อะไรทำให้เกิดการสะสมของตะกอน - และวิธีแก้ไข

คำตอบโดยตรง: : การรวมตะกอนคือเมื่อตะกอนเร่งไม่สามารถจับตัวอย่างเหมาะสมในบ่อพักน้ำรอง ส่งผลให้ของแข็งไหลเข้าสู่น้ำทิ้ง กรณีมากกว่า 90% เกิดจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่มีเส้นใยมากเกินไป กรณีที่เหลือเกี่ยวข้องกับกลไกที่ไม่เป็นเส้นใย ได้แก่ การพองตัวแบบหนืดจากการผลิตมากเกินไปของเอ็กโซโพลีเมอร์ และการพองตัวจากสัตว์จากกรดอินทรีย์จำเพาะ สาเหตุหลักมักเกิดจากความไม่สมดุลในการปฏิบัติงาน เช่น ออกซิเจนละลายต่ำ อัตราส่วน F/M ต่ำ การขาดสารอาหาร หรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไม่ใช่เหตุการณ์ทางชีวภาพแบบสุ่ม

ตะกอนพะรุงพะรังคืออะไร?

การอัดตะกอนเป็นความล้มเหลวในการตกตะกอนในกระบวนการตะกอนเร่ง แทนที่จะอัดแน่นที่ด้านล่างของบ่อตกตะกอนรอง ตะกอนจะก่อตัวเป็นมวลขนาดใหญ่และตกตะกอนช้าๆ ซึ่งลอยขึ้นสู่ฝายน้ำทิ้ง

มาตรการวินิจฉัยมาตรฐานคือ ดัชนีปริมาณตะกอน (สวีไอ) :

SVI (มล./กรัม) = ปริมาตรของตะกอนที่ตกตะกอนหลังจาก 30 นาที (มล./ลิตร) / MLSS (มก./ลิตร) x 1000

SVI ที่สูงหมายความว่าตะกอนแต่ละกรัมจะใช้ปริมาตรมากขึ้น ตะกอนจะมีลักษณะฟู น้ำหนักเบา และแยกออกได้ยาก ผลลัพธ์: ประสิทธิภาพของบ่อกรองรองลดลง TSS ของเสียเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการบำบัดทางชีวภาพลดลง

การอัดตะกอนสองประเภท

ประเภทที่ 1: การต่อเส้นใย (>90% ของกรณี)

แบคทีเรียเส้นใยเป็นส่วนปกติของตะกอนเร่งที่มีสุขภาพดี โดยพวกมันก่อตัวเป็นกระดูกสันหลังเชิงโครงสร้างของอนุภาคตะกอน ปัญหาเริ่มต้นขึ้นเมื่อพวกมันเติบโตมากเกินไปและครอบงำชุมชนจุลินทรีย์

สิ่งมีชีวิตเส้นใยมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงกว่าแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนมาก ภายใต้สภาวะความเครียด — DO ต่ำ สารตั้งต้นต่ำ สารอาหารต่ำ — อัตราส่วนนี้ทำให้พวกเขาได้เปรียบทางการแข่งขัน: พวกมันสามารถไล่ออกซิเจนที่ละลายและสารตั้งต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าตัวสร้างตะกอน เมื่อพวกมันแพร่กระจายเกินขีดจำกัด มันจะขยายออกไปด้านนอกจากเมทริกซ์ floc เพื่อปิดกั้นตะกอนทางกายภาพจากการอัดแน่น

มีรูปแบบโครงสร้างอยู่ 2 รูปแบบ:

• การเชื่อมต่อ floc / inter-floc แบบเปิด — เส้นใยขยายระหว่างอนุภาคของตะกอน ทำให้เกิดเครือข่ายที่เชื่อมต่ออย่างหลวมๆ เพื่อกักน้ำและต้านทานการบีบอัด
• สิ่งกีดขวาง Steric — สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีขนาดใหญ่มากจนป้องกันไม่ให้อนุภาคตะกอนอื่น ๆ ตกตะกอนตามปกติ

สิ่งมีชีวิตเส้นใยที่ระบุบ่อยที่สุดใน WWTP:

