A levegőztető tartályokban vagy a másodlagos ülepítő tartályokban nagyszámú fonalas mikroorganizmus jelenhet meg, aminek következtében a hab lebeg és felhalmozódik a víz felszínén. Ez a szennyvízben megnövekedett szerves anyag és lebegőanyag-koncentrációhoz vezethet, kellemetlen szagokat vagy káros gázokat generálhat, csökkentheti az oxigénszállítás hatékonyságát a mechanikus levegőztető rendszerekben, és túlzott felületi habképződést okozhat a későbbi iszapfeltárás során.
A kémiai habzásgátlók válogatás nélküli használatát azonban kerülni kell a biológiai hab szabályozása során.
Miért keletkezik biológiai hab?
Amikor gázt vezetünk be a folyadékba, a folyadék kitágul és körülveszi a gázt, habot képezve.
A hab képződéséhez és stabilitásához három alapvető feltétel szükséges: légbuborékok, felületaktív anyagok és hidrofób részecskék.
Légbuborékok főleg az aerob levegőztetés során keletkeznek.
A felületaktív anyagok a befolyóból származnak, és az eleveniszapban lévő mikroorganizmusok is szintetizálják őket.
A biológiai tartályban lévő hidrofób részecskék az eleveniszapban hidrofób sejtfelületű mikroorganizmusokból származnak.
Hogyan határozzuk meg a habzási kapacitást
A legegyszerűbb módszer a szabványos levegőztetési sebességek szimulálása egy meghatározott térfogatú eleveniszapot tartalmazó mérőhengerben, majd a habot osztályozzák térfogata és időbeli stabilitása alapján.
Az ismételt flotáció a levegőztetés előtti és utáni lebegőanyag-tömeg arányának mérésével is alkalmazható.
Mindkét módszer gyors eredményeket biztosít, de előfordulhat, hogy nem tükrözi pontosan a levegőztető tartály aktuális állapotát.
A sejtfelszíni hidrofób tesztek során a mikroorganizmusokat elosztják a vizes és a hidrofób fázisok között kevert oldatban. A habképző képességet a vizes fázis abszorbanciájának mérésével határozzuk meg a kezelés előtt és után. Ez a módszer jól működik tiszta kultúrákban, de könnyen befolyásolják a valódi szennyvízben lévő összetett anyagok.
A felületi feszültség módszere azt a tényt használja ki, hogy a habot{0}}képző baktériumok csökkentik az oldat felületi feszültségét. Ez a módszer alkalmazható mind a tényleges iszapkeverékre, mind a tiszta kultúrákra, de az eredményeket a szennyvíz összetétele is befolyásolja.
A hab{0}}hab-index hét paraméter segítségével értékeli a hab biológiai jellemzőit: hab színe, buborékmérete, stabilitása, lefedettségi területe, fonalas baktériumok jelenléte, habzási potenciál és teljes lebegőanyag-tartalom. Az egyes paraméterekhez különböző súlyokat rendelünk útelemzés és szerkezeti egyenletmodellezés segítségével a végső index kiszámításához.
A hab{0}}hab index erős lineáris korrelációt mutat a biológiai habzás súlyosságával.
Mikroorganizmusokat okozó biológiai habok{0}}típusai
1. Nocardioid fonalas baktériumok
Hosszú ideig a Nocardioid fonalas baktériumokat tekintették a biológiai hab elsődleges okozójának. Más Gram{1}}pozitív fonalas baktériumokról is kimutatták, hogy hozzájárulnak az iszap súlyos tömegesedéséhez és a hab felhalmozódásához.
A „nocardioid” olyan fonalas baktériumokra utal, amelyek mikroszkóp alatt aktinomyceta-szerű megjelenésűek. Heterotróf, aerob, Gram{2}}pozitív baktériumok, valódi elágazással.
Izzószál hossza: jellemzően 5,0-30 μm
Szélesség: kb 1,0 μm
Sejtek: szabálytalan alakúak, burok nélkül
Növekedés: kapcsolódó növekedés, nem{0}}mozgás
Ezek a baktériumok erős tápanyagraktározási képességgel rendelkeznek, így túlélnek és felhalmozódnak tápanyag-{0}}korlátozott habos környezetben.
Szén-, nitrogén- és foszforforrások széles skáláját tudják hasznosítani, versenyelőnyt biztosítva számukra-különösen a bőségesen hidrofób szubsztrátot tartalmazó szennyvízben.
2. Mikrofilamentumos baktériumok
Ezek a baktériumok körülveszik az eleveniszapos pelyhek belsejét és felületét.
