درک مشاهده فاز بیولوژیکی در یک مقاله

دیگر هیچ ترسی در راه اندازی سیستم های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب وجود ندارد!

فرآیند لجن فعال نقش مهمی در تصفیه فاضلاب ایفا می کند و به طور گسترده در داخل و بین المللی مورد مطالعه قرار گرفته است. مشاهده فاز بیولوژیکی لجن فعال در طول تصفیه فاضلاب و تجزیه و تحلیل تغییرات در جامعه بیولوژیکی برای عملکرد عادی طولانی مدت سیستم‌های تصفیه فاضلاب اهمیت راهنما دارد.

این مقاله با معرفی روش‌های مشاهده فاز بیولوژیکی در فرآیند لجن فعال، نقش شاخص آن در تصفیه فاضلاب را مورد بحث قرار می‌دهد و راهنمایی برای بهره‌برداری و مدیریت مؤثر سیستم‌های تصفیه فاضلاب ارائه می‌کند.

چرا فاز بیولوژیکی می تواند وضعیت یک سیستم فاضلاب را منعکس کند؟

اصل این است که میکروارگانیسم ها، تک یاخته ها و متازوئرها در لجن فعال اکسید شده و مواد آلی موجود در فاضلاب را تحت شرایط هوادهی به CO2 و H2O تجزیه می کنند. برخی از مواد معدنی مانند PO43-، NH3 و H2S تجزیه می شوند و انرژی تولید شده در طی این فرآیند برای رشد و تولید مثل خود میکروارگانیسم ها استفاده می شود.

با هجوم مداوم فاضلاب، فاز بیولوژیکی به طور مداوم رشد می کند و در فاضلاب تکثیر می شود و در نهایت یک اکوسیستم نسبتاً پایدار با عملکردهای تخریب خاصی را تشکیل می دهد.

تشکیل این اکوسیستم پایدار از یک محیط رشد مطلوب برای مراحل بیولوژیکی از جمله دما، pH، بار آلی، غلظت آنتی بیوتیک و تامین اکسیژن بهره می برد. هنگامی که عوامل کنترل کننده در سیستم تصفیه فاضلاب تغییر می کند، انواع، کمیت ها و عملکردهای فعال فازهای مختلف بیولوژیکی در لجن فعال نیز بر این اساس تغییر می کند.

تغییرات فاز بیولوژیکی لجن فعال در سیستم تصفیه تا حدی نشان دهنده کیفیت و وضعیت عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب است.

بنابراین با مشاهده تغییرات کمیت فازهای بیولوژیکی و لجن فعال در سیستم تصفیه فاضلاب می توان به وضعیت بهره برداری و کیفیت سیستم تصفیه فاضلاب پی برد و شرایط بهره برداری را به موقع تنظیم کرد تا فاز بیولوژیکی تغییر کند و از ادامه عملکرد عادی سیستم تصفیه اطمینان حاصل شود. در حال حاضر، مشاهده فاز بیولوژیکی در سیستم های تصفیه فاضلاب به طور گسترده ای در زمینه تصفیه آب استفاده می شود.

روشهای مشاهده فاز بیولوژیکی لجن فعال

عملکرد ته نشینی لجن فعال

لجن فعال تازه را بردارید، آن را در یک سیلندر مدرج 100 میلی لیتری قرار دهید، بگذارید برای مدت معینی بماند، و سرعت ته نشین شدن لجن، تمیز بودن سطح لجن-آب، و شفاف بودن مایع رویی و غیره را با دقت مشاهده کنید.

مشاهده فاز بیولوژیکی لجن فعال

قبل از مشاهده، نمونه را کاملاً مخلوط کنید. با استفاده از یک پیپت با قطر بزرگ- (تضمین دسترسی آسان به لجن فعال)، 0.05 میلی لیتر از نمونه را روی یک لام شیشه ای پیپت کنید، با یک ورقه پوششی بپوشانید و زیر میکروسکوپ مشاهده کنید. در ابتدا، با بزرگنمایی 100 برابر، کل میدان دید را بررسی کنید تا به درک اولیه از فاز بیولوژیکی نمونه، از جمله وضعیت لخته‌ها، اندازه ذرات، تراکم، و جمعیت‌های مشاهده‌شده تک یاخته‌ها و فرا یاخته‌ها برسید.

