ACTIVATED SLUDGE MICROBIOLOGY PROBL

ACTIVATED SLUDGE MICROBIOLOGY PROBLEMS AND THEIR CONTROL

Michael Richard, Ph.D. Sear-Brown
Fort Collins, CO


CONTENTS

I. Introduction

II. Microbiology Problems and Their Causes

1. Poor Floc Formation, Pin Floc and Dispersed Growth Problems
2. Toxicity
3. Nitrification and Denitrification Problems
4. Nutrient Deficiency and Polysaccharide Bulking and Foaming
5. Zoogloeal Bulking and Foaming
6. Filamentous Bulking
7. Filamentous Foaming

III. Practical Control Methods for Filamentous Bulking and Foaming

1. Short Term Control Methods

a. Sludge Juggling
b. Polymer Addition
c. Chlorination

2. Long Term Control Methods

a. Low Dissolved Oxygen Problems
b. Wastewater Septicity and Organic Acids
c. Low F/M Conditions and Selectors
d. Nutrient Deficiency
e. Foaming Control

IV. Summary

V. References and Additional Information

INTRODUCTION

Many problems can develop in activated sludge operation that adversely affect effluent quality with origins in the engineering, hydraulic and microbiological components of the process. The real "heart" of the activated sludge system is the development and maintenance of a mixed microbial culture (activated sludge) that treats wastewater and which can be managed. One definition of a wastewater treatment plant operator is a "bug farmer", one who controls the aeration basin environment to favor good microbiology.

This paper will discuss the types of microbiological problems that can occur in activated sludge operation. These include dispersed (non-settleable) growth, pin floc problems, zoogloeal bulking and foaming, polysaccharide ("slime") bulking and foaming, nitrification and denitrification problems, toxicity, and filamentous bulking and foaming. The best approach to troubleshooting the activated sludge process is based on microscopic examination and oxygen uptake rate (OUR) testing to determine the basic cause of the problem or upset and whether it is microbiological in nature. These methods are easy, fast and inexpensive compared to other approaches, and are generally understandable and accepted.


MICROBIOLOGY PROBLEMS AND THEIR CAUSES


Poor Floc Formation, Pin Floc and Dispersed Growth Problems

Basic floc formation, required for activated sludge operation due to the use of gravity clarifiers, is due to a growth form of many species of natural bacteria. Floc-forming species share the characteristic of the formation of an extracellular polysaccharide ("slime") layer, also termed a glycocalyx. This material, which consists of polysaccharide, protein and sometimes cellulose fibrils, "cements" the bacteria together to form a floc. Floc formation occurs at lower growth rates and at lower nutrient levels, essentially starvation or stationary growth conditions.

Floc-forming species may grow in a dispersed and non-settleable form if the growth rate is too fast. This latter condition, termed dispersed growth, occurs rarely in domestic waste activated sludge operation but occurs often in industrial waste treatment, generally due to high organic loading (high food to microorganism ratio (F/M) conditions). Here, no flocs develop and biomass settling does not occur, resulting in a very turbid effluent. The correct remedial action for a dispersed growth problem is a reduction in the F/M of the system, usually done by raising the MLSS concentration. Dispersed growth problems often occur after a toxicity or hydraulic washout event when the activated sludge biomass is low and high F/M conditions prevail.

Small, weak flocs can be formed in activated sludge that are easily sheared and subject to hydraulic surge flotation in the final clarifier leading to a turbid effluent. These small flocs, termed pin floc, consist only of floc-forming bacteria without a filament backbone and usually

are

Kết quả (Việt) 1:

KÍCH HOẠT BÙN VI VẤN ĐỀ VÀ KIỂM SOÁT CỦA HỌMichael Richard, tiến sĩ Sear-BrownFort Collins, CONỘI DUNGI. giới thiệuII. vi vấn đề và nguyên nhân của họ1. người nghèo Floc hình, Pin Floc và phân tán các vấn đề tăng trưởng2. độc tính3. nitrat hóa và các vấn đề dùng4. chất dinh dưỡng thiếu hụt và polysacarit Bulking và khuynh hướng tạo bọt5. zoogloeal Bulking và khuynh hướng tạo bọt6. sợi Bulking7. sợi nhỏ tạo bọtIII. thực hành phương pháp kiểm soát cho Bulking sợi nhỏ và khuynh hướng tạo bọt1. phương pháp kiểm soát ngắn hạna. bùn tung hứngsinh ngoài ra polymerc. clo2. dài hạn phương pháp kiểm soáta. oxy hòa tan thấp vấn đềsinh xử lý nước thải Septicity và axit hữu cơc. thấp điều kiện F/M và Selectorsmất chất dinh dưỡng thiếu hụte. tạo bọt kiểm soátIV. tóm tắtV. tài liệu tham khảo và thông tin bổ sung GIỚI THIỆUNhiều vấn đề có thể phát triển trong hoạt động kích hoạt bùn ảnh hưởng đến chất thải với nguồn gốc trong các thành phần kỹ thuật, thủy lực và vi sinh của quá trình. Real "trái tim" của hệ thống kích hoạt bùn là phát triển và bảo trì của một hỗn hợp vi sinh nền văn hóa (kích hoạt bùn) mà xử lý nước thải và đó có thể được quản lý. Một định nghĩa của một nhà điều hành nhà máy xử lý nước thải là một "lỗi người nông dân", một trong những người kiểm soát môi trường lưu vực thoáng để ưu tiên các vi sinh vật học tốt.Bài viết này sẽ thảo luận về các loại vi sinh các vấn đề có thể xảy ra trong hoạt động kích hoạt bùn. Chúng bao gồm phân tán sự tăng trưởng (không settleable), pin floc vấn đề, zoogloeal bulking và khuynh hướng tạo bọt, polysaccharide ("slime") bulking và khuynh hướng tạo bọt, nitrat hóa và dùng các vấn đề, độc, và bulking sợi nhỏ và tạo bọt. Phương pháp tốt nhất để khắc phục sự cố trong quá trình kích hoạt bùn dựa trên kiểm tra vi và ôxy hấp thu tỷ lệ (OUR) thử nghiệm để xác định nguyên nhân cơ bản của các vấn đề hoặc buồn bã và cho dù đó là nhạy cảm với clo trong tự nhiên. Những phương pháp này rất dễ dàng, nhanh chóng và không tốn kém so với các phương pháp tiếp cận, và nói chung là dễ hiểu và chấp nhận.VI SINH VẬT HỌC VẤN ĐỀ VÀ NGUYÊN NHÂN CỦA HỌSự hình thành nghèo Floc, Pin Floc và các vấn đề phát triển phân tánHình thành cơ bản floc, cần thiết cho hoạt động kích hoạt bùn do việc sử dụng của lực hấp dẫn clarifiers, là do một hình thức phát triển của nhiều loài vi khuẩn tự nhiên. Floc hình thành loài chia sẻ các đặc tính của sự hình thành của một lớp ngoại bào polysaccharide ("slime"), cũng gọi là một glycocalyx. Tài liệu này, bao gồm polysacarit, protein và đôi khi là cellulose fibrils, "xi măng" vi khuẩn với nhau để tạo thành một floc. Sự hình thành floc xảy ra lúc mức tăng trưởng thấp hơn và thấp hơn mức độ dinh dưỡng, về cơ bản các đói hoặc các điều kiện cố định tăng trưởng.Floc-forming species may grow in a dispersed and non-settleable form if the growth rate is too fast. This latter condition, termed dispersed growth, occurs rarely in domestic waste activated sludge operation but occurs often in industrial waste treatment, generally due to high organic loading (high food to microorganism ratio (F/M) conditions). Here, no flocs develop and biomass settling does not occur, resulting in a very turbid effluent. The correct remedial action for a dispersed growth problem is a reduction in the F/M of the system, usually done by raising the MLSS concentration. Dispersed growth problems often occur after a toxicity or hydraulic washout event when the activated sludge biomass is low and high F/M conditions prevail.Small, weak flocs can be formed in activated sludge that are easily sheared and subject to hydraulic surge flotation in the final clarifier leading to a turbid effluent. These small flocs, termed pin floc, consist only of floc-forming bacteria without a filament backbone and usually are <50um in diameter. Pin floc occurs most commonly at starvation conditions -- a very low F/M and long sludge age. Chronic toxicity can also cause a pin floc condition.Free floating filaments can, at times, cause a dispersed growth problem. Here, the cause is filament-specific and is the same as for filamentous bulking (discussed below).ToxicityToxic shocks can be a severe problem in activated sludge operation. In a recent study, toxicity upset was experienced by approximately 10% of 25 Colorado activated sludge plants examined during one year. Toxicity problems were found to be a larger problem in small communities compared to larger cities, due to the lack of dilution of toxic releases in small systems. Examples of toxicity events were the washing of cement or lime trucks to a manhole, dumping of congealed diesel fuel to the sewer system, and overload of small systems with septage (which contains a high amount of organic acids and sulfides which can be toxic).Sulfide toxicity to activated sludge is more common than currently recognized. Sulfide may originate from outside the activated sludge system, from septic influent wastewater or from septage disposal, or it

