التشخيص البيولوجي وطرق العلاج لمشاكل الرغوة في الأنظمة البيولوجية

في التشغيل اليومي لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، تعد عملية الحمأة المنشطة هي التكنولوجيا الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. ومع ذلك، يواجه العديد من المشغلين مشكلة مزعجة-للرغوة في الأنظمة البيولوجية. لا تؤثر هذه الرغوة على مظهر سطح الماء فحسب، بل يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تدهور جودة النفايات السائلة، وفقدان الحمأة، وقصر الدائرة -في خزان الترسيب الثانوي، وتكاليف إضافية مثل إزالة الرغوة الكيميائية. والأمر الأكثر تحديًا هو أن مشكلات الرغوة غالبًا ما ترتبط ببنية المجتمع الميكروبي؛ إن الاعتماد فقط على طرق إزالة الرغوة الفيزيائية أو الكيميائية دون البدء بـ "التشخيص البيولوجي" ليس إلا حلاً مؤقتاً. اليوم، سنبدأ بالأسباب الميكروبيولوجية للرغوة، جنبًا إلى جنب مع التشخيص التشغيلي وطرق العلاج، لمساعدتك على فهم هذه المشكلة وحلها بشكل منهجي.

لا يرجع توليد الرغوة إلى سبب واحد، وعادةً ما يشمل الجوانب التالية:

1. الانتشار غير الطبيعي للبكتيريا الخيطية

بما في ذلك النوكارديا، والرودوكوكوس، والمبيضات، التي تكون جدرانها الخلوية كارهة للماء للغاية، وتمتص فقاعات الهواء بسهولة وتثبتها.

2. وقت احتجاز الحمأة الطويل للغاية (SRT/MCRT)

تتمتع البكتيريا الخيطية الموجودة في الحمأة القديمة بميزة تنافسية أكبر، مما يؤدي إلى تكوين الرغوة.

3. عدم توازن المغذيات

عندما يكون النيتروجين والفوسفور غير كافيين أو يكون تركيز المادة العضوية مرتفعًا جدًا، تتكاثر البكتيريا الخيطية بسهولة أكبر من البكتيريا الندفية.

4. تأثير المواد الزيتية

بعض البكتيريا الخيطية لديها القدرة على تحليل الزيوت. وإذا كان السائل يحتوي على كمية كبيرة من الزيوت الحيوانية والنباتية، فإنه يوفر لها "مصدرا ممتازا للكربون".

5. ظروف التشغيل غير السليمة

يمكن أن تؤدي التهوية المفرطة وتصميم إعادة تدوير خزان الترسيب الثانوي غير المناسب أيضًا إلى تعويم الرغوة وتفاقمها.

ولذلك، فإن الرغوة هي ظاهرة بيولوجية ومسألة تتعلق بإدارة العمليات.

تلعب البكتيريا الخيطية دورًا حاسمًا في تكوين الرغوة. تتيح المراقبة المجهرية "تشخيص المرحلة البيولوجية" السريع. فيما يلي بعض "مسببات الرغوة" الشائعة:

1. النوكارديا (جوردونا أماراي)

الخصائص المورفولوجية: الخلايا متجمعة ومتفرعة، مع زوايا متفرعة تقترب من الزوايا القائمة؛ الهيكل قوي نسبيًا. 1. المخاطر: يحتوي السطح على طبقة شمعية كارهة للماء، والتي تحبس فقاعات الهواء وتثبتها بسهولة.

السيناريوهات النموذجية: توجد بشكل شائع في الأنظمة التي تحتوي على نسبة عالية من-المياه العادمة الزيتية وأعمار الحمأة الطويلة.

2. رودوكوكوس س.

الخصائص المورفولوجية: الخلايا متفرعة بزوايا فرعية حادة.

المخاطر: كما هو الحال مع النوكارديا، فإنها تمتص فقاعات الهواء وتشكل رغوة ثابتة.

السيناريوهات النموذجية: غالبًا ما يحدث في وقت واحد مع النوكارديا، خاصة في أنظمة المغذيات-غير المتوازنة.

3. المبيضات س.

الخصائص المورفولوجية: سلسلة-تشبه عقدًا من اللؤلؤ.

المخاطر: تشكل طبقة رغوية سميكة وثابتة على السطح يصعب إزالتها بالترسيب.

السيناريوهات النموذجية: أكثر شيوعًا عندما يحتوي السائل على تركيزات عالية من المواد العضوية القابلة للتحلل بسهولة.

