پدیده بالکینگ چیست؟

پدیده بالکینگ چیست؟

پدیده بالکینگ عبارت است از حجیم شدن لجن موجود در سیستم تصفیه فاضلاب. به طور کلی پدیده شناور شدن لجن می‌تواند ناشی از گندیده شدن لجن، بالا آمدن لجن و یا پدیده بالکینگ باشد.

دلایل گندیده شدن لجن در حوضچه زلال سازی ثانویه


۱. میزان لجن برگشتی کم موجب باقی ماندن لجن به مدت طولانی در حوضچه زلال ساز و در نتیجه گندیده شدن آن می‌شود.
۲. پل متحرک حوض زلال ساز مجهز به پاروی لجن روب از کار افتاده باشد که در نتیجه لجن به سمت قیف جمع آوری لجن حرکت نمی‌کند.
۳. لوله یا خط انتقال لجن به علت عدم تخلیه پیوسته لجن گرفته باشد.
۴. تلمبه‌های تخلیه لجن خاموش یا شیرهای مسیر پمپ بسته باشد.

علت بالا آمدن لجن


دی نیتریفیکاسیون یا گندیده شدن و هم‌چنین طولانی شدن زمان ماندن در حوض زلال ساز، علت بالا آمدن لجن است.

پدیده بالکینگ


افزایش مواد معلق و BOD پساب خروجی از ته نشین شدن ثانویه.
عدم فشردگی لازم لجن در کف حوض ته‌نشین شدن ثانویه و در نتیجه کاهش غلظت لجن در کف این حوض که این موضوع خود مشکلاتی از قبیل کاهش غلظت لجن برگشتی و‌ لجن مازاد را در پی خواهد داشت.

از بین بردن علائم پدیده بالکینگ


تغییر فاضلاب ورودی
استفاده از مواد منعقد کننده
تغییر سرعت برگشت لجن
کلرزنی و استفاده از اکسیدان‌ها

از بین بردن پدیده بالکینگ


کنترل PH
کنترل سپتیک بودن فاضلاب ورودی
اضافه کردن مواد غذایی( مثل ازت و فسفر)
تغییر نرخ هوادهی
استفاده از انتخابگرهای بیولوژیکی
کاهش عمر لجن و MLSS حوض هوادهی

روش‌های کنترل بالکینگ


انواع روش‌های کنترل بالکینگ به شرح زیر است. لازم به ذکر است ابتدا باید علت اصلی بروز بالکینگ مشخص شود و پس از آن برای کنترل آن اقدام نمود:
۱. کنترل مواد سمی در صورت وجود در فاضلاب ورودی
۲. کاهش لجن مازاد و بالا بردن سطح لجن
۳. کلر زنی به لجن برگشتی
۴. افزودن ترکیبات آمونیوم و فسفات برای جبران کمبود مواد مغذی
۵. افزایش مقدار DO در صورت کمبود مقدار آن و کنترل سیستم هوادهی

در پدیده بالکینگ شدید به علت خروج لخته‌های بیولوژیک از سیستم( چه از طریق سرریز حوض ته نشینی ثانویه و چه از طریق لجن دفعی)، MLSS حوض هوادهی و در نتیجه عمر لجن کاهش پیدا می‌کند.
که این امر به طور مستقیم باعث کاهش راندمان تصفیه می‌شود. زیرا در حقیقت توده بیولوژیکی فاضلاب کاهش می‌یابد.
از طرفی هم کاهش MLSS و کاهش عمر لجن اولا لخته سازی را دچار اشکال می‌کند، لخته‌های پراکنده توسعه می‌یابند و کدورت فاضلاب تصفیه شده افزایش می‌یابد، ثانیا مرحله رشد میکروارگانیسم‌ها وارد فاز لگاریتمی می‌شود و در این حالت تولید لجن در بیشترین مقدار خود قرار دارد.
در بیشتر تصفیه خانه‌های جدید لجن فعال زلال‌سازهای ثانویه برای برگشت لجن به وسیله پمپ هوا و برای تعیین ارتفاع بستر لجن در حوض زلال ساز وسایلی مانند نمونه‌گیر و دیسک‌های نوری مجهزند با تغییرات ارتفاع بستر لجن در حوض ثانویه به سرعت بهره بردار می‌تواند مشکل را شناسایی و چاره‌ای در جهت رفع آن بیندیشد.
مشاهده دقیق لجن فعال از نظر غلظت و اندازه لخته‌ها به بهره بردار کمک می‌کند تا به مشکل گندیده شدن لجن پی ببرد. وجود حباب در سطح حوض زلال ساز نشانه گندیده شدن لجن است؛ اگر ارتفاع بستر لجن در حوض زلال ساز زیاد شود ممکن است لایه‌های پایین لجن بی هوازی شده و گازهای متان و سولفید هیدروژن بدبو تولید کند که به صورت حباب ریز روی سطح حوض ظاهر می‌شود.