Kết quả (Việt) 2:

ACTIVATED VẤN ĐỀ bùn VI VÀ KIỂM SOÁT CỦA HỌ Michael Richard, Ph.D. Sear-Brown Fort Collins, CO NỘI DUNG I. Giới thiệu II. Vi sinh vấn đề và nguyên nhân của họ 1. Poor Floc Formation, Pin Floc và vấn đề phân tán tăng trưởng 2. Độc tính 3. Quá trình nitrat hóa và khử nitơ Vấn đề 4. Chất dinh dưỡng thiếu hụt và Polysaccharide bulking và Foaming 5. Zoogloeal bulking và Foaming 6. Sợi bulking 7. Sợi Foaming III. Phương pháp kiểm soát thực tế cho sợi bulking và Foaming 1. Phương pháp kiểm soát hạn ngắn một. Bùn Juggling b. Polymer Addition c. Clo 2. Phương pháp kiểm soát dài hạn a. Hoà tan oxy vấn đề thấp b. Nước thải Septicity và axit hữu cơ c. Thấp Điều kiện F / M và Selectors d. Chất dinh dưỡng thiếu hụt điện tử. Bọt kiểm soát IV. Tóm tắt V. Tài liệu tham khảo và bổ sung thông tin GIỚI THIỆU Nhiều vấn đề có thể phát triển trong hoạt động bùn hoạt tính có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước thải có nguồn gốc trong các thành phần cơ khí, thủy lực và vi sinh vật của quá trình. Các thực "trái tim" của hệ thống bùn hoạt tính là sự phát triển và duy trì một nền văn hóa của vi sinh vật hỗn hợp (bùn hoạt tính) mà xử lý nước thải và có thể được quản lý. Một định nghĩa của một nhà điều hành nhà máy xử lý nước thải là một "lỗi nông dân", một người kiểm soát môi trường lưu vực khí có lợi cho vi sinh tốt. Bài viết này sẽ thảo luận về các loại vấn đề vi sinh vật có thể xảy ra trong hoạt động bùn hoạt tính. Chúng bao gồm phân tán tăng trưởng (không settleable), vấn đề pin floc, bulking zoogloeal và tạo bọt, polysaccharide ( "chất nhờn") bulking và tạo bọt, nitrat hóa và khử nitơ vấn đề, ​​độc tính, và bulking sợi và tạo bọt. Cách tiếp cận tốt nhất để khắc phục sự cố trong quá trình bùn hoạt tính được dựa trên vi tỷ lệ kiểm tra và oxy hấp thu thử nghiệm (OUR) để xác định nguyên nhân cơ bản của vấn đề hoặc khó chịu và cho dù đó là vi sinh vật trong tự nhiên. Những phương pháp này là dễ dàng, nhanh chóng và không tốn kém so với các phương pháp khác, và nói chung là dễ hiểu và chấp nhận. VẤN ĐỀ VI VÀ NGUYÊN NHÂN Poor Floc Formation, Pin Floc và phân tán tăng trưởng Các vấn đề hình thành floc cơ bản, cần thiết cho hoạt động bùn hoạt do việc sử dụng của trọng lực lắng, là do một hình thức phát triển của nhiều loài vi khuẩn tự nhiên. Floc hình thành loài chia sẻ các đặc điểm của sự hình thành của một polysaccharide ngoại bào ( "chất nhờn") lớp, cũng được gọi là một glycocalyx. Tài liệu này, trong đó bao gồm các polysaccharide, protein và