I . Definitie en kenmerken van biologisch schuim
Biological foam is a common phenomenon in activated sludge wastewater treatment systems, characterized by the accumulation of a large amount of stable, viscous foam on the surface of the aeration tank. This foam is typically brown or white in color and exhibits high stability, making it resistant to conventional hydraulic impact or spray removal methods. Unlike chemical foam, biological foam is Geproduceerd door microbiële metabole activiteit, en de vorming ervan en de persistentie zijn nauw verwant aan de groei en reproductie van specifieke microbiële populaties .
II . Hoofdoorzaken van biologisch schuim
(1) microbiële factoren
Overmatige groei van filamenteuze bacteriën: Overgroei van filamenteuze micro -organismen zoals Nocardia en Microthrix Parvicella is de primaire oorzaak van biologisch schuim . Deze micro -organismen hebben hydrofobe celoppervlakken die luchtbubbels kunnen adsorberen en stabiele schuimstructuren kunnen vormen .
Proliferatie van actinomycetes: Bepaalde actinomyceten, zoals Gordonia en Tsukamurella, kunnen ook schuimproblemen veroorzaken, vooral in systemen met lage F/M -verhoudingen en lange slibretentietijden (SRT) .
Andere schuimvormende bacteriën: Dit omvat enkele niet-filamenteuze hydrofobe bacteriën, zoals Rhodococcus en Corynebacterium .
(2) operationele factoren
Overmatige slibretentietijd (SRT): Langdurige SRT bevordert de groei van langzaam groeiende filamenteuze bacteriën en actinomyceten, waardoor het risico op schuimvorming verhoogt .
Lage organische belasting (lage F/M -verhouding): Wanneer de organische belasting onder 0 . 1 kg Bod/kg mlss · d is, krijgen filamenteuze bacteriën een concurrentievoordeel.
Onvoldoende opgeloste zuurstof (do): Gelokaliseerde hypoxie bevordert de groei van bepaalde filamenteuze bacteriën, met name bij hoge slibconcentraties .
Temperatuurschommelingen: Schuimproblemen zijn vooral prominent aanwezig in de lente en de herfst wanneer temperaturen drastisch fluctueren . De optimale groeitemperatuur voor veel schuimvormende bacteriën ligt tussen 15-25 graden .
(3) Factoren van de waterkwaliteit beïnvloeden
Oliën en lipiden: Hoge concentraties oliën, vetzuren of oppervlakteactieve stoffen in het influent kunnen de groei van hydrofobe micro -organismen stimuleren .
Industriële afvalwatercomponenten: Bepaalde organische verbindingen in industrieel afvalwater kunnen dienen als selectieve substraten voor schuimvormende bacteriën .
Nutrient onevenwichtigheid: Een onbalans in voedingsstoffen zoals stikstof (N) en fosfor (P) kan de microbiële gemeenschapsstructuur beïnvloeden .
Iii . gevaren van biologisch schuim
Verminderde behandelingsefficiëntie: Schuimdekking op het oppervlak vermindert de efficiëntie van de zuurstofoverdracht, wat de behandelingsprestaties negatief beïnvloedt .
Apparatuurschade: Overstromend schuim kan beluchtingsapparatuur en motoren beschadigen .
Milieu- en sanitaire problemen: Schuim kan pathogenen dragen, wat leidt tot secundaire vervuiling en vieze geuren .
Hogere operationele kosten: Extra mankracht en bronnen zijn vereist voor schuimbesturing .
IV . Controlemaatregelen voor biologisch schuim
(1) Procesaanpassingsmaatregelen
Stel slibbehoudtijd aan (SRT): Het op de juiste manier reduceren van srt (e . g ., tot 8-10 dagen) kan effectief langzaam groeiende schuimvormende bacteriën . remmen
Controle F/M -verhouding: Handhaven een geschikte verhouding voedsel-tot-micro-organisme (f/m) (0 {. 2–0,5 kg bod/kg mlss · d) om langdurige lage lading te voorkomen.
Optimaliseer het beluchtingssysteem: Zorg voor voldoende opgeloste zuurstof (do> 2 mg/l) om gelokaliseerde hypoxie . te voorkomen
Verhoog slib -retourverhouding: Een hogere terugkeerverhouding vermindert de slibretentietijd, het onderdrukken van filamenteuze bacteriegroei .
Gestageerde influentverdeling: Nemen een multi-point influentdistributiemethode aan om belastingen in verschillende zones te balanceren .
(2) Fysische en chemische maatregelen
Spray defoaming: Gebruik van behandeld effluent of kraanwater om te spuiten en schuim te breken is eenvoudig, maar heeft een beperkte effectiviteit .
Toevoeging van defoaming -agenten: Kortetermijngebruik van op siliconen gebaseerde of alcoholgebaseerde defoamers kan worden toegepast, maar langdurig gebruik kan de behandelingsefficiëntie beïnvloeden .
Toevoeging van coagulantia: Passende dosering van PAC (polyaluminumchloride) of ijzers zouten kunnen de slib -settleability verbeteren en schuim onderdrukken .
Selectieve desinfectie: Gecontroleerde dosering van waterstofperoxide, ozon of chloor (10-20 mg/g SS) kan selectief filamenteuze bacteriën doden, maar dosering moet zorgvuldig worden gecontroleerd .
(3) Biologische controlemaatregelen
Competitieve microbiële remming: Introduceer specifieke bacteriële middelen (e . g ., snelgroeiende stammen) om schuimvormende bacteriën concurrerend te remmen .
QPCR -monitoring: Gebruik moleculaire biologietechnieken om schuimvormende bacteriepopulaties te volgen voor vroege waarschuwing .
Biologische predatie: Introduceer bepaalde protozoa of metazoa om te jagen op filamenteuze bacteriën .
(4) Maatregelen voor ontwerpverbetering
Installeer schuimbaffles: Stel Baffles in op het oppervlak van de beluchtingstank om te voorkomen dat schuimspreiding .
Optimaliseer tankontwerp: Gebruik volledig gemengde reactoren in plaats van plug-flow-systemen om gelokaliseerde belastingonevenwichtigheden te verminderen .
Voeg schuimverzamelings- en behandelingssystemen toe: Design Specialized Foam Collection and Disposal Devices .
V . uitgebreide besturingsstrategie aanbevelingen
Preventie eerst: Focus op dagelijkse monitoring en procesoptimalisatie om schuimvorming te voorkomen in plaats van behandeling na het evenement .
Multi-maat coördinatie: Combineer fysische, chemische en biologische besturingsmethoden op basis van werkelijke omstandigheden .
Bronbesturing: Versterking van influent monitoring om de invoer van oliën en oppervlakteactieve stoffen in het systeem te beperken .
Noodplannen opstellen: Ontwikkel specifieke responsstrategieën voor seizoensschuimkwesties .
Vi {. conclusie
Biologisch schuim in beluchtingstanks is het gevolg van meerdere interacterende factoren, die een uitgebreide analyse vereisen van microbiologische, operationele en ontwerpperspectieven . Effectieve schuimbesturing moet een preventie-eerste, geïntegreerde managementstrategie, aanpassingen, adviseren in moleculair, combineren met moleculair. Biologie, precisiecontrole op basis van microbiële gemeenschapsanalyse zal een belangrijke richting worden in toekomstig schuimbeheer .