I . Definition og karakteristika ved biologisk skum
Biological foam is a common phenomenon in activated sludge wastewater treatment systems, characterized by the accumulation of a large amount of stable, viscous foam on the surface of the aeration tank. This foam is typically brown or white in color and exhibits high stability, making it resistant to conventional hydraulic impact or spray removal methods. Unlike chemical Skum, biologisk skum produceres ved mikrobiel metabolisk aktivitet, og dens dannelse og vedholdenhed er tæt knyttet til vækst og reproduktion af specifikke mikrobielle populationer .
Ii . Hovedårsager til biologisk skum
(1) Mikrobielle faktorer
Overdreven vækst af filamentøse bakterier: Overvækst af filamentøse mikroorganismer såsom Nocardia og Microthrix Parvicella er den primære årsag til biologisk skum . Disse mikroorganismer har hydrofobe celleoverflader, der kan adsorb
Proliferation af actinomycetes: Visse actinomycetes, såsom Gordonia og Tsukamurella, kan også forårsage skumproblemer, især i systemer med lave F/M -forhold og langvarige slamretentionstider (SRT) .
Andre skumdannende bakterier: Dette inkluderer nogle ikke-faktiske hydrofobe bakterier, såsom Rhodococcus og Corynebacterium .
(2) operationelle faktorer
Overdreven slamretentionstid (SRT): Langvarig SRT favoriserer væksten af langsomt voksende filamentøse bakterier og actinomycetes, hvilket øger risikoen for skumdannelse .
Lav organisk belastning (lav F/M -forhold): Når den organiske belastning er under 0 . 1 kg BOD/kg MLSS · D, får filamentøse bakterier en konkurrencefordel.
Utilstrækkelig opløst ilt (DO): Lokaliseret hypoxia fremmer væksten af visse filamentøse bakterier, især ved høje slamkoncentrationer .
Temperatursvingninger: Skumproblemer er især fremtrædende i løbet af foråret og efteråret, når temperaturerne svinger drastisk . Den optimale væksttemperatur for mange skumdannende bakterier er mellem 15-25 grad .
(3) Indflydende vandkvalitetsfaktorer
Olier og lipider: Høje koncentrationer af olier, fedtsyrer eller overfladeaktive stoffer i påvirkningen kan stimulere væksten af hydrofobe mikroorganismer .
Industrielle spildevandskomponenter: Visse organiske forbindelser i industrielt spildevand kan tjene som selektive underlag til skumdannende bakterier .
Næringsstof ubalance: En ubalance i næringsstoffer såsom nitrogen (N) og fosfor (P) kan påvirke mikrobiel samfundsstruktur .
III . farer ved biologisk skum
Nedsat behandlingseffektivitet: Skumdækning på overfladen reducerer iltoverførselseffektiviteten, hvilket påvirker behandlingspræstation .
Udstyrsskade: Overfyldte skum kan skade luftningsudstyr og motorer .
Miljø- og sanitetsspørgsmål: Skum kan bære patogener, hvilket fører til sekundær forurening og dårlig lugt .
Øgede driftsomkostninger: Yderligere arbejdskraft og ressourcer kræves til skumkontrol .
IV . Kontrolforanstaltninger for biologisk skum
(1) Procesjusteringsforanstaltninger
Juster slamretentionstid (SRT): Passende reduktion af SRT (e . g . til 8-10 dage) kan effektivt hæmme langsomt voksende skumdannende bakterier .
Kontrol F/M -forhold: Oprethold et passende forhold mellem mad-til-mikroorganisme (F/M) (0 . 2–0,5 kg BOD/kg MLSS · D) for at undgå langvarig drift af lav belastning.
Optimer luftningssystem: Sørg for tilstrækkelig opløst ilt (do> 2 mg/l) til at forhindre lokaliseret hypoxia .
Forøg slamreturforholdet: Et højere afkastforhold reducerer retentionstid for slam, undertrykker filamentøse bakterievækst .
Iscenesat indflydelsesfordeling: Vedtage en multi-point-indflydelsesfordelingsmetode for at afbalancere belastninger på tværs af forskellige zoner .
(2) Fysiske og kemiske foranstaltninger
Spray defoaming: Brug af behandlet spildevand eller ledningsvand til at sprøjte og bryde skum er enkelt, men har begrænset effektivitet .
Tilføjelse af defoaming -agenter: Kortvarig brug af silikonebaserede eller alkoholbaserede defoamere kan anvendes, men langvarig brug kan påvirke behandlingseffektiviteten .
Tilføjelse af koagulanter: Passende dosering af PAC (polyaluminum chlorid) eller jernsalte kan forbedre slambosætteligheden og undertrykke skum .
Selektiv desinfektion: Kontrolleret dosering af hydrogenperoxid, ozon eller klor (10-20 mg/g Ss) kan selektivt dræbe filamentøse bakterier, men dosering skal overvåges omhyggeligt .
(3) Biologiske kontrolforanstaltninger
Konkurrencedygtig mikrobiel inhibering: Introducer specifikke bakteriemidler (e . g ., hurtigt voksende stammer) for konkurrencedygtigt at hæmme skumdannende bakterier .
QPCR -overvågning: Brug molekylærbiologiteknikker til at overvåge skumdannende bakteriepopulationer til tidlig advarsel .
Biologisk predation: Introducer visse protozoer eller metazoa for at bytte på filamentøse bakterier .
(4) Forbedringsforbedringer
Installer skumbaffler: Opsæt baffler på luftningstankoverfladen for at forhindre skumspredning .
Optimer tankdesign: Brug helt blandede reaktorer i stedet for plug-flow-systemer til at reducere lokaliserede belastningsubalancer .
Tilføj skumopsamling og behandlingssystemer: Design Specialiseret skumsamling og bortskaffelsesenheder .
V . omfattende kontrolstrategianbefalinger
Forebyggelse først: Fokus på daglig overvågning og procesoptimering for at forhindre skumdannelse snarere end behandling efter begivenhed .
Multi-measure koordination: Kombiner fysiske, kemiske og biologiske kontrolmetoder baseret på faktiske forhold .
Kildekontrol: Styrke indflydelsesovervågning for at begrænse indtræden af olier og overfladeaktive stoffer til systemet .
Etablere nødplaner: Udvikle specifikke responsstrategier for sæsonbestemte skumproblemer .
Vi . Konklusion
Biological foam in aeration tanks results from multiple interacting factors, requiring comprehensive analysis from microbiological, operational, and design perspectives. Effective foam control should adopt a prevention-first, integrated management strategy, combining process adjustments, physicochemical methods, and biological controls to establish a stable long-term operational framework. Additionally, with advances in Molekylærbiologi, præcisionskontrol baseret på mikrobiel samfundsanalyse vil blive en nøgleretning i fremtidig skumstyring .