เส้นใยพะรุงพะรังเกิดจาก ไมโครทริกซ์พาร์วิเซลลา มีความสัมพันธ์อย่างมากกับสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำและมีโหลดต่ำ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อยในฤดูหนาวในโรงงานเทศบาลที่ใช้ A2O หรือการกำหนดค่าคูน้ำออกซิเดชัน ในการศึกษาเต็มรูปแบบครั้งหนึ่งที่โรงงาน A2O ของจีน SVI มีค่าสูงสุดที่ 265 ± 55 มล./กรัม ในช่วงฤดูหนาว เมื่อปริมาณตะกอนลดลงต่ำกว่า 0.05 กก. COD/(กก. MLSS·วัน)

ประเภทที่ 2: การพะรุงพะรังแบบไม่มีเส้นใย (<10% ของกรณีทั้งหมด)

การพองตัวแบบไม่มีเส้นใยเกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนทำงานผิดปกติ ไม่ใช่เพราะเส้นใยเข้าครอบงำ แต่เนื่องมาจากแบคทีเรียภายในก้อนผลิตสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ในปริมาณที่ผิดปกติ ซึ่งทำให้ก้อนเป็นวุ้นและกักเก็บน้ำ

สองประเภทย่อย:

ความหนืด (เมือก) พะรุงพะรัง — แบคทีเรียผลิตเมือกโพลีแซ็กคาไรด์มากเกินไปภายใต้ภาวะขาดสารอาหาร (โดยเฉพาะการขาดไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัส) กากตะกอนจะโปร่งแสงและมีลักษณะคล้ายเจลภายใต้กล้องจุลทรรศน์ SVI อยู่ในระดับสูง แต่จำนวนเส้นใยเป็นเรื่องปกติ การทดสอบแอนโทรน (วัดปริมาณโพลีแซ็กคาไรด์ของตะกอน) จะแสดงค่าที่เพิ่มขึ้น (>20%) ซึ่งทำให้สิ่งนี้แตกต่างจากการเปรียบเทียบระหว่างสัตว์และสัตว์

ซูโกลเอียl พะรุงพะรัง — Zoogloea แบคทีเรียเจริญเติบโตมากเกินไปภายใต้สภาวะ F/M สูง หรือเมื่อกรดอินทรีย์และแอลกอฮอล์จำเพาะมีอิทธิพลเหนืออิทธิพล (จากน้ำเสียหรือน้ำเสียหมัก) ตะกอนจะก่อตัวเป็นก้อนคล้ายนิ้วหรือรูปอะมีบาใต้กล้องจุลทรรศน์ ซึ่งแตกต่างจากการพะรุงพะรังแบบใย การพะรุงพะรังจาก Zoogloeal มีความเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่สูงไม่ต่ำ

สาเหตุที่แท้จริง: สิ่งที่กระตุ้นให้เกิดการพะรุงพะรังจริงๆ

การทำความเข้าใจตัวกระตุ้นเป็นสิ่งสำคัญ การรักษาอาการ (การจ่ายคลอรีน) โดยไม่แก้ไขที่ต้นเหตุจะช่วยบรรเทาอาการได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น

สาเหตุที่ 1: ออกซิเจนละลายต่ำ (DO)

สาเหตุการปฏิบัติงานที่พบบ่อยที่สุด เมื่อ DO ลดลงต่ำกว่า 1.0–1.5 มก./ลิตร ในแอ่งเติมอากาศ แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยซึ่งมีพื้นที่ผิวสูงกว่าจะแข่งขันกับตัวสร้างตะกอนเมื่อมีออกซิเจนจำกัด

เป้าหมาย DO สำหรับตะกอนเร่งที่เสถียร: ขั้นต่ำ 2.0 มก./ลิตร , 2.0–3.0 มก./ลิตร ต่อเนื่อง

สิ่งมีชีวิตพะรุงพะรังต่ำ DO: ประเภท 021N, Haliscomenobacter hydrossis , สฟาโรติลุส นาทันส์ .

สาเหตุที่ 2: อัตราส่วน F/M ต่ำ (ปริมาณตะกอนต่ำ)

สาเหตุหลักที่แพร่หลายที่สุดของการพองตัวของเส้นใยโดยรวม F/M (อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์) คือมวลของ BOD ที่ป้อนเข้าสู่ระบบต่อหน่วยมวลของ MLSS ต่อวัน

F/M = ปริมาณ BOD (กก./วัน) / MLSS ในถังเติมอากาศ (กก.)