يمكن للمراقبة المجهرية تحديد ما إذا كانت الرغوة "خيطية" أو "-غير خيطية"، وهو أمر بالغ الأهمية لاستراتيجيات العلاج اللاحقة.

بناءً على الخبرة التشغيلية والمبادئ التوجيهية ذات الصلة، يمكن تقسيم تشخيص مشكلات الرغوة إلى الخطوات التالية:

1. الملاحظة

هل الرغوة مستمرة؟ هل هو أبيض أم رمادي أم بني؟ ما هو سمك ومساحة التغطية للرغوة؟ هل هناك رائحة مصاحبة؟

2. الفحص المجهري

تحديد أنواع ووفرة البكتيريا الخيطية. في الوقت نفسه، انتبه إلى بنية الكتلة ونشاط الأوالي لتقييم المجتمع البيولوجي العام للنظام.

3. مراقبة معلمات العملية

MLSS، SVI، MCRT، نسبة F/M، الأكسجين المذاب (DO)، إلخ. تحقق من وجود الزيوت أو المواد الخافضة للتوتر السطحي أو المواد السامة في السائل.

4. التحليل المنهجي

استنادًا إلى السجلات التشغيلية، قم بتحليل العلاقة بين الرغوة والحمل، ونسبة الارتجاع، ومعدل التهوية، ودورة تصريف الحمأة، وما إلى ذلك.

لا يمكن أن يعتمد حل مشاكل الرغوة على مزيلات الرغوة فقط؛ فهو يتطلب منهجًا ثلاثيًا-: "التحكم في المصدر + تعديل العملية + التدخل الكيميائي عند الضرورة." يتم تلخيص الإجراءات المضادة الشائعة أدناه.

1. تحسين معلمات العملية
السيطرة على عمر الحمأة وتقصير MCRT بشكل مناسب لمنع الانتشار المفرط للبكتيريا الخيطية. اضبط MLSS للحفاظ على تركيز معقول، وتجنب المستويات المرتفعة أو المنخفضة بشكل مفرط. الحفاظ على كمية كافية من الأكسجين المذاب: يتم الحفاظ على DO بشكل عام عند 1.0 ~ 3.0 مجم / لتر لمنع نمو البكتيريا الخيطية اللاهوائية.

2. إدارة جودة المياه المؤثرة
بالنسبة لمياه الصرف الصحي التي تحتوي على مستويات عالية من الزيت، يجب تركيب فاصل الزيت أو نظام التعويم لتقليل "تغذية" البكتيريا الخيطية. تأكد من الحفاظ على نسبة COD:N:P عند حوالي 100:5:1 لمنع اختلال توازن العناصر الغذائية.

3. التدابير الفيزيائية والكيميائية

يمكن أن يؤدي رش السطح/التقليب الميكانيكي إلى تقليل تراكم الرغوة، لكن هذا حل مؤقت. من الممكن إضافة الكلور أو مبيدات الجراثيم الانتقائية، مثل هيبوكلوريت الصوديوم، ولكن يجب التحكم في الجرعة بعناية لتجنب التأثير على الحمأة المنشطة ككل. تعتبر إضافة مزيلات الرغوة مناسبة للتخفيف على المدى القصير-، ولكن لا ينصح بالاعتماد على المدى الطويل-.

4. التنظيم البيولوجي

من خلال ضبط نسبة F/M وSRT، يمكن أن تصبح البكتيريا الندفية والطفيليات هي المهيمنة، وبالتالي قمع البكتيريا الخيطية. إذا تكاثرت البكتيريا الخيطية بشكل مفرط في النظام، فيمكن النظر في التلقيح بالحمأة المنشطة المكونة أساسًا من كتل صحية.

خاتمة
إن مشاكل الضبابية في النظم البيولوجية هي في الأساس مظهر من مظاهر عدم التوازن البيئي الميكروبي. من خلال تشخيص الطور الحيوي، يمكننا تحديد السبب بسرعة، وفقط من خلال الجمع بين تحسين العملية والإدارة التشغيلية يمكن حل المشكلة بشكل أساسي. بالنسبة للعاملين في الخطوط الأمامية، فإن إتقان مهارات المراقبة المجهرية والتفكير التشخيصي للعمليات سيعزز بشكل كبير قدرتهم على حل المشكلات المعقدة. معالجة مياه الصرف الصحي ليست مجرد مزيج من الكيمياء والفيزياء، ولكنها أيضًا عالم من الكائنات الحية الدقيقة. يعد فهم "قواعدهم البيئية" أمرًا ضروريًا لإتقان هذا النظام حقًا.