การควบคุมโฟมในระบบบำบัดน้ำเสีย: เหตุผลที่การเลือกสารลดฟองที่เหมาะสมมีความสำคัญจริงในสถานที่

หลังจากทำงานกับโรงงานบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมและเทศบาลมานานกว่ายี่สิบปี ผมได้เรียนรู้ว่าฟองอากาศเป็นหนึ่งในปัญหาที่ดูเหมือนจะง่ายบนกระดาษ แต่สามารถทำลายการดำเนินงานได้อย่างเงียบๆ หากคุณไม่จัดการอย่างถูกต้องชั้นโฟมหนาบนถังเติมอากาศหรือถังตกตะกอนทุติยภูมิไม่ได้เป็นเพียงความสกปรกเท่านั้น แต่ยังลดประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจน เพิ่มความเสี่ยงต่อการล้นในช่วงพายุ สร้างอันตรายลื่นล้ม และอาจผลักดันของแข็งผ่านสันเขื่อนเข้าสู่ปลายน้ำสุดท้ายได้อีกด้วย ในหลายกรณี ความแตกต่างระหว่างโรงงานที่ทำงานอย่างราบรื่นกับโรงงานที่ประสบปัญหาอย่างต่อเนื่องนั้น ขึ้นอยู่กับการเลือกและใช้สารลดฟองที่เหมาะสมกับเคมีและชีววิทยาของการบำบัดน้ำเสีย.

ฟองในน้ำเสียมักเกิดขึ้นเมื่อสารที่มีคุณสมบัติลดแรงตึงผิวทำให้ฟองอากาศคงตัว สารเหล่านี้มาจากผงซักฟอกและสารลดแรงตึงผิวในน้ำเสียจากครัวเรือน แต่ในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมมักจะแย่กว่ามาก — โปรตีนและไขมันจากการแปรรูปอาหาร ลิกนินและเรซินจากโรงงานผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษ หรือ น้ำมันและไขมันจากโรงกลั่นน้ำมันและโรงงานแปรรูปโลหะในระบบน้ำเสียที่มีการใช้ระบบน้ำเสียแบบแอคทีฟสลัดจ์ การรวมตัวของฟองอากาศขนาดเล็กจากกระบวนการเติมอากาศและสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ที่ผลิตโดยชีวมวลสามารถสร้างฟองที่คงตัวและคงอยู่ได้นานโดยไม่แตกตัวได้เอง เมื่อฟองนี้หนาขึ้น จะทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนให้กับผิวหน้าของน้ำ ลดการละลายของออกซิเจน และอาจส่งเสริมการเจริญเติบโตของเส้นใยที่ก่อให้เกิดฟอง เช่น Nocardia หรือ Microthrix ได้.

สารลดฟองทำงานโดยการรบกวนฟิล์มผิวที่ช่วยยึดฟองอากาศไว้ด้วยกันสารลดฟองน้ำเสียที่ดีจะถูกพัฒนาสูตรให้กระจายตัวได้อย่างรวดเร็วบนผิวสัมผัสระหว่างอากาศกับของเหลว, แทนที่สารลดแรงตึงผิวที่ช่วยรักษาฟอง, และทำให้ผนังฟองบางลงจนแตกตัว เนื่องจากน้ำเสียมักไม่สะอาด สารลดฟองจึงต้องทำงานได้ดีแม้ในสภาวะที่มีของแข็งแขวนลอยสูง, ค่า pH ที่เปลี่ยนแปลง, และบางครั้งอุณหภูมิสูงหรือความเค็ม สารลดฟองต้องทำหน้าที่เหล่านี้โดยไม่ทำลายกระบวนการบำบัดทางชีวภาพหรือสร้างปัญหาใหม่ในขั้นตอนถัดไป.

ไม่ใช่ทุกชนิดของสารลดฟองที่เหมาะสมกับระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ. ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของซิลิโคนสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพในปริมาณน้อย แต่บางชนิดอาจเคลือบชีวมวลหรือลดการถ่ายเทออกซิเจนหากใช้ในปริมาณที่มากเกินไป และอาจคงอยู่ในระบบจนผ่านโรงงานบำบัดน้ำเสียไปสู่แหล่งน้ำรับน้ำได้.น้ำมันแร่หรือสารลดฟองที่มีฐานไฮโดรคาร์บอนมีราคาถูกกว่าและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่สามารถเพิ่มความต้องการออกซิเจนทางเคมีของน้ำทิ้งและบางครั้งรบกวนการแยกตะกอนได้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โรงงานหลายแห่งได้หันมาใช้สารลดฟองที่มีฐานจากแอลกอฮอล์ไขมัน น้ำมันพืช หรือพอลิเมอร์ ซึ่งมีโปรไฟล์ด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีกว่าและมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำต่ำกว่า ตัวเลือกเหล่านี้มักเข้ากันได้ดีกับกระบวนการทางชีวภาพที่อ่อนไหว แม้ว่าอาจต้องใช้ในปริมาณที่สูงกว่าเล็กน้อยหรือต้องใช้ในจุดที่เหมาะสมอย่างระมัดระวังมากขึ้น.