ที่ F/M ต่ำ วัสดุพิมพ์จะขาดแคลน แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยซึ่งมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่สูงกว่า สามารถกำจัดสารตั้งต้นที่มีจำกัดได้ดีกว่าแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อน พวกเขาครอง

การแก้ไขในทางปฏิบัติคือการเพิ่ม F/M โดยสิ้นเปลืองตะกอนมากขึ้น (เพิ่มอัตรา WAS) เพื่อลด MLSS หรือยอมรับปริมาณสารอินทรีย์ที่สูงขึ้น โรงเติมอากาศแบบขยายมีความเสี่ยงในเชิงโครงสร้างเนื่องจากได้รับการออกแบบมาให้ทำงานที่ F/M ต่ำ

สาเหตุที่ 3: การขาดสารอาหาร (N และ P)

แบคทีเรียตะกอนเร่งต้องการไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเพื่อสร้างมวลเซลล์ อัตราส่วนขั้นต่ำทั่วไปคือ:

บีโอดี : ยังไม่มี : P = 100 : 5 : 1

เมื่ออัตราส่วน BOD/N ที่มีอิทธิพลเกิน 100:4 ไนโตรเจนจะมีขีดจำกัด แบคทีเรียตอบสนองโดยการผลิต EPS ส่วนเกินจากคาร์บอนที่ไม่ได้เกรด — BOD ที่ไม่สามารถดูดซึมเข้าสู่การเจริญเติบโตของเซลล์จะถูกเก็บไว้เป็นโพลีแซ็กคาไรด์นอกเซลล์ สิ่งนี้ทำให้เกิดการพองตัวที่มีความหนืด (ไม่ใช่ใย) โดยตรง

ในการบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม เช่น การแปรรูปอาหาร การต้มเบียร์ และโรงงานเคมี ภาวะขาดสารอาหารได้รับผลกระทบเป็นเรื่องปกติอย่างยิ่ง เนื่องจากน้ำเสียมีคาร์บอนสูง แต่อาจมีไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสน้อยที่สุด

แก้ไข: เติมไนโตรเจนภายนอก (แอมโมเนียมซัลเฟต ยูเรีย) และฟอสฟอรัส (กรดฟอสฟอริก) เพื่อให้ได้อัตราส่วน BOD:N:P ขั้นต่ำ

สาเหตุที่ 4: อิทธิพลของการบำบัดน้ำเสียหรือซัลไฟด์ที่อุดมด้วยซัลไฟด์

เมื่อน้ำเสียอยู่ในท่อรวบรวมหรือกักเก็บเป็นเวลานานโดยไม่มีการเติมอากาศ สภาวะไร้ออกซิเจนจะพัฒนาและสะสมซัลไฟด์ (H₂S) เส้นใยที่ชอบซัลไฟด์ — ไธโอทริกซ์ , เบจเกียตัว , ประเภท 021N — จะเพิ่มขึ้นเมื่อสารซัลไฟด์ที่เต็มไปด้วยสารซัลไฟด์เข้าสู่ถังเติมอากาศ

ในการศึกษาเต็มรูปแบบระยะยาวครั้งหนึ่ง ไธโอทริกซ์ การพะรุงพะรังทำให้เกิดการชะล้างตะกอนซ้ำที่ WWTP ผลิตภัณฑ์นม ไธโอทริกซ์ ความอุดมสมบูรณ์สูงถึง 51.9% ของชุมชนจุลินทรีย์ทั้งหมด การควบคุมมาตรฐาน (การเติมโพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ การลด VFA) ไม่ได้ผล เฉพาะการดำเนินการตามรอบการอดอาหารของตะกอนเป็นระยะเท่านั้นที่ลดลง ไธโอทริกซ์ จาก 51.9% เป็น 1.0% และฟื้นฟูการตกตะกอนอย่างมั่นคง

การแก้ไข: เติมอากาศที่พัดเข้ามาล่วงหน้าก่อนที่จะเข้าสู่แอ่งเติมอากาศ หรือเติมเกลือของเหล็กในระบบรวบรวมเพื่อตกตะกอนซัลไฟด์

สาเหตุที่ 5: การเปลี่ยนแปลงโหลดอินทรีย์หรือไฮดรอลิกอย่างกะทันหัน (การโหลดแบบกระแทก)

การเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของ BOD อัตราการไหล หรือสารยับยั้งพิษสามารถทำลายสมดุลระหว่างตัวสร้างตะกอนและเส้นใยได้ชั่วคราว แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนซึ่งมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมมากกว่าจะถูกยับยั้งแบบคัดเลือก แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยซึ่งมีความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า จะอยู่รอดและเติบโตในช่องว่างนั้นได้

