In de dagelijkse werking van afvalwaterzuiveringsinstallaties is het actiefslibproces de meest gebruikte technologie. Veel operators worden echter geconfronteerd met een lastig probleem:-schuim in biologische systemen. Dit schuim beïnvloedt niet alleen het uiterlijk van het wateroppervlak, maar kan ook leiden tot verslechtering van de kwaliteit van het effluent, slibverlies, kortsluiting- in de secundaire bezinkingstank en extra kosten zoals chemische ontschuiming. Een grotere uitdaging is dat schuimproblemen vaak verband houden met de microbiële gemeenschapsstructuur; uitsluitend vertrouwen op fysische of chemische ontschuimingsmethoden zonder te beginnen met "biologische diagnose" is slechts een tijdelijke oplossing. Vandaag beginnen we met de microbiologische oorzaken van schuim, gecombineerd met operationele diagnose en behandelmethoden, om u te helpen dit probleem systematisch te begrijpen en op te lossen.
I. Waarom verschijnt schuim in biologische systemen?
Het ontstaan van schuim heeft niet één oorzaak en kent doorgaans de volgende aspecten:
1. Abnormale proliferatie van filamenteuze bacteriën
Waaronder Nocardia, Rhodococcus en Candida, waarvan de celwanden zeer hydrofoob zijn, gemakkelijk luchtbellen adsorberen en deze stabiliseren.
2. Te lange slibretentietijd (SRT/MCRT)
Filamenteuze bacteriën in verouderd slib hebben een groter concurrentievoordeel, waardoor schuimvorming ontstaat.
3. Onevenwicht in voedingsstoffen
Wanneer stikstof en fosfor onvoldoende zijn of de concentratie organische stof te hoog is, vermenigvuldigen filamenteuze bacteriën zich gemakkelijker dan vlokkige bacteriën.
4. Invloed van olieachtige stoffen
Sommige filamenteuze bacteriën hebben het vermogen oliën af te breken. Als het influent een grote hoeveelheid dierlijke en plantaardige oliën bevat, levert het deze een "uitstekende koolstofbron" op.
5. Onjuiste bedrijfsomstandigheden
Overmatige beluchting en een onjuist ontwerp van de recirculatie van de secundaire bezinktank kunnen ook leiden tot het opdrijven van schuim en verergering ervan.
Daarom is schuimvorming zowel een biologisch fenomeen als een procesmanagementprobleem.
II. Microscopische kenmerken van typische filamenteuze bacteriën
Filamenteuze bacteriën spelen een cruciale rol bij de vorming van schuim. Microscopische observatie maakt een snelle ‘biologische fasediagnose’ mogelijk. Hieronder staan enkele veelvoorkomende ‘schuimboosdoeners’:
1. Nocardia (Gordona amarae)
Morfologische kenmerken: Cellen zijn geclusterd en vertakt, waarbij de vertakkingshoeken een rechte hoek benaderen; de structuur is relatief robuust. 1. Gevaren: het oppervlak heeft een hydrofobe wasachtige laag, die gemakkelijk luchtbellen opsluit en stabiliseert.
Typische scenario's: komen vaak voor in systemen met een hoog-olieafvalwatergehalte en een lange slibleeftijd.
2. Rhodococcus sp.
Morfologische kenmerken: Cellen zijn vertakt met scherpe vertakkingshoeken.
Gevaren: Net als Nocardia absorbeert het ook luchtbellen, waardoor aanhoudend schuim ontstaat.
Typische scenario's: treedt vaak gelijktijdig op met Nocardia, vooral in voedingsstof-onevenwichtige systemen.
3. Candida sp.
Morfologische kenmerken: ketting-achtig, lijkt op een parelsnoer.
Gevaren: Vormt een dikke, stabiele schuimlaag op het oppervlak die moeilijk te verwijderen is door sedimentatie.
Typische scenario's: komen vaker voor als het influent hoge concentraties gemakkelijk afbreekbaar organisch materiaal bevat.
Microscopische observatie kan bepalen of het schuim 'filamenteus' of 'niet-filamenteus' is, wat cruciaal is voor daaropvolgende behandelstrategieën.