بزرگترین موجودات را در فاز بیولوژیکی شناسایی کنید، زیرا اینها تا حد زیادی زمان اقامت لجن را نشان می دهند. هنگامی که مشاهده با بزرگنمایی 100 برابر کافی نیست، از بزرگنمایی 400 برابر استفاده کنید. قسمت های دهانی، موقعیت ها و اعداد چسبندگی تاژک ها، الگوهای اتصال مژگانی مژگانی و رشد قارچ رشته ای مهم هستند. اینها برای مشاهده واضح نیاز به بزرگنمایی 400 برابر یا بیشتر دارند.

نقش شاخص مشاهده فاز بیولوژیکی لجن فعال

ساختار لجن فعال

خواص فیزیکی و بیولوژیکی مختلف لجن فعال به طور عینی وضعیت عملیاتی فرآیند تصفیه فاضلاب را منعکس می کند.

اگر در حین مشاهده، لخته‌های لجن فعال بزرگ، با لبه‌های شفاف و ساختار متراکم، مشخص شد که خاصیت جذب و ته‌نشینی خوبی از خود نشان می‌دهند، نشان‌دهنده این است که سیستم تصفیه فاضلاب به خوبی کار می‌کند و می‌تواند به طور موثر لجن و آب را در فرآیندهای تصفیه بعدی جدا کند و در نتیجه کیفیت پساب خوبی را به همراه داشته باشد.

آب بین لخته ها را برای هر گونه جامدات معلق (SS) مشاهده کنید. غلظت بالاتر SS نشان دهنده مقدار زیادی جامدات معلق در فاضلاب است. هنگامی که سیستم تصفیه خراب می شود، ساختار لجن شل می شود، لخته ها کوچکتر می شوند و تعداد زیادی تک یاخته و متازوئرها از جمله پارامسیوم، کرم های لوبیا{2}شکل، کرم های نفروتیک، آمیب ها و تریکوموناها ظاهر می شوند. این نشان دهنده عملکرد ضعیف ته نشینی لجن و جداسازی ناکارآمد لجن-آب است که بر کیفیت پساب تأثیر می گذارد.

نشانگر فاز بیولوژیکی

(1) نقش شاخص تک یاخته و متازوآ

نشانگر بار نفوذی:

در لجن فعال معمولی، فاز بیولوژیکی نسبتاً پایدار باقی می ماند و تک یاخته ها عمدتاً از گونه هایی مانند Entomopathia، Vorticostella و Rotifers تشکیل شده اند. هنگامی که متازوئرهای بالاتری مانند خرس{1}}مثل حشرات و کفشدوزک ظاهر می‌شوند، نشان می‌دهد که بار ورودی فاضلاب کم است. هنگامی که سیستم تصفیه برای مدت طولانی با بار کم کار می کند و وارد پیری می شود، میکرو متازوئن ها مانند روتیفرها و نماتدها ظاهر می شوند.

در این زمان، بار لجن باید افزایش یابد. هنگامی که تعداد تک یاخته ها در لجن فعال به طور قابل توجهی در مقایسه با حالت عادی کاهش می یابد و برخی از تک یاخته ها مانند روبنده هایی که در شرایط بار کم ظاهر می شوند ناپدید می شوند و هیچ متازوئدی ظاهر نمی شود، نشان دهنده این است که بار ورودی بسیار زیاد است و آمیب ها و برخی تاژکداران کوچک غالب هستند [2]. در این زمان برای کاهش بار لجن و حفظ عملکرد طبیعی سیستم باید اقداماتی مانند کاهش ورودی فاضلاب و کاهش تخلیه لجن انجام شود.

نشانگر اکسیژن محلول:

هنگامی که اکسیژن محلول در لجن فعال ناکافی باشد، تک یاخته هایی مانند آتوروا، باکتری های گوگردی، عقرب و نئوفرماسیون اغلب ظاهر می شوند. در همان زمان، تحت بار زیاد و هوادهی ناکافی، تعداد زیادی تاژکدار کوچک ظاهر می شود. در این زمان باید اقداماتی مانند افزایش هوادهی برای افزایش اکسیژن محلول انجام شود. هنگامی که اکسیژن محلول بالا باشد، ارگانیسم هایی مانند آمیب، سارکوداکتیلوس و روتیفرها اغلب ظاهر می شوند. در این زمان برای افزایش غلظت لجن و کاهش بار لجن باید اقداماتی مانند کاهش هوادهی و افزایش نسبت برگشت لجن انجام شود.