สิ่งนี้เป็นเรื่องปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานอุตสาหกรรมที่ได้รับการปล่อยน้ำทิ้งเป็นชุด หรือโรงงานเทศบาลที่ได้รับน้ำฝนไหลเข้า

สาเหตุที่ 6: ผลกระทบของอุณหภูมิ

อุณหภูมิต่ำจะชะลอการเผาผลาญของแบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนมากกว่าแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย ไมโครทริกซ์พาร์วิเซลลา ปรับให้เข้ากับความเย็นโดยเฉพาะและแพร่กระจายได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 15°C พืชในเขตเทศบาลในภูมิอากาศเขตอบอุ่นมักพบปัญหาการแตกตัวของเส้นใยในฤดูหนาวซึ่งจะแก้ไขได้เองเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในฤดูใบไม้ผลิ

ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่สูงมาก (>35°C) อาจส่งผลดีต่อเส้นใยเทอร์โมฟิลิกบางชนิด และรบกวนโครงสร้างของฟล็อคปกติ

วิธีการวินิจฉัยการพะรุงพะรังของตะกอน

ก่อนทำการรักษาพะรุงพะรัง ให้ระบุประเภทและสาเหตุก่อน การรักษาสาเหตุที่ผิดทำให้เสียเวลาและสารเคมี

ขั้นตอนที่ 1: วัด SVI

SVI > 150 มล./กรัม ยืนยันปัญหาการตกตะกอน SVI > 250 มก./ลิตร เป็นเหตุการณ์พะรุงพะรังที่รุนแรง

ขั้นตอนที่ 2: การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์

นำตัวอย่างสุราผสมสดมาตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟสที่กำลังขยาย 100–400 เท่า

ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบพารามิเตอร์การทำงาน

วิธีแก้ไขตะกอนพะรุงพะรัง

การตอบสนองทันที (วันที่ 1–7): ระบุปัญหา

เป้าหมายในสัปดาห์แรกคือการหยุดไม่ให้บ่อพักน้ำล้นในขณะที่คุณแก้ไขสาเหตุที่แท้จริง

เพิ่มอัตราผลตอบแทนของตะกอนเร่ง (RAS) — การดึงตะกอนกลับออกจากบ่อพักเร็วขึ้นจะป้องกันไม่ให้ตะกอนที่ปกคลุมลอยขึ้นสู่ฝายน้ำทิ้ง เพิ่ม RAS เป็น 75–100% ของการไหลเข้าชั่วคราว

ลดอัตราตะกอนเร่งของเสีย (WAS) — การหยุดหรือลด WAS ชั่วคราวจะก่อให้เกิด MLSS ขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มอัตราส่วน F/M และส่งผลเสียต่อแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย ใช้ด้วยความระมัดระวัง: หาก DO ต่ำอยู่แล้ว MLSS ที่มากขึ้นจะทำให้การขาดออกซิเจนแย่ลง

การเติมคลอรีนของท่อ RAS — การจ่ายคลอรีน (2–10 มก. Cl₂/g MLSS/วัน) ลงในท่อ RAS โดยตรงเป็นการควบคุมเหตุฉุกเฉินที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด แบคทีเรียเส้นใยที่ขยายออกไปนอก floc จะได้รับคลอรีนเป็นพิเศษ ในขณะที่แบคทีเรียภายใน floc ได้รับการปกป้องบางส่วน นี่เป็นการแก้ไขชั่วคราว — ไม่ได้แก้ไขที่สาเหตุที่แท้จริง การให้ยาเกินขนาดจะทำลายไนตริไฟเออร์

การเติมสารตกตะกอน — โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ (PAC) หรือเฟอร์ริกคลอไรด์ที่เติมลงในแอ่งเติมอากาศหรือทางเข้าของบ่อพักน้ำ ช่วยเพิ่มความสามารถในการชำระหนี้ในระยะสั้นสำหรับการอัดแน่นที่ไม่ใช่เส้นใย มีประสิทธิภาพน้อยกว่ากับประเภทเส้นใย

การแก้ไขสาเหตุที่แท้จริง (สัปดาห์ที่ 1-4): กำจัดตัวกระตุ้น

การแก้ปัญหาเชิงโครงสร้าง: ตัวเลือกทางชีวภาพ

A ตัวเลือก เป็นโซนสัมผัสขนาดเล็ก (โดยทั่วไปคือ 5–10% ของปริมาตรการเติมอากาศทั้งหมด) ที่วางอยู่ก่อนแอ่งเติมอากาศหลัก ซึ่งน้ำเสียที่ไหลเข้ามาจะพบกับตะกอนที่ไหลกลับภายใต้ความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูง

