روش‌های تشخیص و درمان بیولوژیکی برای مشکلات کف در سیستم‌های بیولوژیکی

در بهره برداری روزانه از تصفیه خانه های فاضلاب، فرآیند لجن فعال پرکاربردترین فناوری است. با این حال، بسیاری از اپراتورها با یک مشکل دردسرساز-فوم در سیستم‌های بیولوژیکی مواجه می‌شوند. این فوم نه تنها بر ظاهر سطح آب تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند منجر به کاهش کیفیت پساب، از دست رفتن لجن، اتصال کوتاه در مخزن ته‌نشینی ثانویه و هزینه‌های اضافی مانند کف‌زدایی شیمیایی شود. چالش برانگیزتر این است که مشکلات فوم اغلب به ساختار جامعه میکروبی مربوط می شود. تکیه صرفاً بر روشهای فیزیکی یا شیمیایی کف زدایی بدون شروع با "تشخیص بیولوژیکی" تنها یک راه حل موقت است. امروز، ما با علل میکروبیولوژیکی کف همراه با روش‌های تشخیص و درمان عملیاتی شروع می‌کنیم تا به شما در درک و حل سیستماتیک این مشکل کمک کنیم.

تولید فوم به دلیل یک علت واحد نیست و معمولاً جنبه های زیر را شامل می شود:

1. تکثیر غیر طبیعی باکتری های رشته ای

از جمله نوکاردیا، رودوکوکوس و کاندیدا که دیواره سلولی آنها بسیار آبگریز است و به راحتی حباب های هوا را جذب کرده و آنها را تثبیت می کند.

2. زمان نگهداری بیش از حد طولانی لجن (SRT/MCRT)

باکتری های رشته ای در لجن کهنه دارای مزیت رقابتی بیشتری هستند که منجر به تشکیل کف می شود.

3. عدم تعادل مواد مغذی

وقتی نیتروژن و فسفر کافی نباشد یا غلظت مواد آلی خیلی زیاد باشد، باکتری های رشته ای راحت تر از باکتری های لخته تکثیر می شوند.

4. تأثیر مواد روغنی

برخی از باکتری های رشته ای توانایی تجزیه روغن ها را دارند. اگر پساب حاوی مقدار زیادی روغن حیوانی و گیاهی باشد، "منبع عالی کربن" را برای آنها فراهم می کند.

5. شرایط عملیاتی نامناسب

هوادهی بیش از حد و طراحی نامناسب مخزن ته نشینی ثانویه نیز می تواند منجر به شناور شدن کف و تشدید آن شود.

بنابراین، کف کردن هم یک پدیده بیولوژیکی و هم یک موضوع مدیریت فرآیند است.

باکتری های رشته ای نقش مهمی در تشکیل کف دارند. مشاهدات میکروسکوپی امکان "تشخیص فاز بیولوژیکی" سریع را فراهم می کند. در زیر برخی از "مقصرهای کف" رایج آورده شده است:

1. نوکاردیا (Gordona amarae)

خصوصیات مورفولوژیکی: سلول ها به صورت خوشه ای و منشعب هستند و زوایای انشعاب به زوایای قائم نزدیک می شوند. ساختار نسبتاً مقاوم است. 1. خطرات: سطح دارای یک لایه مومی آبگریز است که به راحتی حباب های هوا را به دام می اندازد و تثبیت می کند.

سناریوهای معمولی: معمولاً در سیستم‌هایی با پساب نفتی بالا و عمر لجن طولانی- یافت می‌شود.

2. Rhodococcus sp.

خصوصیات مورفولوژیکی: سلول ها با زوایای شاخه تیز منشعب می شوند.

خطرات: مشابه Nocardia، حباب های هوا را نیز جذب می کند و کف پایدار ایجاد می کند.

سناریوهای معمولی: اغلب همزمان با نوکاردیا، به ویژه در سیستم‌های نامتعادل{0}}مغذی رخ می‌دهد.

3. Candida sp.

خصوصیات مورفولوژیکی: زنجیره-شبیه رشته مروارید.

خطرات: یک لایه فوم ضخیم و پایدار روی سطح ایجاد می کند که به سختی از طریق رسوب جدا می شود.

سناریوهای معمولی: زمانی که پساب حاوی غلظت بالایی از مواد آلی به راحتی قابل تجزیه باشد، رایج تر است.

مشاهدات میکروسکوپی می تواند تعیین کند که فوم "رشته ای" یا "غیر{0}}رشته ای است، که برای استراتژی های درمانی بعدی بسیار مهم است.

