Hôm nay tôi muốn chia sẻ. Bọt trong nhà máy xử lý nước thải. Bọt có nhiều tác dụng trong xử lý nước thải, không chỉ ảnh hưởng đến giác quan mà còn ảnh hưởng xấu đến hệ thống, thiết bị xử lý. Trong đó có độ chính xác của thiết bị giám sát trực tuyến. Ví dụ, máy đo mức siêu âm và máy đo lưu lượng, v.v., sẽ gây ra lỗi dữ liệu và hoạt động sai của hệ thống. Vì vậy, việc kiểm soát bọt là rất quan trọng đối với hiệu quả xử lý nước thải và chất lượng nước thải.
Phân loại và đặc tính của bọt
1. Bọt màu nâu
Màu nâu sẫm hoặc thậm chí gần với màu đen. Kết cấu có vẻ thô ráp. Kích thước có thể khác nhau, bọt lớn hơn thì dày hơn và chứa nhiều khí và chất rắn hơn. Trong quá trình hình thành và đứt gãy, tốc độ tương đối chậm, sau khi vỡ có thể để lại một lớp cặn dính trên mặt nước.
2. Bọt trắng
Bọt trắng có kết cấu mịn, bọt nhỏ và dày đặc. Nó tương đối nhẹ, dễ nổi và di chuyển dưới tác động của dòng nước và dòng không khí. Trong quá trình hình thành và tiêu tan, tốc độ tương đối nhanh và nhìn chung không còn dư lượng rõ ràng sau khi vỡ.
3. Bọt nhớt
Có đặc tính độ nhớt cao rõ ràng, có thể bám chặt vào bề mặt của các cơ sở xử lý sinh hóa, chẳng hạn như tường hồ bơi, đường ống và thiết bị, và không dễ bị dòng nước cuốn trôi. Kết cấu có bề ngoài tương đối dày và các bong bóng được kết nối chặt chẽ với nhau tạo thành cấu trúc giống như gel. Trong quá trình hình thành, bọt nhớt có thể tích tụ dần và dày lên. Màu sắc của nó có thể khác nhau tùy thuộc vào chất chứa trong đó, nhưng nhìn chung nó vẫn rất dễ nhận biết.
4. Bọt khởi động
Điều này chủ yếu là do cộng đồng vi sinh vật trong hệ thống mới bắt đầu chưa ổn định, cấu trúc và chức năng của bùn hoạt tính chưa hoàn hảo. Lúc này, các chất hoạt động bề mặt trong nước thải, chẳng hạn như một số chất hữu cơ, chất tẩy rửa, v.v., có nhiều khả năng tạo thành bọt dưới sự khuấy trộn và tác động của sục khí.
5. Bọt màu
Một số bọt phản ánh cảm giác tương tự như bong bóng xà phòng dưới ánh nắng mặt trời, đó là do sự khúc xạ và giao thoa của màng mỏng trên bề mặt bọt. Ánh sáng có bước sóng khác nhau tương tác trên bề mặt bọt, tạo thành hiệu ứng hình ảnh đầy màu sắc. Mặc dù nước thải sinh hoạt có thể chứa một lượng chất hoạt động bề mặt nhất định như chất tẩy rửa nhưng nồng độ và thành phần phức tạp của chúng thường không đủ để gây ra sự xuất hiện thường xuyên của bọt màu.
6. Bọt đen xám
Khi tích tụ một lượng lớn bọt, bọt phía trên sẽ ép bọt phía dưới, cản trở bọt phía dưới tiếp xúc với không khí, gây thiếu oxy cục bộ. Trong môi trường thiếu oxy này, quá trình trao đổi chất và phân hủy của vi sinh vật thay đổi, quá trình phân hủy chất hữu cơ không hoàn toàn, có thể khiến bọt tích tụ dần dần có màu sẫm và xuất hiện màu đen và xám.
Mô tả chi tiết nguyên nhân tạo bọt
1. Quá trình lão hóa bùn thường tạo ra bọt màu nâu
Bùn tồn tại trong bể sinh hóa quá lâu. Vi sinh vật thiếu chất dinh dưỡng và khả năng trao đổi chất của chúng giảm dần. Điều này khiến vi sinh vật không thể phát triển và sinh sản bình thường, đồng thời một số tế bào bắt đầu chết, ly giải và giải phóng các chất hữu cơ như polysaccharide, protein và lipid, làm tăng độ nhớt của chất lỏng hỗn hợp. Đồng thời, cấu trúc bông bùn của bùn già bị lỏng lẻo và dễ bị cuốn theo các bong bóng nổi lên, do đó tạo thành bọt. Ngoài ra, quá trình lão hóa bùn cũng có thể dẫn đến việc đơn giản hóa cấu trúc cộng đồng vi sinh vật, sự phát triển quá mức của một số vi sinh vật thích nghi với môi trường dinh dưỡng thấp và các chất chuyển hóa của chúng cũng có thể thúc đẩy việc tạo bọt.