ในทางปฏิบัติ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเกิดจากการจับคู่สารลดฟองกับแหล่งกำเนิดฟองและขั้นตอนการบำบัด ในบ่อเติมอากาศ การเติมสารลดฟองในระดับต่ำอย่างต่อเนื่องมักจะได้ผลดีกว่าการเติมแบบช็อก โรงงานหลายแห่งจ่ายสารลดฟองโดยตรงเข้าไปในถังเติมอากาศหรือเพียงต้นทางโดยใช้ปั๊มโดสที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ระดับฟองหรือตัวตั้งเวลาแบบง่าย ในการจัดการตะกอนหรือถังหมักแบบไร้อากาศ อาจต้องใช้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันหรือใช้ในปริมาณที่สูงขึ้น เนื่องจากเคมีของฟองแตกต่างกันฉันเคยเห็นกรณีที่สารลดฟองตัวเดียวทำงานได้ดีในถังเติมอากาศแต่กลับทำให้เกิดปัญหาในถังตกตะกอนสุดท้ายเนื่องจากมีผลต่อลักษณะการตกตะกอน นั่นคือเหตุผลที่การทดสอบในขวดและทดลองในขนาดเล็กกับน้ำจริงของโรงงานมีความสำคัญอย่างยิ่งก่อนที่จะนำไปใช้ในขนาดเต็มรูปแบบ.

อัตราการใช้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 5 ถึง 50 มิลลิกรัมต่อลิตร ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของฟองและกำลังของผลิตภัณฑ์ แต่สิ่งสำคัญคือการนำไปใช้อย่างต่อเนื่องมากกว่าการเพิ่มปริมาณอย่างกะทันหันเพื่อไล่ตามจุดสูงสุด การใช้เกินขนาดเป็นข้อผิดพลาดที่พบได้บ่อย — ทำให้เสียเงินและบางครั้งอาจทำให้ฟองแย่ลงหรือสร้างปัญหาการดำเนินงานอื่น ๆ เช่น ปริมาณตะกอนเพิ่มขึ้นหรือปัญหาการฆ่าเชื้อในขั้นตอนต่อไป การใช้ไม่เพียงพอจะทำให้ปัญหาฟองถูกแก้ไขเพียงครึ่งเดียวผู้ปฏิบัติงานที่ดียังให้ความสนใจถึงผลกระทบของสารลดฟองสำหรับการบำบัดน้ำเสียต่อส่วนอื่น ๆ ของโรงงานด้วย ผลิตภัณฑ์บางชนิดอาจลดประสิทธิภาพของการฆ่าเชื้อด้วยรังสี UV หรือทำให้เกิดการตกค้างในน้ำทิ้งซึ่งอาจละเมิดขีดจำกัดการปล่อยของเสียในท้องถิ่นเกี่ยวกับน้ำมันหรือสารลดแรงตึงผิว.

จากประสบการณ์, โรงงานที่ให้ความสำคัญกับการเลือกสารลดฟองเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการควบคุมโดยรวมแทนที่จะเป็นเพียงการแก้ไขภายหลัง จะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด. พวกเขาติดตามระดับฟองควบคู่กับปริมาณออกซิเจนละลาย, ดัชนีปริมาณตะกอน, และคุณภาพน้ำทิ้งก่อนและหลังการเปลี่ยนแปลง. พวกเขายังทำงานร่วมกับผู้จัดจำหน่ายที่เข้าใจทั้งเคมีและชีววิทยาของการบำบัดน้ำเสีย ไม่ใช่เพียงแค่ผู้ขายสารลดฟองอุตสาหกรรมทั่วไป.ในโรงงานเทศบาลแห่งหนึ่งที่ข้าพเจ้าเคยทำงานอยู่ การเปลี่ยนจากอิมัลชันซิลิโคนมาตรฐานมาเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีฐานเป็นกรดไขมันซึ่งตรงจุดประสงค์มากขึ้น ช่วยลดปัญหาฟองที่ก่อให้เกิดความผิดปกติลงได้มากกว่าครึ่ง และเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนได้ดีพอที่จะลดการใช้พลังงานในการเติมอากาศได้อย่างเห็นได้ชัด.

แน่นอนว่ามีข้อจำกัด ไม่มีสารลดฟองใดที่สามารถแก้ไขปัญหาพื้นฐาน เช่น การควบคุมอายุตะกอนที่ไม่ดี หรือการเติมสารลดแรงตึงผิวจากอุตสาหกรรมต้นน้ำในปริมาณมากเกินไปได้อย่างแท้จริง การใช้เครื่องทำลายฟองเชิงกล ระบบพ่นละออง หรือการปรับเปลี่ยนการออกแบบหัวกระจายอากาศในบ่อบำบัด อาจช่วยลดการพึ่งพาสารเคมีได้บ้าง นอกจากนี้ แรงกดดันจากข้อกำหนดทางกฎหมายยังผลักดันให้โรงงานหันไปใช้สารที่มีพิษน้อยลงและย่อยสลายได้ทางชีวภาพมากขึ้น ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์น้ำมันแร่แบบเก่าค่อย ๆ ถูกเลิกใช้ในหลายภูมิภาค.

ในที่สุด การควบคุมฟองในน้ำเสียอย่างมีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการเข้าใจเคมีของฟองเฉพาะของคุณ การเลือกสารลดฟองที่ทำงานร่วมกับชีววิทยาของคุณแทนที่จะต่อต้านมัน และการนำไปใช้อย่างต่อเนื่องในจุดที่เหมาะสม เมื่อการผสมผสานนี้ถูกต้อง โรงงานจะทำงานลื่นไหลขึ้น ความปลอดภัยดีขึ้น และคุณหลีกเลี่ยงการแก้ปัญหาฟองที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องหากคุณกำลังเผชิญกับปัญหาฟองที่คงอยู่ ขั้นตอนแรกยังคงเหมือนเดิมกับที่ฉันแนะนำมาหลายปี: ใช้เวลาในการวิเคราะห์ลักษณะของฟองและทำการทดสอบความเข้ากันได้อย่างเหมาะสมก่อนที่จะตัดสินใจเลือกผลิตภัณฑ์ใด ๆ ความพยายามในขั้นต้นนี้มักจะให้ผลตอบแทนในรูปของการดำเนินงานที่เสถียรมากขึ้นในระยะยาว.