Bakterie nitkowate w osadzie czynnym
Biologiczne oczyszczanie ścieków to najczęściej stosowana technologia na świecie i stanowi ważną czy nawet najważniejszą część całego układu oczyszczania. W bioreaktorach wykorzystuje się różnego rodzaju mikroorganizmy takie jak bakterie, grzyby, protista i małe mikro zwierzęta. Najczęściej spotykaną metodą biologicznego oczyszczania to oczywiście osad czynny. W metodzie tej poszczególne mikroorganizmy zlepiają się w postać płatków (zawierających żywe i martwe komórki mikroorganizmów oraz produkty przemiany materii), żywią się zawieszoną materią tworząc aktywną masę drobnoustrojów zwaną właśnie osadem czynnym, który złożony jest z około 95% bakterii a część z nich stanowią bakterie nitkowate. Na temat bakterii nitkowatych w oczyszczalniach powstało wiele opracowań na podstawie doświadczeń, badań naukowych i obserwacji na całym świecie. Mimo to ciągle jest to temat i problem z którym prędzej czy później w większym lub mniejszym stopniu boryka się w zasadzie każdy operator oczyszczalni.
Rola bakterii nitkowatych
Pamiętajmy, że wywołane w tytule bakterie nitkowate są normalnym składnikiem biomasy osadu czynnego, istnienie niektórych bakterii nitkowatych jest ważne i pomocne w tworzeniu kłaczków osadu czynnego. Bakterie nitkowate rosną w długich, nitkowatych pasmach, których komórki nie oddzielają się od siebie po podziale komórkowym i dlatego rosną w postaci włókien (nitek). Następnie łączą się ze sobą, tworząc siatkę, która jest istotną częścią powstających kłaczków. Bakterie nitkowate zapewniają też strukturę/szkielet dla innych bakterii tworząc kłaczki zdolne do sedymentacji w określonych warunkach.
Dominacja bakterii nitkowatych
Zgodnie z powyższym bakterie nitkowate spełniają swoją pożyteczną funkcję w osadzie czynnym ale ich nadmierny rozwój może powodować problemy choćby z osadzaniem się osadu w osadnikach wtórnych powodując szereg nieprawidłowości i ostatecznie zmniejszenie wydajności oczyszczalni. Te nieprawidłowości to m.in. pęcznienie (puchnięcie) osadu czynnego czy pienienie uważane za główne problemy oczyszczalni komunalnych i przemysłowych. Zjawiska te mają ogromny wpływ na działanie każdej biologicznej oczyszczalni ścieków.
Osad spęczniały to stan definiowany jako osad o słabej lub złej zdolności osadzania się i zagęszczania. Zwykle jest to spowodowane nadmiernym i niekontrolowanym rozwojem różnego rodzaju bakterii nitkowatych powodując przerastanie kłaczków włóknami.
Pęcznienie osadu wiąże się ze zmianami właściwości fizycznych i chemicznych procesów zachodzących w oczyszczaniu ścieków, prowadząc do kolejnych problemów eksploatacyjnych. Taki stan może powodować poważne konsekwencje także w postaci dużej ilości nadmiarowej piany przedostającej się nawet na chodniki i teren poza reaktory biologiczne stwarzając zagrożenie dla środowiska oraz pracowników oczyszczalni. Inne zagrożenia to przedostawanie się piany i kożucha do odbiornika, ucieczka osadu z odpływem poprzez flotację spęczniałego osadu, ogólne pogorszenie właściwości osadu czynnego i dalej pogorszenie parametrów ścieków oczyszczonych. Więcej informacji na temat piany opisuję tutaj natomiast w temacie problemów z sedymentacją w osadnikach tutaj.
Najczęściej spotykane bakterie nitkowate
Według ogólnie dostępnej literatury badania mikrobiologiczne wykazały 25 powszechnych typów bakterii nitkowatych w osadzie czynnym, z czego za pęcznienie i pienienie odpowiada około 15 typów tych bakterii.
Dominujące typy bakterii nitkowatych zależą głównie od stanu składników odżywczych w układzie oczyszczania ścieków. Nocardia sp. to jedna z czołowych bakterii nitkowatych, która odpowiada za pienienie. Najczęściej rozwijają się w ściekach zatłuszczonych a towarzysząca im piana ma postać tłustej i ciemnej często przechodzi też do osadników.