ภายใต้เงื่อนไขของสารตั้งต้นสูง (F/M) สูงในตัวเลือก แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นก้อนจะดูดซับและกักเก็บสารตั้งต้นเป็นโพลีเมอร์ภายในเซลล์อย่างรวดเร็ว แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยซึ่งปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีสารตั้งต้นต่ำได้ดีกว่า ไม่สามารถแข่งขันที่สารตั้งต้นที่มีความเข้มข้นสูงได้ และจะถูกยับยั้งแบบเลือกสรร

ตัวเลือกสามประเภท:

ตัวเลือกคือเครื่องมือแก้ไขโครงสร้างระยะยาวที่เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับพืชที่มีการพองตัวของเส้นใยเรื้อรัง โดยเฉพาะระบบ F/M ต่ำ เช่น การเติมอากาศแบบขยายและคูออกซิเดชัน

ตะกอนล้นเทียบกับตะกอนที่เพิ่มขึ้น: อย่าสับสนพวกมัน

การวินิจฉัยผิดพลาดทั่วไป ทั้งสองสภาวะทำให้เกิดของแข็งในน้ำทิ้ง แต่สาเหตุและวิธีแก้ไขแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ตะกอนที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการดีไนตริฟิเคชันที่เกิดขึ้นภายในบ่อพัก โดย NO₃ จะถูกแปลงเป็นก๊าซ N₂ ซึ่งเกาะติดกับตะกอนตะกอนและยกขึ้นสู่พื้นผิว มีลักษณะเหมือนกับการพองตัวจากฝายน้ำทิ้ง แต่ต้องใช้ตรรกะการรักษาที่ตรงกันข้าม

สรุป: รายการตรวจสอบการวินิจฉัยปริมาณตะกอน

เมื่อ SVI เกิน 150 มล./กรัม ให้ดำเนินการตามรายการนี้ตามลำดับ:

1. ตรวจสอบ DO ในอ่างเติมอากาศ หาก < 1.5 มก./ลิตร ให้เพิ่มการเติมอากาศทันที
2. ตรวจสอบอัตราส่วน F/M — หาก < 0.10 ให้เพิ่มอัตรา WAS เพื่อลด MLSS
3. ตรวจสอบค่า BOD:N:P ที่มีอิทธิพล — หากถูกจำกัดด้วย N (BOD/N > 100:4) ให้เติมแหล่งไนโตรเจน
4. ตรวจสอบความเข้มข้นของซัลไฟด์/ภาวะบำบัดน้ำเสีย — หากตรวจพบ H₂S ได้ ให้เติมอากาศก่อน
5. ทำการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ — ระบุสัณฐานวิทยาแบบใยและไม่ใช่ใย
6. หากเป็นเส้นใย: เริ่มการใช้คลอรีน RAS เป็นการควบคุมชั่วคราว ใช้การแก้ไขโครงสร้าง (ตัวเลือก, เพิ่ม DO, ลด SRT)
7. หากไม่มีเส้นใย (หนืด): ปรับสมดุลของสารอาหาร; ตรวจสอบการยับยั้งสารพิษ
8. ถ้า ไมโครทริกซ์ ในฤดูหนาว: เพิ่มอัตราการโหลดตะกอน พิจารณาตัวเลือกที่ไม่เป็นพิษ
9. ติดตาม SVI ทุก 2-3 วัน จนกระทั่งค่ากลับไป < 150 มล./กรัม

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง: แผ่นกระจายอากาศและท่อเติมอากาศของ Nihao ช่วยรักษาการเติมอากาศแบบฟองละเอียดที่มั่นคง และป้องกันสภาวะ DO ต่ำที่ทำให้เกิดการพองตัวของเส้นใย สื่อ MBBR นำเสนอกระบวนการทางชีวภาพทางเลือกที่มีโครงสร้างต้านทานต่อการรวมตัวของตะกอน — ตัวพาฟิล์มชีวะไม่อยู่ภายใต้ความล้มเหลวในการตกตะกอน ติดต่อ nihaowater เพื่อขอความช่วยเหลือในการออกแบบระบบเติมอากาศ