2. Tải quá mức có thể tạo ra bọt trắng
Nồng độ chất hữu cơ trong dòng nước vào tăng đột ngột. Để phân hủy nhanh chóng các chất hữu cơ này, hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật trở nên vô cùng tích cực. Điều này dẫn đến tăng cường hô hấp của vi sinh vật và tạo ra một lượng lớn carbon dioxide và các loại khí khác. Đồng thời, một số chất hoạt động bề mặt được giải phóng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ làm giảm sức căng bề mặt của nước, tạo điều kiện cho bong bóng dễ hình thành và tồn tại ổn định hơn. Ngoài ra, tải trọng quá mức có thể khiến vi sinh vật phát triển quá nhanh, các khối bùn trở nên lỏng lẻo, gây khó khăn cho việc kết tủa và phân tách một cách hiệu quả, do đó bị các bong bóng nổi lên cuốn theo để tạo thành bọt.
3. Vi khuẩn dạng sợi nở rộng dễ sinh bọt màu vàng hoặc nâu
Vi khuẩn dạng sợi có những lợi thế nhất định trong môi trường tăng trưởng cạnh tranh, chẳng hạn như không đủ oxy hòa tan, dinh dưỡng không cân bằng hoặc giá trị pH bất thường, có thể khiến vi khuẩn dạng sợi phát triển quá mức và khiến vi khuẩn dạng sợi mở rộng. Vi khuẩn dạng sợi phát triển quá mức sẽ phá hủy cấu trúc bông bùn, làm cho bùn bị lỏng lẻo và tăng độ xốp. Trong quá trình sục khí, khí có nhiều khả năng đi vào bùn, tạo thành số lượng lớn các bọt khí li ti, chúng cuốn bùn lên tạo thành bọt. Hơn nữa, chất nhầy do vi khuẩn dạng sợi tiết ra cũng góp phần tạo nên sự tồn tại ổn định của bọt.
4. Quá nhiều chất hoạt động bề mặt dẫn đến tạo nhiều bọt trắng
Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều chất hoạt động bề mặt khác nhau như chất tẩy rửa, chất nhũ hóa,… Chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của nước, khiến bọt khí dễ hình thành và tồn tại hơn. Chúng sẽ phân tán nhanh chóng dưới tác dụng sục khí và khuấy trộn, tương tác với các vi sinh vật và bùn. Chất hoạt động bề mặt sẽ hấp phụ trên bề mặt bong bóng tạo thành một lớp màng ổn định, ngăn không cho bong bóng bị vỡ và hòa vào nhau dẫn đến hình thành một lượng lớn bọt. Ngoài ra, chất hoạt động bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến tính thấm của màng tế bào và chức năng trao đổi chất của vi sinh vật, cản trở hoạt động bình thường của hệ thống sinh hóa.
5. Sục khí quá mức thường tạo ra bọt trắng
Nếu cường độ sục khí quá cao sẽ tạo ra quá nhiều bong bóng nhỏ. Một lượng lớn bọt khí sẽ tiếp xúc hoàn toàn với các hạt bùn và vi sinh vật trong quá trình nổi lên, làm tăng tần suất ma sát, va chạm giữa các pha khí, lỏng và rắn. Sự khuấy trộn quá mức này làm cho các bông bùn bị phá vỡ, các hạt mịn và bông cặn dễ bị bong bóng cuốn vào nổi lên, tạo thành bọt.
Hơn nữa, sục khí quá mức cũng có thể dẫn đến nồng độ oxy hòa tan quá mức trong chất lỏng hỗn hợp, ức chế hoạt động trao đổi chất bình thường của một số vi sinh vật, ảnh hưởng đến hiệu suất lắng của bùn và gián tiếp thúc đẩy việc tạo bọt.
6. Bọt khởi động thường là bọt trắng
Trong một hệ thống mới được khởi động, quần thể vi sinh vật chưa ổn định, cấu trúc và chức năng của bùn hoạt tính chưa hoàn hảo. Lúc này, các chất hoạt động bề mặt trong nước thải, chẳng hạn như một số chất hữu cơ, chất tẩy rửa, v.v., có nhiều khả năng tạo thành bọt dưới sự khuấy trộn và tác động của sục khí.
Giải pháp cho nguyên nhân
1. Bọt lão hóa bùn
Bùn già được thải ra khỏi hệ thống thường xuyên và định lượng theo tuổi bùn và nồng độ bùn. Điều này có thể đạt được bằng cách tăng số lượng bùn thải hoặc kéo dài thời gian xả bùn. Tuy nhiên, cần đảm bảo lượng bùn thải ra vừa phải, tránh tình trạng xả bùn quá nhiều làm giảm công suất xử lý của hệ thống.
2. Tải bọt quá mức
Điều chỉnh lưu lượng và nồng độ nước thải, đồng thời xử lý trước nước thải để giảm sự biến động của nồng độ chất hữu cơ nước thải. Đối với các tình huống có dòng nước chảy vào có tải trọng cao trong thời gian dài, có thể xem xét mở rộng hoặc cải tạo bể sinh hóa để tăng thể tích hiệu dụng, từ đó cung cấp thêm không gian phản ứng cho vi sinh vật và cải thiện khả năng xử lý của hệ thống.