Microthrix Parvicella to kolejna bardzo często spotykana bakteria nitkowata w komunalnych oczyszczalniach ścieków, dominuje najczęściej w warunkach niskiego stężenia substancji pożywkowych, przy niskim stężeniu tlenu i raczej spotykana w porach chłodniejszych. Przyczyn ich wzmożonego rozwoju może być wiele. Często obserwuję problem w przypadku dopływu znacznej ilości ścieków zagniwających czy to dopływających siecią kanalizacyjną czy też dowożonych o nieprzeciętnych ładunkach pochodzących np. ze „słabo szczelnych” szamb.
Inne spotykane mikroorganizmy nitkowate powodujące podobne problemy związane z pęcznieniem osadu i pianą to m.in.: Nocardia amarae , Nostocoida limicola, Thiothrix sp., Sphaerotilus natans, Beggiatoa sp., Haliscomenobacter hydrossis.
Identyfikacja bakterii nitkowatych jest ważną praktyką, ponieważ każdy rodzaj bakterii nitkowatych może prowadzić do określonego problemu, zidentyfikowany gatunek dominujący pomoże nam znaleźć rozwiązanie i być może zapobiec jego dalszemu rozwojowi.
Łatwiej zapobiegać niż leczyć
Zapobieganie nadmiernemu rozmnażaniu się bakterii nitkowatych i związanym z tym pęcznieniu i pienieniu stanowi wyzwanie pomimo szeroko zakrojonych badań poświęconych temu tematowi. Aby przeciwdziałać już zaawansowanym problemom z sedymentacją czy pienieniem, oczyszczalnie stosują różne rodzaje metod chemicznych, fizycznych i biologicznych. Jednak nie wszystkie metody są w pełni skuteczne i jednocześnie bezpieczne.
Na przykład chlorowanie czy często stosowane koagulanty chemiczne w celu zahamowania wzrostu bakterii nitkowatych są nieprecyzyjne i mają również szkodliwy wpływ na inne funkcjonujące mikroorganizmy w osadzie czynnym takie jak bakterie nitryfikacyjne. Kolejnym efektem ubocznym w przypadku stosowania „chemii” jest oczywiście powstawanie martwego osadu nadmiernego nie wspominając o szkodliwości dla środowiska.
Metoda fizyczna a więc fachowa kontrola i czynności związane z regulacją zachodzących w oczyszczalni procesów takie jak zwiększanie/zmniejszanie stopnia odprowadzania osadu nadmiernego, dostosowanie stężenia tlenu, przegląd urządzeń itd. jest oczywista i niezbędna zawsze w każdych warunkach.
Wreszcie metoda trzecia czyli biologiczna polega na intensyfikacji pracy osadu czynnego poprzez zwiększenie ilości pożytecznych mikroorganizmów dzięki zwiększonej konkurencyjności w stosunku do bakterii nitkowatych hamując w ten sposób ich rozwój. Jest to rozwiązanie najbardziej precyzyjne i naturalne podpatrzone w przyrodzie, funkcjonujące od zawsze w różnych procesach biologicznych. Na pewno jest to metoda najmniej inwazyjna i zarazem najbardziej bezpieczna ponieważ stosowane mikroorganizmy są wyodrębnione ze środowiska naturalnego a w swoim naturalnym procesie życiowym w odpowiednich warunkach zużywają substancje, których chcemy się pozbyć w sposób maksymalnie ekologiczny jednocześnie równoważąc środowisko w osadzie czynnym. Tym sposobem systematyczne stosowanie preparatu biologicznego np. Ekobak Microlife DCB002 poprawia kondycję osadu i przede wszystkim nie dopuszcza do nadmiernego rozwoju bakterii nitkowatych.
Wszystkie trzy wyżej wymienione metody w walce z bakteriami nitkowatymi tak naprawdę nie wykluczają się. W niektórych trudnych przypadkach odpowiedzialnie trzeba wykorzystywać wszystkie metody, aby skutecznie poradzić sobie z problemem.
Inne preparaty biologiczne wspomagające zwalczanie bakterii nitkowatych w oczyszczalniach ścieków w zależności od charakterystyki ścieków i panujących warunków znajdziesz tutaj.