نشانگر pH فاضلاب:

هنگامی که فاضلاب بسیار قلیایی است، پدیده هایی مانند پساب کدر، تجزیه لجن فعال، مرگ و تجزیه تک یاخته ها و کاهش راندمان تصفیه اغلب رخ می دهد. اسید باید به موقع اضافه شود تا خنثی شود. هنگامی که اسیدیته بیش از حد قوی است، مخزن تصفیه لجن فعال اغلب بوی ترش می دهد، راندمان تصفیه کاهش می یابد و فعالیت فازهای مختلف بیولوژیکی کاهش می یابد. در این زمان باید قلیایی به موقع اضافه شود تا تنظیم شود.

(2) نقش شاخص تغییرات در اندازه جمعیت همان ارگانیسم

در شرایط عملیاتی عادی، سیستم تصفیه فاضلاب مقدار و تنوع نسبتاً پایداری از ارگانیسم ها را حفظ می کند. برعکس، زمانی که نوع و کمیت موجودات به طور قابل توجهی در نوسان است، نشان می دهد که محیط سیستم تصفیه فاضلاب در حال تغییر است.

هنگامی که تعداد زیادی باکتری رشته ای در لجن ظاهر می شود، نشان می دهد که لجن قبلاً حجیم شده است یا در شرف حجیم شدن است. اینها شامل باکتری هایی مانند *Sphaerocephala*، *Thiobacillus benziii*، *Nocardia* و کپک ها هستند. اقدامات مربوطه باید به سرعت برای مهار رشد باکتری های رشته ای، تنظیم شرایط مختلف درمان سیستم و حفظ عملکرد پایدار سیستم تصفیه انجام شود.

هنگامی که ساختار لخته شل است، لخته های کوچک به غذا برای روتیفرهای خاصی تبدیل می شوند. با غذای فراوان، روتیفرها بیش از حد تکثیر می شوند. در این حالت، لجن کهنه می شود و باید اقدامات مناسب دفع لجن برای از بین بردن آسیب های ناشی از پیری لجن به اثر تصفیه آب انجام شود. تک یاخته ها و برخی از جانوران ریز{3}}به سموم حساس تر از خود سموم هستند. الیاف محافظ یک شاخص مهم در لجن فعال هستند. هنگامی که این نوع لجن به سرعت کاهش می یابد، نشان دهنده وجود مواد سمی در فاضلاب است. نیاز به درمان به موقع دارد.

خلاصه

لجن فعال یک اکوسیستم نسبتاً پایدار با عملکرد تخریب مشخص است. تشکیل این اکوسیستم پایدار از یک محیط رشد مطلوب برای جامعه بیولوژیکی بهره می برد. هنگامی که شرایط محیطی در سیستم تصفیه فاضلاب تغییر کند، جامعه بیولوژیکی مربوطه نیز تغییر خواهد کرد. تغییرات در جامعه بیولوژیکی تا حدی منعکس کننده کیفیت و وضعیت سیستم تصفیه فاضلاب است.

در بهره برداری و مدیریت سیستم های تصفیه فاضلاب با مشاهده تغییرات فاز بیولوژیکی لجن فعال می توان وضعیت عملیاتی سیستم را بررسی کرد. این امکان شناسایی به موقع مشکلات و اجرای اقدامات برای اطمینان از عملکرد مداوم و پایدار را فراهم می کند. با این حال، فاز بیولوژیکی لجن فعال در مناطق مختلف و تصفیه خانه های فاضلاب به دلیل تفاوت در کیفیت آب، فرآیندهای تصفیه و انواع فاضلاب به طور قابل توجهی متفاوت است.

بنابراین، در عمل، در نظر گرفتن شرایط خاص و بررسی رابطه بین تغییرات کیفیت آب و تغییرات فاز بیولوژیکی در موارد مناسب ضروری است. رعایت این تغییرات باعث هدایت بهتر بهره برداری و مدیریت تصفیه خانه های فاضلاب می شود.