Co to jest pęcznienie osadu?
Spęcznianie osadu jest problemem, który może wystąpić w metodzie oczyszczania ścieków znanej jako proces osadu czynnego. Obróbka ta polega na wprowadzeniu kombinacji powietrza i mikroorganizmów - takich jak bakterie tlenowe i pierwotniaki - do ścieków i przemysłowych odpadów organicznych w celu pobudzenia wzrostu i namnażania. Mikroorganizmy gromadzą się wokół zawieszonego materiału organicznego, na którym się żywią, powodując, że osiadają one z zawiesiny i pozostawiają stosunkowo czyste ścieki, aby przejść do dalszej obróbki. Pęcznienie osadu stanowi problem, który występuje z powodu nadmiernego wzrostu niektórych rodzajów bakterii i utrudnia proces osiadania, powodując mętnienie wody i prowadząc do uwolnienia ścieków niespełniających norm środowiskowych.
Proces osadu czynnego polega na flokulacji - zlepianiu się zawieszonych cząstek w celu utworzenia większych mas, które opadają z wody. Zazwyczaj ścieki zawierające duże ilości małych, zawieszonych cząstek materii organicznej trafiają do zbiornika, w którym wprowadzane są odpowiednie mikroorganizmy, wraz z wystarczającą ilością powietrza, aby sprzyjać wzrostowi i namnażaniu odpowiednich rodzajów bakterii i pierwotniaków, umożliwiając flokulację. Mikroorganizmy mają tendencję do przywierania do materiału organicznego i do siebie, tworząc stosunkowo duże cząstki zwane kłaczkami. Woda jest stale lub okresowo pobierana do zbiornika oczyszczającego, gdzie kłaczki osiadają na dnie. Część osadzonego materiału, wciąż bogatego w mikroorganizmy wymagane do flokulacji, jest następnie ponownie wprowadzana do zbiornika flokulacji, aby umożliwić kontynuowanie procesu.
Trzy główne typy pęcznienia osadu mogą wpływać na proces osiadania. Spęcznienie spowodowane przez bakterie nitkowate jest najczęstszą formą. Bakterie te zwykle wspomagają proces flokulacji, ponieważ wytwarzane przez nich włókna pomagają wychwytywać zawieszone cząstki i generować większe, bardziej stabilne kłaczki. Nadmierne ilości bakterii nitkowatych prowadzą jednak do pęcznienia, ponieważ filamenty mogą wychodzić z małych cząstek kłaczków i utrzymywać je oddzielone od siebie, zapobiegając tworzeniu się większych cząstek, które łatwo się osadzają. Uważa się, że w aktywowanym osadzie znajduje się około 25 różnych rodzajów bakterii nitkowatych, z których wszystkie mogą powodować problemy.
Pęcznienie polisacharydu, znane również jako „pienienie szlamu”, ma miejsce, gdy bakterie z osadu czynnego wytwarzają zbyt dużo polisacharydu. Może się to zdarzyć, gdy w mieszance jest mało składników odżywczych lub tlenu lub gdy stosunek pokarmu do mikroorganizmów (F / M) jest zbyt wysoki. Polisacharydy - złożone cukry, które zawierają skrobię - są wytwarzane poza komórkami bakteryjnymi i umożliwiają flokulację, pomagając bakteriom trzymać się razem. Jednak wytwarzanie zbyt dużej ilości może zapobiec osadzaniu się materiału.
Obrastanie Zoogleala jest spowodowane nadmierną liczebnością bakterii Zoogloea ramigera , drobnoustroju tworzącego kłaczki z dendrytycznym lub drzewiastym wzorem wzrostu. Może się to zdarzyć, gdy stosunek F / M jest zbyt wysoki lub w warunkach niskiej zawartości tlenu. Bakteria jest jednym z głównych czynników przyczyniających się do powstawania kłaczków w normalnych warunkach, ale nadmiar tego gatunku może utrudniać proces i prowadzić do podobnego rodzaju łączenia się z bakteriami nitkowatymi.
Szereg metod stosuje się do oczyszczania lub zapobiegania pęcznieniu osadu. Próbki ścieków można badać mikroskopowo w regularnych odstępach czasu w celu monitorowania liczebności mikroorganizmów, które mogą powodować problemy. W przypadku zidentyfikowania potencjalnego problemu można z wyprzedzeniem podjąć działania - na przykład ostrożnie dostosować szybkość powrotu aktywowanego osadu do zbiornika flokulacyjnego. Jeśli pęcznienie już ma miejsce, można je leczyć, dodając do wody koagulanty lub niektóre polimery, aby zachęcić do flokulacji i osadzania się. Innym podejściem jest chlorowanie na poziomie, który hamuje włókna bakteryjne poza kłaczkami, ale nie przenika do kłaczków, pozostawiając pożyteczne mikroorganizmy wewnętrzne bez szwanku.