Szélesség: 0,6-0,8 μm
Hossza: 50-200 μm
Nem tartalmaznak látható egyedi sejteket a szálakon belül, és nem rendelkeznek արտաքին burkolattal. A szálak elágazatlanok és nem{1}}mozgóak.
Ezek a baktériumok érzékenyek a magas oxigénkoncentrációra, és mikroaerob körülmények között szaporodnak a legjobban.
Biológiai habzást befolyásoló tényezők
1. Hőmérséklet
A habzás gyakran szezonális ingadozást mutat, és a hőmérséklet kulcsfontosságú befolyásoló tényező. Bár a hőmérséklet nem okozhat közvetlenül habzást, más változókat, például az oxigén oldhatóságát és a zsíroldékonyságot vízben befolyásolja.
2. Iszapkor
A habot-termelő fonalas baktériumok lassan{1}}növő mikroorganizmusok, hosszú életciklussal. A meghosszabbított iszapkor elősegíti növekedésüket.
A hosszú hidraulikus visszatartási idővel rendelkező, kis-terhelésű szennyvíztisztító telepeken a hosszú levegőztető rendszerek hajlamosabbak a habzásra. A habképződés után a retenciós ideje független lesz az iszap levegőztető tartályban való tartózkodási idejétől, ami tartós és stabil habot eredményez.
3. pH
A települési szennyvíz pH-ja jellemzően 6,0 és 8,0 között van. A pH-érték 5,0–5,6-ra csökkentése segíthet csökkenteni a habképződést.
Nocardioid baktériumok: optimális pH ≈ 6,5
Mikroszálas baktériumok: optimális pH 7,1-8,0
Ez megmagyarázza, hogy a tiszta oxigénes levegőztető rendszerek miért hajlamosabbak a habzásra, mint a levegős levegőztető rendszerek. A levegő levegőztetésében az átlagos pH 7,0 körül van, míg a tiszta oxigénes rendszerekben közelebb van a 6,5-hez.
4. Oldott oxigén (DO)
A nocardioid baktériumok szigorúan aerobok, és nem tudnak anaerob vagy anoxikus körülmények között szaporodni.
A mikroszálas baktériumok az oxigénszintek szélesebb skáláját képesek elviselni, de a legjobban alacsony -oxigén (mikroaerob) körülmények között fejlődnek.
Alacsony DO: elősegíti a mikroszálas baktériumok növekedését
High DO (>6 mg/L): gátolja a mikroszálas baktériumokat
Hogyan szabályozzuk a biológiai habot
1. Fiziko-kémiai módszerek
Fizikai módszerek:
Vízpermetezés: egyszerű, de hosszú távon hatástalan-, mivel diszpergált hab marad a rendszerben
Kézi vagy mechanikus eltávolítás: növeli az üzemeltetési költségeket és kihívást jelent az ártalmatlanításban
Kémiai módszerek:
Oxidálószerek/fertőtlenítőszerek: klór, hipoklórsav, hidrogén-peroxid, ózon, kvaterner ammóniumsók
Koagulánsok: poliakrilamid, polialumínium-klorid, vas-klorid, vas-klorid
Ezek a módszerek csak átmeneti enyhülést nyújtanak, mivel nem kezelik a kiváltó okokat. A fertőtlenítőszerek az eleveniszapos rendszert is károsíthatják, mivel elpusztítják a hasznos mikroorganizmusokat.
A habzásgátlók válogatás nélküli használata nem javasolt, mivel ezek főként kémiai habokra hatásosak, nem a stabilabb biológiai habokra.
2. Az iszap korának szabályozása
Az iszapvisszatartási idő (SRT) csökkentése a leghatékonyabb módszer a biológiai hab szabályozására.
Ez a megközelítés biológiai szelekciós mechanizmusként működik, a hab hosszabb növekedési ciklusát{0}}használva, aminek következtében a mikroorganizmusok elnyomják vagy eltávolítják őket a rendszerből.
3. Selector Technology
Egy (anaerob, anoxikus vagy aerob) szelektor felszerelése a levegőztető tartály elé hatékonyan szabályozhatja a fonalas baktériumokat.
A szelektor egy keverési zóna, ahol a visszavezetett iszap kölcsönhatásba lép a befolyó szennyvízzel, mielőtt a levegőztető tartályba kerül. Elősegíti a biológiailag könnyen lebomló szerves anyagok gyors felvételét.
A szelektorok funkciói:
Elősegíti a pehely{0}}képző baktériumokat
Gátolja a fonalas baktériumok növekedését
Csökkentse az iszap tömegesedését és a biológiai habzást
A mikrobiális populáció eloszlásának szabályozása
A válogatók a következőkre oszthatók:
Aerobic
Anoxikus
Anaerob