یکی از پیچیده ترین سوالات در مورد بالکینگ لجن رابطه بین مورفولوژی میکروبی، فیزیولوژی و سینتیک سوبسترا است و این که چقدر این امر به تسلط باکتری‌های فیلامنتوس در لجن فعال مربوط می‌شود.
ایا مکانیزم عمومی برای توضیح رشد باکتری‌های فیلامنتوس وجود دارد یا اینکه هر میکروارگانیسم‌ فیلامنتوس نیاز به شرایط فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی، سینتیکی و طبقه بندی علمی خاصی برای توضیح و توسعه استراتژی‌های کنترل بالکینگ لجن فعال دارد؟
آیا امکان طراحی شرایط راکتور که بتواند از تکثیر بیش از حد فیلامنتوس‌ها جلوگیری نموده و هنوز هم بتواند به کیفیت خروجی مورد نیاز بیولوژیکی دست پیدا کند وجود دارد؟
حتی اگر در بعضی از تصفیه خانه‌ها هیچ‌گاه بالکینگ لجن مشاهده نشود، برای چندین دهه دانشمندان، مهندسان و میکروبیولوژیست‌ها در یافتن جواب اساسی به این سوالات باز‌مانده اند.

روش میکروبیولوژیکی


عدم موفقیت در یافتن راه حل عمومی برای کنترل بالکینگ لجن بسیاری از محققان را به سمت مطالعه جمعیت میکروبی و جستجو برای یافتن باکتری‌های فیلامنتوس غالب که مسئول بالکینگ هستند، سوق داده است. از این رو کلیدهای شناسایی برای تشخیص باکتری‌های فیلامنتوس بر اساس مشخصات میکروسکوپی بسط داده شده است.
با وجود محدودیت‌هایی که این روش‌های شناسایی دارند، یک وسیله سیستماتیک هستند که توسط آن‌ها می‌توان با اطمینان نسبی، فیلانت‌ها را شناسایی نمود.
قدم بعدی یافتن ارتباط بین غالب‌ترین فیلامنتوس ونوع فیزیولوژی و شرایط عملکردی آن است.
به عبارت دیگر تعیین این شرایط برای مشخص کردن استراتژی خاصی برای کنترل فیلامونتس‌ها است.
توزیع میکروارگانیزم‌های فیلامنتوس به طور مشخصی با منطقه ژئوگرافیکی و تغییرات فصلی، تغییر می‌کند که نتایج به‌دست آمده از پژوهش‌ها نشان می‌دهد که میکروتریکس پارویسلا، عمده‌ترین نوع ریخت شناسی و مورفولوژی فیلامنتوس‌ها هستند که مسئول بالکینگ ایجاد شده در حذف بیولوژیکی نوترینت‌ها در سیستم‌های لجن فعال می‌باشند.
همچنین این تحقیقات نشان داد که در فصل زمستان و بهار به دلیل فراوانی بیشتر میکروتریکس پارویسلا تناوب وقوع بالکینگ نسبت به تابستان و و پاییز بیشتر است.
همچنین تایید شده که گونه 021N‌ گونه 0961 با مراحل انوکسیک و بی‌هوازی تحت عنوان سیستم‌های متداول دنیتریفایر و روش‌های بیولوژیکی حذف فسفر، قابل کنترل هستند.
هرچند که به نظر می‌رسد که این شرایط برای میکروارگانیزم‌های غالب در حذف بیولوژیکی نوترینت‌ها ناکافی است.
گونه ریختی باکتری‌های فیلامنتوس که در سیستم‌های حذف نوترینت بیولوژیکی یافت می‌شوند معمولا گرم مثبت هستند که نشان می‌دهد که بیشتر مشخصه هیدروفوبیکی یا آبگریزی دارند که سطح سلول آن‌ها به راحتی مواد با حلالیت کم را جذب می‌نماید.
هر چند که علت غنی بودن سیستم‌های با بار کم با باکتری‌های تشکیل دهنده لخته گرم مثبت، مشخص نیست.
طی دهه ۹۰ روش‌های مولکولی بر مبنای آنالیز DNA و RNA در مورد تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به خدمت گرفته شد.
توسط این روش‌ها امکان تعیین صحیح جمعیت باکتری‌های فیلامنتوس وجود دارد.
بنابراین توصیه می‌شود زمانی که این ارگانیزم‌ها در فاضلاب حضور دارند، برای مطالعه بالکینگ لجن از روش‌های خاص شناسایی ژنی استفاده شود.
این روش‌ها هم از طریق تعیین مشخصات باکتری‌های فیلامنتوس و هم تعیین شرایط بهره برداری و کنترل صحیح که یکی از چالش های بزرگ کنترل بالکینگ لجن است، صورت می‌پذیرد.