các sợi cellulose đôi khi, "gắn" các vi khuẩn với nhau để tạo thành một floc. Hình thành các bông keo xảy ra ở tốc độ tăng trưởng thấp hơn và ở mức dinh dưỡng thấp, chủ yếu vì đói hoặc tăng trưởng văn phòng điều kiện. Loài Floc hình thành có thể phát triển trong một hình thức phân tán và không settleable nếu tỷ lệ tăng trưởng quá nhanh. Điều kiện sau này, được gọi là sự phát triển phân tán, hiếm khi xảy ra trong chất thải kích hoạt hoạt động bùn trong nước mà thường xảy ra trong xử lý chất thải công nghiệp, thường do tải trọng hữu cơ cao (lương thực tăng cao tỷ lệ vi sinh vật (F / M) điều kiện). Ở đây, không có flocs phát triển và sinh khối lắng không xảy ra, kết quả là một dòng nước rất đục. Các hành động khắc phục hậu quả chính xác cho vấn đề phát triển phân tán là một sự giảm trong F / M của hệ thống, thường được thực hiện bằng cách tăng nồng độ MLSS. Vấn đề tăng trưởng phân tán thường xảy ra sau khi một độc tính hoặc sự kiện rửa trôi thủy lực khi sinh khối bùn hoạt tính là điều kiện F / M thấp và cao áp. Nhỏ, flocs yếu có thể được hình thành trong bùn hoạt tính được dễ dàng xén lông và chịu nổi sự đột biến thủy lực trong trận chung kết lắng dẫn đến một dòng nước đục. Những flocs nhỏ, gọi là pin floc, chỉ gồm các vi khuẩn floc hình thành mà không có một đường trục dây tóc và thường là <50um đường kính. Pin floc thường xảy ra nhất ở điều kiện đói kém - một F / M rất thấp và tuổi bùn dài. Ngộ độc mãn tính cũng có thể gây ra một tình trạng pin floc. Sợi nổi miễn phí có thể, ở lần, gây ra một vấn đề tăng trưởng phân tán. Ở đây, nguyên nhân là sợi cụ thể và cũng giống như đối với bulking sợi (được thảo luận dưới đây). Độc tính cú sốc độc có thể là một vấn đề nghiêm trọng trong hoạt động bùn hoạt tính. Trong một nghiên cứu gần đây, độc tính khó chịu đã trải qua khoảng 10% của 25 Colorado kích hoạt vật bùn kiểm tra trong một năm. Vấn đề ngộ độc được tìm thấy là một vấn đề lớn hơn trong cộng đồng nhỏ so với các thành phố lớn, do thiếu các pha loãng của phiên bản độc hại trong hệ thống nhỏ. Ví dụ về các sự kiện độc tính là rửa xi măng hoặc vôi xe tải đến một cửa cống, bán phá giá của nhiên liệu diesel đông tụ với hệ thống thoát nước, và tình trạng quá tải của hệ thống nhỏ với septage (trong đó có chứa một lượng cao các axit hữu cơ và các sulfua chất gây độc hại). sulfide độc tính với bùn hoạt tính là phổ biến hơn so với hiện nay được công nhận. Sulfide có thể bắt nguồn từ bên ngoài hệ thống bùn hoạt tính, từ nước thải đầu tự hoại hoặc thanh lý septage, hoặc nó