Det biologiske rensningssystem er kerneenheden i et spildevandsrensningsanlæg, og unormal skumdannelse er et af de mest almindelige problemer under drift. For meget skum reducerer ikke kun beluftningseffektiviteten, fører til tab af slam og forringer spildevandskvaliteten, men løber også over i tanken, korroderer udstyr og udsender lugte, der påvirker det omgivende miljø. Frembringelsen af skum er i det væsentlige resultatet af koblingen af tre faktorer: "overfladeaktive stoffer i vandet + tilstrækkelig luftkilde + stabil boblestruktur." Årsagerne til skumdannelse adskiller sig væsentligt i forskellige stadier, hvilket kræver målrettede foranstaltninger.
I. Hovedstadier af skumdannelse og underliggende årsager i biologiske behandlingssystemer
(I) Forbehandlingstrin (Influent Lift Pumpe Station, Primær sedimentationstankudgang)
Dette er stadiet, hvor skum først dukker op i systemet. Det er for det meste ikke-biokemisk skum, kendetegnet ved at være hvidt, løst, let knækket og mangler tydelig klæbrighed.
Kerneårsagen er tilstedeværelsen af eksogene overfladeaktive stoffer i influenten: For det første er der store mængder syntetiske overfladeaktive stoffer såsom rengøringsmidler, brusegeler og vaskevæsker i husholdningsspildevand. Disse stoffer har en hydrofil ende og en hydrofob ende, hvilket væsentligt reducerer vandets overfladespænding. For det andet er der animalske og vegetabilske olier fra storkøkkenspildevand og emulgatorer og dispergeringsmidler fra industrispildevand. For det tredje er der naturlige overfladeaktive stoffer, såsom oliepletter, udstødningsaflejringer fra køretøjer og humusstoffer, der ophobes på overfladen ved indledende regnvandsafstrømning. Når disse stoffer kommer ind i systemet med indløbet, under omrøring af boosterpumpens løbehjul og den turbulente strømning ved indløbet af den primære sedimentationstank, trækkes luft ind i vandet og danner et stort antal stabile bobler, som aggregerer og danner skum. Hvis industrispildevand udledes i en bølge, vil skummet stige hurtigt i løbet af kort tid og dækker endda hele overfladen af den primære bundfældningstank.
(II) Beluftningstank (aerobic sektion, det mest koncentrerede og genstridige skumområde)
Beluftningstanken er kernen i den biokemiske reaktion og også det mest komplekse område for skumproblemer. Det indeholder både ikke-biokemisk skum og biologisk skum, hvor biologisk skum er det sværeste at håndtere.
1. Ikke-biokemisk skum
Årsagerne ligner dem i forbehandlingsstadiet, men den kontinuerlige og rigelige beluftning fra beluftningssystemet resulterer i større skumvolumen og længere varighed. Foruden overfladeaktive stoffer, der bæres af influenten, er to specifikke medvirkende faktorer: For det første fører overdreven beluftningsintensitet til alt for små og talrige bobler, der er svære at rejse sig og bryde; for det andet bevirker en pludselig stigning i koncentrationen af organisk stof i indløbet, at mellemprodukter af mikrobiel metabolisme (såsom fedtsyrer og polysaccharider) øger vandets overfladeaktivitet, hvilket forværrer skumdannelsen. Denne type skum forsvinder normalt af sig selv, efter at den indstrømmende vandkvalitet har stabiliseret sig.
2. Biologisk skum (der står for over 70 % af skumproblemerne i biologiske behandlingstanke)
Dette er forårsaget af overdreven spredning af specifikke filamentøse mikroorganismer. Den er kendetegnet ved en brunlig-rød, tyktflydende, cremet konsistens, der er svær at bryde og kan akkumulere til en tykkelse på ti centimeter, endda flyde over tanken. Kerneårsagen er dominansen af filamentøse bakterier (hovedsageligt Nocardia, Microfilamenta og Sulfothermia) i konkurrence. Deres mycelier strækker sig fra flokoverfladen, flettes sammen for at danne et stabilt bobleskelet og fastgør boblerne på plads.
