Vahutamise kontroll reoveepuhastuses: miks on kohapeal õige vahutamisvastase aine valik tegelikult oluline

Pärast enam kui kahekümne aasta pikkust töökogemust tööstus- ja olmejäätmeveepuhastite valdkonnas olen õppinud, et vaht on üks neist probleemidest, mis paberil tundub lihtne, kuid võib tegevust märkamatult häirida, kui seda õigesti ei käsitleta. Paks vahtkiht õhutamismahutis või teises settes ei näe lihtsalt räpane välja. See vähendab hapniku ülekande tõhusust, suurendab tormide ajal üleujutuste ohtu, tekitab libeduse tõttu ohuolukordi ning võib isegi suruda tahked osakesed üle ülevooluääre lõppreoveesse. Paljudel juhtudel sõltub stabiilselt töötava ja pidevate häiretega võitleva puhastusjaama vahe just sellest, kas on valitud ja kasutatud õiget vahtuvastast ainet, mis sobib asjaomase reoveepuhastuse keemiliste ja bioloogiliste protsessidega.

Reoveepuhastuses tekib vaht tavaliselt siis, kui pindaktiivsed ühendid stabiliseerivad õhumulle. Need ühendid pärinevad kodumajapidamisreovees leiduvatest pesuainetest ja pindaktiivsetest ainetest, kuid tööstusreovees on olukord sageli palju halvem — toiduainetööstusest pärinevad valgud ja rasvad, tselluloosi- ja paberitehastest pärinevad ligniinid ja vaigud või rafineerimistehastest ja metallitööstusest pärinevad õlid ja määrdeained. Aktiivmuda süsteemides võib õhutamisel tekkivate peenete mullide ja biomassi poolt toodetud rakuväliste polümeersete ainete kombinatsioon luua väga stabiilse, püsiva vahtu, mis iseenesest ei haju. Kui see vahukiht muutub paksuks, isoleerib see vedeliku pinda, vähendab hapniku lahustumist ning võib isegi soodustada vahutamist põhjustavate niitjate organismide, nagu Nocardia või Microthrix, kasvu.

Vahutamisvastane aine toimib, lõhkudes mullikesi koos hoidvat pinnakile. Head reovee vahutamisvastased ained on koostatud nii, et need leviksid kiiresti õhu ja vedeliku piirpinnal, tõrjuksid stabiliseerivad pindaktiivsed ained kõrvale ning põhjustaksid mullikeste seinte õhenemist ja lõhkemist. Kuna reovesi on harva puhas, peab vahtuvastane aine toimima ka suure suspendeeritud ainete sisalduse, muutuva pH-taseme ning mõnikord ka kõrge temperatuuri või soolsuse tingimustes. See peab toimuma ilma bioloogilist puhastusprotsessi kahjustamata või järgnevatel etappidel uusi probleeme tekitamata.

Mitte iga vahutamisvastane aine ei sobi bioloogilistesse reoveepuhastussüsteemidesse. Silikoonipõhised tooted toimivad kiiresti ja tõhusalt väikestes annustes, kuid mõned neist võivad üledoseerimisel katta biomassi või vähendada hapnikuülekannet ning need võivad püsida puhastusseadmes ja jõuda vastuvõtvasse veekogusse. Mineraalõli- või süsivesinikupõhised vahtuvastased ained on odavamad ja laialt kasutusel, kuid need võivad suurendada heitvee keemilist hapnikutarvet ja mõnikord takistada muda veetustamist. Viimastel aastatel on üha enam puhastusjaamu hakanud kasutama rasvalkoholi-, taimeõli- või polümeeripõhiseid vahutamisvastaseid aineid, mis on keskkonnasõbralikumad ja veeorganismidele vähem mürgised. Need valikud sobivad üldjuhul paremini tundlike bioloogiliste protsessidega, kuigi võivad nõuda veidi suuremaid annuseid või hoolikamat manustamist.

