Loyning ko'payishi va filamentli bakteriyalar: qanchalik past bo'lganligi yomon cho'kishni qo'zg'atadi - va bu haqda nima qilish kerak

Sizning CODni olib tashlashingiz 88% darajasida. Sizning BOD yaxshi. Ammo tiniqlashtirgich jigarrang bulutga aylanmoqda va oqava suv muallaq qattiq moddalar sizda mavjud bo'lgan barcha chegaralardan oshib ketmoqda. Aybdor biologiyaning buzilmasligi - emas, balki hal qilishni rad etayotgan biologiyadir. Eritilgan kislorod tushishi paytida ko'payadigan filamentli bakteriyalar tomonidan qo'zg'atiladigan loyning ko'payishi,{6}}yaxshi ishlaydigan faol loy zavodini ogohlantirishsiz muvofiqlik inqiroziga aylantiradi. Ushbu maqolada koʻlamni koʻpaytirish mexanizmlari, tajriba{8}}miqyosdagi tadqiqot DO chegaralari haqida nima deyishi va MBBR kabi biofilmga{9}}asoslangan tizimlar nima uchun muammoni butunlay chetlab oʻtishini koʻrib chiqadi.

Kirish

Hech kim tan olishni istamaydigan eng keng tarqalgan operatsion muammo

Loyning ko'payishi, ehtimol, butun dunyo bo'ylab faol loy jarayonlarida eng keng tarqalgan operatsion muammodir - va, ehtimol, eng kam xabar qilingani. Qattiqlashuv sodir bo'lganda, loy hajmi indeksi (SVI) sezilarli darajada oshadi, bu esa biomassaning ikkilamchi tindirgichda siqilishdan ko'ra oqava suvda to'xtatilgan holda qolishiga olib keladi. Natijada nosozliklar kaskadi paydo bo'ladi: oqava suvlar SS buzilishi, nitrifikatsion biomassaning yo'qolishi va har bir ish aylanishi bilan yuqoriroq o'rmalovchi tiniqlashtiruvchi adyol.

Asosiy sabab, ko'p hollarda, haddan tashqari o'sishdirfilamentli bakteriyalar- mikroorganizmlar toʻda chegarasidan tashqariga choʻzilgan uzun, ipga oʻxshash-tuzilmalarni hosil qiladi. Ushbu filamentlar siqilishga qarshilik ko'rsatadigan diffuz, past zichlikdagi flok tuzilmasini yaratadi. Mikroskop ostida ko'payadigan loy bo'shashmasdan yig'ilgan zarrachalardan cho'zilgan soch to'riga o'xshaydi. Ommaviy muvozanat ostida, bu sodir bo'lishini kutayotgan ruxsat buzilishi kabi ko'rinadi.

Nazorat qilinadigan sharoitlarda shahar chiqindi suvlaridan foydalangan holda tajriba miqyosida o'tkazilgan ushbu tadqiqot ipli ko'payishning tetikleyicilari, mexanizmlari va oqibatlarini - tizimli ravishda o'rganib chiqdi va qaysi nazorat strategiyalari haqiqatda ishlashini baholadi.

Materiallar va usullar

Uchuvchi{0}}Reaktorlar nazorat ostidagi stress

Tadqiqotda haqiqiy shahar oqava suvlari bilan oziqlanadigan tajriba-miqyosdagi faol loy reaktorlari qo‘llanildi, bu esa zavodning to‘liq miqyosda ishlashini chambarchas aks ettiruvchi sharoitlarda vakillik mikrobial jamoalarning rivojlanishiga imkon berdi. Loyning ko'payishi uchta asosiy operatsion parametrni muntazam ravishda boshqarish orqali ataylab qo'zg'atilgan:

Eritilgan kislorod.DO kontsentratsiyasi 0,5 dan 4,0 mg/l gacha o'zgarib turardi, past chegarasi esa haddan tashqari yuklangan yoki eskirgan aeratsiya uskunalari bo'lgan korxonalarda uchraydigan kislorod-cheklangan sharoitlarni ifodalaydi.

Shlangi ushlab turish vaqti (HRT).HRT dizayn{0}}holati va cho‘qqi{1}}oqim stsenariylarini taqlid qilish uchun o‘rnatildi, bunda gidravlik kuchlanishning o‘zi og‘irlikni qo‘zg‘atishi yoki kuchaytirishi mumkinmi yoki yo‘qmi, tekshirildi.

Oziq-ovqat{0}}-mikroorganizmga nisbati (F/M).F/M nisbati organik yuk va filament proliferatsiyasi o'rtasidagi o'zaro ta'sirni o'rganish uchun o'zgartirildi - bu munosabatlar adabiyotda uzoq vaqtdan beri muhokama qilinmoqda.