III. Diagnostische aanpak voor schuimproblemen in biologische behandelingssystemen
Op basis van operationele ervaringen en relevante richtlijnen kan de diagnose van schuimproblemen in de volgende stappen worden onderverdeeld:
1. Observatie
Is het schuim persistent? Is het wit, grijs of bruin? Wat is de dikte en het dekkingsgebied van het schuim? Is er een begeleidende geur?
2. Microscopisch onderzoek
Bepaal de soorten en overvloed aan filamenteuze bacteriën. Besteed tegelijkertijd aandacht aan de vlokstructuur en protozoënactiviteit om de algehele biologische gemeenschap van het systeem te beoordelen.
3. Bewaking van procesparameters
MLSS, SVI, MCRT, F/M-verhouding, opgeloste zuurstof (DO), etc. Controleer op de aanwezigheid van oliën, oppervlakteactieve stoffen of giftige stoffen in het influent.
4. Systematische analyse
Analyseer op basis van operationele gegevens de relatie tussen schuim en belasting, refluxverhouding, beluchtingssnelheid, slibafvoercyclus, enz.
IV. Methoden voor het omgaan met schuimproblemen
Het oplossen van schuimproblemen kan niet uitsluitend op ontschuimers berusten; het vereist een drie-aanpak: "broncontrole + procesaanpassing + chemische interventie wanneer dat nodig is." Hieronder worden de gebruikelijke tegenmaatregelen samengevat.
1. Optimalisatie van procesparameters
Houd de slibleeftijd onder controle en verkort de MCRT op passende wijze om overmatige proliferatie van draadvormige bacteriën te voorkomen. Pas de MLSS aan om een redelijke concentratie te behouden en vermijd extreem hoge of lage niveaus. Handhaaf voldoende opgeloste zuurstof: DO wordt over het algemeen gehandhaafd op 1,0 ~ 3,0 mg/l om de groei van anaerobe filamenteuze bacteriën te voorkomen.
2. Invloedrijk waterkwaliteitsbeheer
Voor afvalwater dat veel olie bevat, moet een olieafscheider of flotatiesysteem worden geïnstalleerd om de "toevoer" van draadvormige bacteriën te verminderen. Zorg ervoor dat de CZV:N:P-verhouding op ongeveer 100:5:1 wordt gehouden om een onevenwicht aan voedingsstoffen te voorkomen.
3. Fysische en chemische maatregelen
Oppervlakspuiten/mechanisch roeren kan de schuimophoping verminderen, maar dit is een tijdelijke oplossing. Het toevoegen van chloor of selectieve bactericiden, zoals natriumhypochloriet, is mogelijk, maar de dosering moet zorgvuldig worden gecontroleerd om te voorkomen dat het actiefslib als geheel wordt aangetast. Het toevoegen van ontschuimers is geschikt voor verlichting op de korte-termijn, maar vertrouwen op de lange- termijn is niet aan te raden.
4. Biologische regulatie
Door de F/M-verhouding en SRT aan te passen kunnen vlokkige bacteriën en protozoa dominant worden, waardoor draadvormige bacteriën worden onderdrukt. Als filamenteuze bacteriën zich in het systeem excessief vermenigvuldigen, kan inenting met actief slib dat voornamelijk uit gezonde vlokken bestaat, worden overwogen.
Conclusie
Fogging-problemen in biologische systemen zijn in wezen een manifestatie van microbiële ecologische onevenwichtigheid. Door middel van biofasediagnose kunnen we de boosdoener snel identificeren, en alleen door procesoptimalisatie en operationeel management te combineren kan het probleem fundamenteel worden opgelost. Voor frontlijnoperatoren zal het beheersen van microscopische observatievaardigheden en procesdiagnostisch denken hun vermogen om complexe problemen op te lossen aanzienlijk vergroten. Afvalwaterzuivering is niet alleen een combinatie van scheikunde en natuurkunde, maar ook een wereld van micro-organismen. Het begrijpen van hun ‘ecologische regels’ is essentieel om dit systeem echt onder de knie te krijgen.