بر اساس تجربه عملیاتی و دستورالعمل های مربوطه، تشخیص مشکلات فوم را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. مشاهده

آیا فوم ماندگار است؟ سفید، خاکستری یا قهوه ای است؟ ضخامت و سطح پوشش فوم چقدر است؟ آیا بوی همراهی دارد؟

2. معاینه میکروسکوپی

انواع و فراوانی باکتری های رشته ای را تعیین کنید. به طور همزمان، به ساختار لخته و فعالیت تک یاخته‌ها برای ارزیابی جامعه بیولوژیکی کلی سیستم توجه کنید.

3. نظارت بر پارامترهای فرآیند

MLSS، SVI، MCRT، نسبت F/M، اکسیژن محلول (DO)، و غیره. وجود روغن‌ها، سورفکتانت‌ها یا مواد سمی را در پساب بررسی کنید.

4. تجزیه و تحلیل سیستماتیک

بر اساس سوابق عملیاتی، رابطه بین فوم و بار، نسبت رفلکس، سرعت هوادهی، چرخه تخلیه لجن و غیره را تجزیه و تحلیل کنید.

حل مشکلات فوم نمی تواند تنها به کف زدا متکی باشد. این نیاز به یک رویکرد سه-جانبه دارد: "کنترل منبع + تنظیم فرآیند + مداخله شیمیایی در صورت لزوم." اقدامات متقابل رایج در زیر خلاصه شده است.

1. بهینه سازی پارامتر فرآیند
کنترل سن لجن و کوتاه کردن مناسب MCRT برای جلوگیری از تکثیر بیش از حد باکتری های رشته ای. MLSS را برای حفظ غلظت معقول تنظیم کنید، از سطوح بیش از حد بالا یا پایین اجتناب کنید. اکسیژن محلول کافی را حفظ کنید: DO معمولاً در 1.0 تا 3.0 میلی گرم در لیتر حفظ می شود تا از رشد باکتری های رشته ای بی هوازی جلوگیری شود.

2. مدیریت کیفیت آب نفوذی
برای فاضلاب حاوی سطوح بالای روغن، باید یک جداکننده روغن یا سیستم شناورسازی برای کاهش "تغذیه" باکتری های رشته ای نصب شود. اطمینان حاصل کنید که نسبت COD:N:P تقریباً در 100:5:1 حفظ می شود تا از عدم تعادل مواد مغذی جلوگیری شود.

3. اقدامات فیزیکی و شیمیایی

پاشش سطحی/هم زدن مکانیکی می تواند تجمع کف را کاهش دهد، اما این یک راه حل موقت است. افزودن کلر یا باکتری‌کش‌های انتخابی، مانند هیپوکلریت سدیم، امکان‌پذیر است، اما دوز باید به دقت کنترل شود تا از تأثیرگذاری بر لجن فعال به طور کلی جلوگیری شود. افزودن کف زدا برای تسکین کوتاه مدت مناسب است، اما اتکای طولانی مدت توصیه نمی شود.

4. مقررات بیولوژیکی

با تنظیم نسبت F/M و SRT، باکتری‌های لخته‌دار و تک یاخته‌ها می‌توانند غالب شوند و در نتیجه باکتری‌های رشته‌ای را سرکوب کنند. اگر باکتری های رشته ای بیش از حد در سیستم تکثیر شوند، می توان تلقیح با لجن فعال که عمدتاً از لخته های سالم تشکیل شده است در نظر گرفت.

نتیجه گیری
مشکلات مه‌آلودگی در سیستم‌های بیولوژیکی اساساً مظهر عدم تعادل اکولوژیکی میکروبی است. از طریق تشخیص بیوفاز، ما می‌توانیم به سرعت مقصر را شناسایی کنیم و تنها با ترکیب بهینه‌سازی فرآیند و مدیریت عملیاتی می‌توان مشکل را به طور اساسی حل کرد. برای اپراتورهای خط مقدم، تسلط بر مهارت‌های مشاهده میکروسکوپی و تفکر تشخیصی فرآیند، توانایی آن‌ها را برای حل مشکلات پیچیده بسیار افزایش می‌دهد. تصفیه فاضلاب تنها ترکیبی از علم شیمی و فیزیک نیست، بلکه دنیایی از میکروارگانیسم ها نیز هست. درک "قوانین زیست محیطی" آنها برای تسلط واقعی بر این سیستم ضروری است.