Tajriba davri davomida quyidagi parametrlar kuzatildi: COD, BOD₅, ammiak azoti, oqava suvlarning loyqaligi, SVI, MLSS va filamentli organizmlarni aniqlash va miqdorini aniqlash uchun aralash suyuqlikning batafsil mikroskopik tekshiruvi.

Natijalar

Ma'lumotlar kattalashtirish va davolash samaradorligi haqida nimani ko'rsatdi

Eksperimental natijalar ko'plab operatorlarning anekdot sifatida kuzatganlarini tasdiqladi: loyning ko'payishi tozalash samaradorligini sezilarli darajada yomonlashtiradi, ammo buzilish sxemasi barcha parametrlar bo'yicha bir xil emas.

Eng hayratlanarli topilma bu ediboshlanishi va tiklanishi o'rtasidagi assimetriya. Hajmi 1,0 mg/L dan past bo'lgan DO ekskursiyasidan keyin bir necha kun ichida boshlanishi mumkin, ammo DO ni 2,0 mg/L yoki undan yuqori darajaga qaytarish bir xil vaqt oralig'ida vaziyatni o'zgartirmadi. Filamentsimon bakteriyalar, bir marta o'rnatilgandan so'ng, o'zlarining yuqori sirt-maydoniga-hajmga nisbati- o'jarlik bilan barqaror ekanligini isbotladi, bu ularga kislorod{8}}cheklangan sharoitlarda raqobatbardosh ustunlik beradi, kislorod qaytib kelganda ham yo'qolmaydi.

Munozara

Nega filamentli bakteriyalar past DO - ostida yutadi va bu nitrifikatsiya uchun nima uchun muhim

Filamentli va flok{0}}hosil qiluvchi bakteriyalar o'rtasidagi raqobat dinamikasi asosankislorod uzatish kinetikasi. Filamentli organizmlar oʻzlarining toʻda hosil qiluvchi hamkasblariga qaraganda-hajm nisbati-yuqoriroq boʻlib, ularga suyuqlik-biofilm interfeysida erigan kisloroddan foydalanish imkoniyatini beradi. Ommaviy DO kontsentratsiyasi past bo'lsa, bu morfologik afzallik hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'ladi: filamentlar kislorodni ochlik{6}}fayl hosil qiluvchilarni ochlik-bo'lib, mikroorganizmlar jamoasini filament-ko'p bo'lgan - va yomon joylashuvchi - holatga siljitadi.

O'zaro ta'sir qiluvchi uchta omil amalda ko'paytirish xavfini keltirib chiqaradi:

Muvozanatni buzing.Asosiy va eng yaxshi{0}}hujjatlangan trigger. Shamollatish quvvati - kam oʻlchamdagi shamollatgichlar, ifloslangan diffuzerlar yoki vaqtinchalik ortiqcha yuk tufayli - boʻlsa, flok yuzasida kislorod-cheklangan mikromuhit filamentlarni tanlaydi. Bu ikkilik chegara emas, balki gradient effekti: DO qanchalik past bo'lsa, selektiv bosim shunchalik kuchli bo'ladi.

Organik yuklash.Yuqori F/M nisbatlari, ayniqsa past DO bilan birlashganda, tez o'sib borayotgan filamentlar substrat va kislorod uchun{0}}to'p hosil qiluvchilardan ustun turadigan sharoitlarni yaratadi. O'zaro ta'sir qo'shimchalardan ko'ra ko'proqdir - yuqori organik yuk va past DO birgalikda, hech bir omil yolg'iz o'zi hosil qilmaydigan hajmning og'irligini keltirib chiqaradi.

Loy yoshi (SRT).Juda past SRT larda ishlash tez oʻsadigan organizmlarga-maʼqul keladi, ular faol loy tizimlarida koʻpincha filamentli boʻladi. Juda yuqori SRTlarda endogen parchalanish qalinlashuvchi floklar ichida kislorod-cheklangan mikro muhitni yaratishi mumkin, bu esa yana filamentlarga yordam beradi. Hajmining oldini olish uchun SRT shirin nuqta-o'simlikka xosdir, lekin shahar tizimlari uchun odatda 8-15 kun oralig'iga to'g'ri keladi.

Thenitrifikatsiya uchun jarimako'paytirishdan ayniqsa og'ir va ko'pincha kam baholanadi. Yomon cho‘kma tufayli biomassa tindirgichdan yuvilganda, sekin o‘sib boruvchi nitrifikator bakteriyalar - nomutanosib ravishda yo‘qoladi, ularning ikki baravar ko‘payishi soatlarda emas, balki kunlarda o‘lchanadi -. Nitrifikatsiya qiluvchi populyatsiyani ko'paytirish hodisasidan keyin qayta tiklash bir necha hafta davom etishi mumkin, bu vaqt davomida ammiakni olib tashlash muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin. Ammiak chegaralari qattiq bo'lgan o'simliklarda ko'payish epizodi samarali ravishda nitrifikatsiyaning uzilishi hisoblanadi.