3. Bọt giãn nở vi khuẩn dạng sợi
Có thể chọn thêm chất oxy hóa như clo, hydro peroxide, ozon hoặc chất đông tụ như polyaluminium clorua (PAC) và polyferric sulfate (PFS). Khi thêm các tác nhân hóa học, cần kiểm soát chặt chẽ loại, nồng độ và liều lượng của các tác nhân để tránh tác động quá mức và gây thiệt hại cho cộng đồng vi sinh vật. Tăng lượng bùn thải ra và rút ngắn tuổi bùn để giảm cơ hội phát triển của vi khuẩn dạng sợi. Đồng thời, giảm nồng độ oxy hòa tan một cách hợp lý để tránh sự phát triển quá mức của vi khuẩn dạng sợi trong môi trường oxy cao. Ngoài ra, tỷ lệ chất dinh dưỡng có thể được điều chỉnh để tạo điều kiện thuận lợi hơn cho sự phát triển của vi khuẩn bông bùn.
4. Bọt hoạt tính bề mặt
Tăng cường tiền xử lý nước thải: sử dụng các phương pháp vật lý và hóa học như tuyển nổi, hấp phụ, đông tụ và lắng để loại bỏ hoặc giảm hàm lượng chất hoạt động bề mặt trong nước nước thải. Tăng nồng độ bùn một cách thích hợp để cải thiện khả năng phân hủy của vi sinh vật thành chất hoạt động bề mặt. Đồng thời điều chỉnh thể tích sục khí và cường độ khuấy để thúc đẩy sự tiếp xúc và phản ứng hoàn toàn giữa chất hoạt động bề mặt và vi sinh vật.
5. Bọt sục khí quá mức
Tính toán và điều chỉnh chính xác lượng sục khí theo chất lượng nước, lượng nước và nhu cầu oxy của vi sinh vật. Bằng cách sử dụng sục khí gián đoạn, sục khí theo vùng hoặc sục khí vi mô, quạt điều khiển tốc độ tần số thay đổi, máy đo lưu lượng khí và máy theo dõi oxy hòa tan có thể được sử dụng để đạt được sự kiểm soát chính xác về thể tích sục khí.
6. Tạo bọt quá nhiều
Dùng một lượng nước sạch thích hợp phun lên bề mặt mút có thể tạm thời làm giảm lượng bọt ở một mức độ nhất định. Nhưng đây chỉ là biện pháp khẩn cấp và không thể giải quyết được vấn đề cơ bản. Việc tăng đúng tỷ lệ hồi lưu bùn, tăng nồng độ bùn và tăng cường độ ổn định của hệ thống sẽ giúp giảm việc tạo bọt. Ngoài ra còn có hệ thống phun bổ sung, được lắp đặt phía trên cơ sở xử lý để phun liên tục hoặc ngắt quãng nhằm phá vỡ, loại bỏ bọt.
7. Sử dụng chất khử bọt để loại bỏ bọt
Chất khử bọt có thể nhanh chóng phá hủy sức căng bề mặt của bọt, khiến bọt bị vỡ và biến mất, và tác động thường đáng kể hơn. Các chất khử bọt phổ biến bao gồm silicone, dầu thực vật và polyether. Nhưng cần đảm bảo rằng nó sẽ không có tác động tiêu cực đến sự phát triển của vi sinh vật và hiệu quả xử lý nước thải, sử dụng lâu dài có thể làm tăng chi phí. Phương pháp bổ sung và liều lượng của chất khử bọt cần được điều chỉnh theo điều kiện thực tế. Có thể sử dụng liều liên tục hoặc ngắt quãng. Điểm định lượng thường được chọn ở khu vực quan trọng của quá trình hình thành bọt, chẳng hạn như lối vào bể sục khí hoặc khu vực tích tụ bọt.
8. Bắt đầu tạo bọt
Giảm thể tích sục khí một cách thích hợp để giảm sự tạo bọt. Tăng dần lượng nước vào: để vi sinh vật có đủ thời gian thích ứng với tải lượng nước vào và dần hình thành cấu trúc bùn hoạt tính ổn định. Thêm chất khử bọt (sử dụng thận trọng). Bạn có thể thêm một lượng chất khử bọt thích hợp, nhưng hãy cẩn thận chọn những sản phẩm ít ảnh hưởng đến vi sinh vật và kiểm soát liều lượng.
Cuối cùng, đối với bọt trong xử lý nước thải còn có các thiết bị thông dụng khác như máy khuấy, chổi quét và thiết bị siêu âm. Mặc dù thiết bị tốt nhưng chúng ta vẫn phải xét đến ảnh hưởng của nó đến việc phá bọt, tiêu hao năng lượng và chi phí bảo trì trong thiết kế và sử dụng.