Praktikas saavutatakse parimaid tulemusi, kui vahutamisvastane aine valitakse vastavalt vahutamise allikale ja töötlemisetapile. Õhutamisbasseinides annab pidev madalannuseline doseerimine sageli paremaid tulemusi kui ühekordsed suuremahulised lisamised. Paljud rajatised annustavad vahtuvastast ainet otse õhutamismahutisse või vahetult sellest ülesvoolu, kasutades mõõtepumpa, mis on ühendatud vahutaseme anduritega või lihtsate ajastitega. Settetöötlemisel või anaeroobsetes lagundamismahutites võib olla vaja teistsugust toodet või suuremat annust, kuna vahtu tekitavate protsesside keemiline koostis on erinev. Olen näinud juhtumeid, kus üks ja sama vahtuvastane aine töötas hästi õhutustankides, kuid põhjustas probleeme lõppselitites, kuna mõjutas settimisomadusi. Seetõttu on enne täismahulise kasutuselevõttu hädavajalikud katseklaasikatsed ja väikesemahulised katsed tegeliku rajatise veega.

Annustamisnormid jäävad tavaliselt vahemikku 5–50 mg/l, sõltuvalt vahtu tekitava probleemi tõsidusest ja toote tugevusest, kuid kõige olulisem on pigem järjepidev kasutamine kui tippväärtuste saavutamine suurte ühekordsete annustega. Üledoseerimine on levinud viga – see raiskab raha ja võib mõnikord vahtu veelgi suurendada või tekitada muid käitamisprobleeme, nagu muda mahu suurenemine või probleemid järgnevas desinfektsioonis. Aladoosimine lahendab vahtuprobleemi vaid pooleks. Head operaatorid pööravad tähelepanu ka sellele, kuidas reoveepuhastuse vahutamisvastane aine mõjutab rajatise teisi osi. Mõned tooted võivad vähendada UV-desinfektsiooni tõhusust või põhjustada ülekandumist heitvettesse, mis rikub kohalikke õlide või pindaktiivsete ainete heitmispiiranguid.

Kogemuste põhjal saavutavad parimaid tulemusi need ettevõtted, kes käsitlevad vahtuvastaste ainete valikut osana oma üldisest protsessikontrollist, mitte aga järelmõttena. Nad jälgivad vahtu koos lahustunud hapniku, muda mahuindeksi ja heitvee kvaliteediga enne ja pärast muudatusi. Samuti teevad nad koostööd tarnijatega, kes mõistavad nii reoveepuhastuse keemiat kui ka bioloogiat, mitte ainult nendega, kes müüvad tavalisi tööstuslikke vahtuvastaseid aineid. Ühes munitsipaalpuhastis, kus ma töötasin, vähendas üleminek tavaliselt kasutatavalt silikoonemulsioonilt sihipärasemale rasvhapetel põhinevale tootele vahtuga seotud häireid rohkem kui poole võrra ning parandas hapnikuülekannet piisavalt, et märgatavalt vähendada õhutamise energiakulu.

Loomulikult on ka piirangud. Ükski vahutamisvastane aine ei lahenda põhiprobleeme, nagu ebapiisav muda vanuse kontroll või ülemäära suur pindaktiivsete ainete koormus eelnevates tööstusharudes. Mehaanilised vahutõrjujad, pihustussüsteemid või õhutamisdifuusorite konstruktsiooni muutmine võivad mõnikord vähendada kemikaalidest sõltuvust. Ka regulatiivne surve suunab puhastusjaamu madalama toksilisusega ja biolagunevamate lahenduste poole, mis tähendab, et vanemad mineraalõlipõhised tooted kaotatakse paljudes piirkondades järk-järgult kasutusest.

Lõppkokkuvõttes seisneb tõhus vahtukontroll reoveepuhastuses selles, et mõistaksite oma konkreetse vahtu iseloomustavat keemiat, valiksite vahtuvastaseid aineid, mis toimivad koos teie bioloogilise süsteemiga, mitte selle vastu, ning kasutaksite neid järjepidevalt õigetes kohtades. Kui see kombinatsioon on õige, töötab puhastusjaam sujuvamalt, ohutus paraneb ja väldite pidevat tulekustutustööd, mida vahtuprobleemid tavaliselt kaasa toovad. Kui teil on tegemist püsiva vahuga, on esimene samm ikka sama, mida olen juba aastaid soovitanud: pühendage aega vahtu iseloomustamisele ja sobivate ühilduvustestide läbiviimisele, enne kui otsustate toote kasuks. See eelnev vaev tasub end peaaegu alati ära stabiilsema igapäevase töö näol.