψη περίσσειας ιλύος για την εξάλειψη των νηματοειδών βακτηρίων μεγάλης-γενιάς, όπως το Nocardia.
- Αύξηση οργανικής φόρτισης: Μείωση καταλλήλως του ρυθμού ροής επιστροφής και αύξηση της συγκέντρωσης οργανικής ύλης στην εισροή στη δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού, επιτρέποντας στα βακτήρια που σχηματίζουν κροκίδες-να αποκτήσουν πλεονέκτημα στον ανταγωνισμό θρεπτικών συστατικών.
- Προσαρμογή διαλυμένου οξυγόνου: Αυξήστε το διαλυμένο οξυγόνο στην έξοδο της δεξαμενής αερισμού σε 2-3 mg/L για να ανασταλεί ο πολλαπλασιασμός υποξικών νηματοειδών βακτηρίων (όπως τα μικρονήματα).
- Συμπλήρωμα αζώτου και φωσφόρου σε θρεπτικά συστατικά: Εάν το εισερχόμενο άζωτο και ο φώσφορος είναι ανεπαρκείς, προσθέστε ουρία και διόξινο φωσφορικό κάλιο σε αναλογία άνθρακα-άζωτο-φωσφόρου 100:5:1 για να καλύψετε τις απαιτήσεις για την ανάπτυξη{6} για την ανάπτυξη βακτηρίων.
2. Μέτρα φυσικής ενίσχυσης - Αποχέτευση υπερχείλισης: Εγκαταστήστε μια λεκάνη υπερχείλισης αφρού στο άκρο της δεξαμενής αερισμού για να αφαιρέσετε τον επιφανειακό βιολογικό αφρό από το σύστημα για ξεχωριστή επεξεργασία, αποτρέποντας την αντίστροφη ροή.
- Προσθήκη φορέα: Προσθέστε φορείς όπως ενεργός άνθρακας, ζεόλιθος και αφρός πολυουρεθάνης στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας για να αυξήσετε την πυκνότητα του κροκιδώματος και να παρέχετε θέσεις προσκόλλησης για βακτήρια στις κροκίδες, αναστέλλοντας την αιωρούμενη ανάπτυξη νηματοειδών βακτηρίων.
3. Χημικά μέτρα έκτακτης ανάγκης
Εάν ο βιολογικός αφρός είναι εξαιρετικά σοβαρός, μπορεί να προστεθεί χαμηλή συγκέντρωση οξειδωτικού για σύντομο χρονικό διάστημα, όπως υποχλωριώδες νάτριο (5-10 mg/L) ή υπεροξείδιο του υδρογόνου (10-20 mg/L). Τα οξειδωτικά καταστρέφουν επιλεκτικά τις νηματώδεις υφές που εκτείνονται από τις κροκίδες, ενώ έχουν μικρότερη επίδραση στα βακτήρια μέσα στις κροκίδες. Ελέγξτε αυστηρά τη δοσολογία και τη συχνότητα προσθήκης για να αποφύγετε τις επιπτώσεις στο σύστημα βιολογικής επεξεργασίας.
4. Βιολογικός Κανονισμός
Προσθέστε εξαιρετικά αποτελεσματικούς κροκιδωτικούς παράγοντες για να ενισχύσετε την ανταγωνιστική ικανότητα των κροκιδωτών. ή ενοφθαλμίστε μια μικρή ποσότητα χωνεμένης ιλύος για να εισαγάγετε πρωτόζωα και μεταζώα που μπορούν να λεηλατήσουν νηματοειδή βακτήρια, αναστέλλοντας τον υπερβολικό πολλαπλασιασμό των νηματωδών βακτηρίων μέσω της τροφικής αλυσίδας.
(III) Χειρισμός αφρού στη δεξαμενή δευτερεύουσας καθίζησης
Λάβετε διαφοροποιημένα μέτρα βάσει διαφορετικών αιτιών: Για αφρό που εισάγεται από τη δεξαμενή αερισμού, εστιάστε στην επίλυση του προβλήματος αφρού στη δεξαμενή αερισμού και εγκαταστήστε συσκευές ψεκασμού νερού στην επιφάνεια της δευτερεύουσας δεξαμενής καθίζησης για την εξάλειψη του αφρού. για τον αφρό απονιτροποίησης, αυξήστε την εκκένωση της περίσσειας λάσπης, μειώστε τον χρόνο συγκράτησης της λάσπης στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης και αυξήστε την αναλογία επιστροφής μικτού υγρού για να επιστρέψετε τα νιτρικά άλατα στην ανοξική ζώνη για απονιτροποίηση. για αφρό σήψης λάσπης, εκκενώστε τη λάσπη αμέσως για να αποφύγετε τη συσσώρευση λάσπης στον πυθμένα της δευτερεύουσας δεξαμενής καθίζησης και αδειάστε και βυθοκοκκινίστε τη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης εάν είναι απαραίτητο.
(IV) Απόκριση στον κυκλοφορούντα αφρό
Περιορίστε σοβαρά τη διαδρομή κυκλοφορίας του αφρού. Συλλέξτε χωριστά τον αφρό και το υπερκείμενο που δημιουργείται από το σύστημα επιστροφής λάσπης και το πυκνωτικό, επεξεργαστείτε τα με αντιαφριστικούς παράγοντες και καθίζηση πριν τα επιστρέψετε στο σύστημα βιολογικής επεξεργασίας. Ταυτόχρονα, βελτιστοποιήστε το σύστημα εκκένωσης περίσσειας λάσπης για να εξασφαλίσετε σταθερή ηλικία λάσπης και να αποτρέψετε τη μακροπρόθεσμη-συσσώρευση λάσπης εντός του συστήματος.
III. Μακροπρόθεσμες-Συστάσεις πρόληψης και ελέγχου
Δημιουργήστε έναν μηχανισμό έγκαιρης προειδοποίησης αφρού, παρακολουθείτε τακτικά δείκτες όπως η ηλικία της λάσπης, οι συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου, αζώτου και φωσφόρου και η αφθονία νηματοειδών βακτηρίων στη δεξαμενή βιολογικής επεξεργασίας για να προβλέψετε εκ των προτέρων τους κινδύνους αφρού. Για τις περιόδους αιχμής του βιολογικού αφρισμού την άνοιξη και το φθινόπωρο, προσαρμόστε τις παραμέτρους λειτουργίας εκ των προτέρων, μειώνοντας κατάλληλα την ηλικία της λάσπης και αυξάνοντας το διαλυμένο οξυγόνο. Ενίσχυση της παρακολούθησης της ποιότητας των υδάτων εισροής για την έγκαιρη ανίχνευση των επιπτώσεων των βιομηχανικών λυμάτων και τη λήψη έκτακτων μέτρων. Να εκτρέφετε τακτικά τις δεξαμενές και τους αγωγούς για να μειώσετε τη συσσώρευση επιφανειοδραστικών ουσιών και νηματωδών σπορίων στην λάσπη του πυθμένα.