Nazorat strategiyalari

An'anaviy tuzatishlar - va tizimli muqobil

Tadqiqot an'anaviy faol loyda filamentli hajmni nazorat qilish uchun uchta operatsion tutqichga ishora qiladi:

Adekvat DOni saqlang.Eng samarali profilaktika chorasi. Aerob zonasi DO ni 2,0 mg/L - dan yuqori ushlab turish va aeratsiya tizimi buni eng yuqori yuk ostida - etkazib berishiga ishonch hosil qilish filamentlarga raqobatdosh ustunlikni beruvchi selektiv bosimni yo'q qiladi. Bu diffuzorni muntazam tekshirish va tozalashni, shamollatgich quvvatini tekshirishni va bitta emas, balki aeratsiya havzasi bo'ylab bir nechta nuqtalarda DO monitoringini anglatadi.

SRTni optimallashtirish.Loy hosil qiluvchilar uchun qulay bo'lgan loy yoshi oralig'ida ishlash (odatda shahar oqava suvlari uchun 8-15 kun) filamentning ustunligini kamaytiradi. SRT nazorati ishonchli loy isrofgarchiligini talab qiladi - operatsion uzilishlar paytida isrofgarchilikni kechiktiradigan o'simliklar ko'paytirishni taklif qiladi.

Organik zarba yuklanishidan saqlaning.Tenglash havzalari yoki oqim muvozanati filamentli gullarni qo'zg'atadigan F/M nishlarini susaytirishi mumkin. Tenglash quvvatiga ega bo'lmagan o'simliklar uchun bosqich{1}}oziqlantirish yoki selektor zonalari asosiy havo havzasidagi bir zumda organik yukni kamaytirishi mumkin.

Biroq, tadqiqot bevosita muhandislik ta'siriga ega bo'lgan tizimli tushunchani ham ta'kidladi:biofilmga{0}}asoslangan tizimlar asosan hajmga nisbatan kamroq sezgir. MBBR yoki gibrid faol loy + bioplyonka konfiguratsiyasida jami faol inventarning muhim qismini tashkil etuvchi - biriktirilgan biomassa - tindirgichning ushlab turish uchun cho'kishiga bog'liq emas. To'xtatilgan fraktsiya ko'paygan taqdirda ham, biofilm fraktsiyasi reaktorda qoladi, tozalash quvvatini saqlab qoladi va tiklanish uchun urug' populyatsiyasini ta'minlaydi.

Bu shunchaki nazariy afzallik emas. MBBR tashuvchilari bilan qayta jihozlangan o'simliklar doimiy ravishda cho'kish buzilishlariga nisbatan yuqori chidamlilik, katta hajmdagi hodisalardan tezroq tiklanish va gidravlik yoki organik zarbalar orqali yanada barqaror nitrifikatsiya haqida xabar beradi. Biofilm biologik tampon rolini o'ynaydi - u to'xtatilgan fazada ko'payishning oldini olmaydi, lekin u o'simlikni unga befarq qiladi.

Xulosa

Filamentli bakteriyalar sabab bo'lgan loyning ko'payishi a borikkilamchi davolash samaradorligiga sezilarli salbiy ta'sir ko'rsatadi, ayniqsa qattiq moddalarni ajratish va - biomassani yuvish orqali - nitrifikatsiyada. Uchuvchi{3}}oʻlchov natijalari aniq: erigan kislorodning pastligi asosiy omil boʻlib, tez boshlanadi va tiklanish sekin kechadi. Operatsion intizom - barqaror DO ni 2,0 mg/L dan yuqori darajada ushlab turish, organik yuklanishni nazorat qilish va SRTni optimallashtirish - asosiy himoya chizig‘i bo‘lib qolmoqda.

Operatsion tuzatishlarni tugatgan va hali ham joylashish bilan kurashayotgan o'simliklar uchun dalillar tizimli yechimga ishora qiladi:biofilm tashuvchilarni faol loy jarayoniga integratsiya qilish. Toʻliq MBBR konvertatsiyasi yoki gibrid tizim boʻlishidan qatʼi nazar, biriktirilgan -oʻsish ulushi tozalash samaradorligini loyning choʻkuvchanligidan - ajratadi va bu ajratish eng ishonchli sugʻurta boʻlishi mumkin.