Nøgledriftsbetingelser, der udløser overdreven spredning af filamentøse bakterier, omfatter: 1) Overdrevent lang slamalder: Filamentøse bakterier såsom Nocardia har en generationstid på 5-7 dage, meget længere end almindelige flokdannende-bakterier. Når slamalderen overstiger 10 dage, akkumuleres trådformede bakterier i store mængder. 2) Utilstrækkelig organisk belastning: Trådformede bakterier har et stort specifikt overfladeareal og kan nemmere få mad under lave-næringsforhold. 3) Egnet vandtemperatur: 15{5{11} den optimale temperatur for reproduktionen er 15{5{11} mikrofilamentøse bakterier; derfor er forår og efterår spidsperioder for biologisk skumning. 4) Utilstrækkelige nitrogen- og fosfornæringsstoffer: Når kulstof-til-nitrogenforholdet eller kulstof-til-phosphorforhold er for højt, er væksten af fnug{17} af bakterier, mens bakterier har en lavere efterspørgsel efter nitrogen og fosfor og vil drage fordel af dette til at formere sig. 5) Lavt opløst oxygen: Filamentøse bakterier, såsom mikrofilamentøse bakterier, kan overleve i miljøer med lavt iltindhold, mens flokdannende bakterier kræver højere opløst oxygen. 6) Overdreven pH-udsving i det alkaliske miljø og fremmer kraftige pH-udsving eller fluktuationer: spredning af filamentøse bakterier.
(III) Sekundær bundfældningstank
Skummet i den sekundære bundfældningstank er for det meste "sekundært skum", der stammer fra tre hovedkilder: For det første strømmer skum dannet i beluftningstanken ind i den sekundære bundfældningstank med den blandede væske og akkumuleres på overfladen. For det andet er denitrifikationsskum, en unik type skum i den sekundære bundfældningstank, karakteriseret ved sin grå farve og fine slampartikler, der ofte forekommer om sommeren eller under denitrifikationsprocesser. Når slammet i bunden af den sekundære bundfældningstank forbliver for længe, og opløst ilt er utilstrækkeligt, reducerer denitrificerende bakterier nitrater til nitrogengas. Små nitrogengasbobler klæber til slamflokkene og får dem til at flyde og danne skum. For det tredje opstår slamforrådnelsesskum, når slam ikke udledes fra den sekundære bundfældningstank rettidigt, hvilket fører til anaerob forrådnelse af bundslammet, hvilket producerer gasser såsom svovlbrinte og metan, som fører slammet til overfladen og danner sort skum ledsaget af en dårlig lugt.
(IV) Slamretur og overskydende slamsystem
Skummet i dette trin er for det meste "cirkulerende skum", forårsaget af: 1) Returneret slam, der bærer skum genereret i beluftningstanken tilbage til den biologiske behandlingstank, hvilket skaber en ond cirkel; 2) Utilstrækkelig udledning af overskydende slam, hvilket fører til overdrevent lang slamalder i systemet, hvilket yderligere forværrer spredningen af filamentøse bakterier; 3) Skum dannet i slamfortykningstanken og rådnetanken, der strømmer tilbage til den biologiske behandlingsbeholder med supernatanten, hvilket indfører store mængder overfladeaktive stoffer og trådformede sporer.
II. Præcise modforanstaltninger for forskellige typer skum
(I) Modforanstaltninger for ikke-biokemisk skum
Kernen er "kildekontrol + fysisk eliminering", hvilket minimerer brugen af kemiske skumdæmpere.
1. Kildekontrol: Styrk tilsynet med industrispildevandsadgang, hvilket kræver, at udledervirksomheder for-behandler spildevand, der indeholder overfladeaktive stoffer og fedt; konstruere indledende regnvandsopfangningstanke for at forhindre indledende regnvand i at trænge direkte ind i det biologiske behandlingssystem; tilsæt olieudskillere og flotationstanke i forbehandlingsstadiet for at fjerne det meste af fedt og suspenderede overfladeaktive stoffer.
2. Fysisk skumdæmpning: Installer høj-vandstråler i det skum-genererende område for at bryde skummet op ved hjælp af vandstrømmens slagkraft; installer ledeplader ved kanterne af tanken for at forhindre skumoverløb; reducerer beluftningsintensiteten passende for at mindske mængden af genererede bobler, mens omrøringsintensiteten øges for at fremme boblers sammensmeltning og sprængning.
3. Kemisk assistance: Hvis mængden af skum er ekstremt stor, kan der tilsættes en lille mængde organosiliciumdæmper. Man skal sørge for at kontrollere doseringen for at undgå overdreven tilsætning, der påvirker mikrobiel aktivitet, og man bør ikke stole på skumdæmpende midler i en længere periode.
(II) Modforanstaltninger for biologisk skum (Kernen er at hæmme den dominerende vækst af filamentøse bakterier)
Biologisk skum kan ikke fjernes udelukkende ved fysiske eller kemiske metoder; det er nødvendigt at starte med at justere driftsparametrene for fundamentalt at ødelægge livsmiljøet for filamentøse bakterier.
1. Optimering af driftsparametre (de mest grundlæggende foranstaltninger) - Forkort slamalderen: Kontroller slamalderen til 5-8 dage ved at øge udledningen af overskydende slam for at eliminere lang-generations-tid filamentøse bakterier såsom Nocardia;
- Øg organisk belastning: Reducer returstrømningshastigheden på passende vis og øg koncentrationen af organisk materiale i tilløbsvandet til den biologiske behandlingsbeholder, hvilket gør det muligt for flokkedannende-bakterier at opnå en fordel i konkurrencen om næringsstoffer;
- Juster opløst ilt: Øg den opløste ilt ved beluftningstankens udløb til 2-3 mg/L for at hæmme spredningen af hypoxiske filamentøse bakterier (såsom mikrofilamenter);
- Suppler nitrogen- og fosfornæringsstoffer: Hvis det tilførte nitrogen og fosfor er utilstrækkeligt, tilsættes urinstof og kaliumdihydrogenphosphat i et kulstof-nitrogen-phosphorforhold på 100:5:1 for at opfylde vækstkravene for flok{6}.
2. Fysiske forbedringsforanstaltninger - Overløbsskimming: Installer et skumoverløbstrug for enden af beluftningstanken for at skumme biologisk overfladeskum ud af systemet til separat behandling, hvilket forhindrer tilbageløb.
- Bærertilsætning: Tilføj bærestoffer såsom aktivt kul, zeolit og polyurethanskum til den biologiske behandlingsbeholder for at øge flokketætheden og give fastgørelsessteder for bakterier i flokkene, hvilket hæmmer den opslæmmede vækst af filamentøse bakterier.
3. Kemiske nødforanstaltninger
Hvis biologisk skum er ekstremt kraftigt, kan en lav koncentration af oxidationsmiddel tilsættes i en kort periode, såsom natriumhypochlorit (5-10 mg/L) eller hydrogenperoxid (10-20 mg/L). Oxidanter ødelægger selektivt de filamentøse hyfer, der strækker sig fra flokkene, mens de har mindre indflydelse på bakterierne inde i flokkene. Kontroller strengt doseringen og tilsætningsfrekvensen for at undgå at påvirke det biologiske behandlingssystem.
4. Biologisk regulering
Tilføj højeffektive flokkuleringsmidler for at øge flokkuleringsmidlernes konkurrenceevne; eller inokulere en lille mængde fordøjet slam for at introducere protozoer og metazoer, der kan forgribe sig på filamentøse bakterier, hvilket hæmmer den overdrevne spredning af filamentøse bakterier gennem fødekæden.
(III) Håndtering af skum i den sekundære bundfældningstank
Tag differentierede foranstaltninger baseret på forskellige årsager: For skum, der indføres fra beluftningstanken, skal du fokusere på at løse skumproblemet i beluftningstanken, og installere vandsprøjteanordninger på overfladen af den sekundære bundfældningstank for at eliminere skum; til denitrifikationsskum øges udledningen af overskydende slam, forkortes slamretentionstiden i den sekundære bundfældningstank og øges returforholdet for blandet væske for at returnere nitrater til den anoxiske zone til denitrifikation; for slamforrådnelsesskum, udtøm slam omgående for at undgå slamakkumulering i bunden af den sekundære bundfældningstank, og tøm og uddyb den sekundære bundfældningstank om nødvendigt.
(IV) Respons på cirkulerende skum
Begræns kraftigt skumcirkulationsvejen. Opsaml skum og supernatant genereret af slamretursystemet og fortykningsmidlet separat, behandl dem med skumdæmpende midler og sedimentering, før de returneres til det biologiske behandlingssystem. Optimer samtidig udledningssystemet for overskydende slam for at sikre stabil slamalder og forhindre langsigtet slamakkumulering i systemet.
III. Langsigtede anbefalinger til forebyggelse og kontrol
Etabler en tidlig advarselsmekanisme for skum, overvåg regelmæssigt indikatorer som slammets alder, koncentrationer af opløst ilt, nitrogen og fosfor og overflod af filamentøse bakterier i den biologiske behandlingsbeholder for at forudsige skumrisici på forhånd. Til højsæsonerne med biologisk skumning i foråret og efteråret, juster driftsparametrene på forhånd, forkort slamalderen passende og øger opløst ilt. Styrk vandkvalitetsovervågningen for omgående at opdage industrispildevandspåvirkninger og træffe nødforanstaltninger. Uddyb jævnligt tanke og rørledninger for at reducere ophobningen af overfladeaktive stoffer og trådformede sporer i bundslammet.