Bakterie nitkowate - przyczyny i skutki występowania, identyfikacja i metody eliminacji.

Problem wpływu bakterii nitkowatych na prowadzenie procesu osadu czynnego jest w ostatnim czasie tematem wielu publikacji. Dlatego też niniejszego materiału nie należy traktować jako kompendium wiedzy na ten temat lub jako gotowego przepisu na walkę z nitkami a jedynie jako kolejny glos w dyskusji.

Microthrix parvicella Nitki Gram - dodatnie, pow. 300x.

W przypadku bakterii nitkowatych zdecydowanie łatwiej od przyczyn można podać skutki ich występowania w osadzie czynnym. Podstawowym jest pęcznienie osadu czynnego będące powodem wielu komplikacji technologicznych układzie oczyszczania ścieków. Parametrem najczęściej spotykanym w literaturze stosowanym przez eksploatatorów określającym czy osad jest spęczniały czy tez nie jest indeks objętościowy osadu (Mohlmanna) będący objętością osadu po 30 minutowej sedymentacji w jednolitrowym leju Imhoffa (lub jeśli chcemy być nowocześni w cylindrze z mieszaniem 1 - 2 obr./min.) przypadającą na jeden gram osadu. Wg literatury osad spęczniały to taki, którego indeks przekracza 150 cm³/g. To, że osad jest spęczniały nie zawsze oznacza występowanie problemów. Znane są przypadki prawidłowej pracy oczyszczalni przy indeksie osadu wynoszącym nawet 300 cm³/g. Z drugiej strony osad spęczniały ale gęsty może charakteryzować się prawidłowym indeksem osadu. Jednak regułą jest występowanie problemów będących następstwem pęcznienia osadu , do których należą:

• powstawanie kożucha lub piany na powierzchni komór osadu czynnego, kanałów i osadników wtórnych,
• wynoszenie wraz z odpływem zawiesiny odpływem osadnika wtórnego i co za tym idzie pogorszenie jakości ścieków oczyszczonych,
• problemy z prawidłową recyrkulacją osadu,
• trudności w utrzymaniu prawidłowego stężenia osadu czynnego w komarach napowietrzania,
• pogorszenie efektu działania mechanicznych zagęszczarek osadu nadmiernego oraz urządzeń odwadniających,
• przeciążenie hydrauliczne urządzeń do przeróbki osadu.

Co jest najczęstszą przyczyną i które oczyszczalnie są szczególnie narażone na masowy rozwój bakterii nitkowatych? Spośród przyczyn wymienianych w literaturze do najczęściej należą:

• dopływ do oczyszczalni ścieków zagniłych, zawierających związki siarki (np. z rozległych sieci kanalizacyjnych o małych spadkach),
• niedostateczne natlenienie osadu czynnego, szczególnie w przypadku osadu wysokoobciążonego,
• pełne wymieszanie reaktora biologicznego (reaktory o przepływie tłokowym są mniej narażone na rozwój BN) często w powiązaniu z niskim obciążeniem osadu,
• obecność osadników wstępnych (oczyszczalnie bez OW są mniej podatne),
• zachwianie stosunków substancji odżywczych, szczególnie niedobór fosforu i azotu przy nadmiarze węgla,
• pH poniżej 6,5,
• zmiany w obciążeniu osadu ładunkiem BZT₅.

Skutki masowego rozwoju BN są wszystkim eksploatatorom oczyszczalni bardzo dobrze znane. Coraz lepiej poznajemy przyczyny tego zjawiska, ale największym problemem jest walka ze spęczniałym osadem oraz pianą i kożuchem. Nie ma jednej uniwersalnej i skutecznej metody zwalczania BN. W niniejszym artykule wymienimy metody walki najczęściej spotykane. Wybór odpowiedniej metody zawsze należy do eksploatatora, podyktowany jest szczegółową analizą przyczyn wystąpienia problemów i stanowi wypadkową wiedzy, dostępnych środków (w tym również finansowych) oraz układu technologicznego oczyszczalni. Wybór metody powinien zostać poprzedzony identyfikacją, z jakim gatunkiem bakterii mamy do czynienia, gdyż może to pomóc w wyborze odpowiedniej metody. Nie zawsze pierwsza z zastosowanych metod okazuje się skuteczna. Często wypracowanie właściwej dla danej oczyszczalni metody walki z bakteriami nitkowatymi to proces długotrwały liczony raczej w latach niż w miesiącach podlegający ciągłej weryfikacji na podstawie dostępnej wiedzy i własnych obserwacji.

Metody, o których wiadomo, ze okazały się skuteczne to:

• chlorowanie dawka nie przekraczającą 1,5 g Cl/kg s.m. dla układu z nitryfikacją lub 50 mg/l w osadzie recyrkulowanym dla układów bez nitryfikacji,
• sole glinu np. PAX 18 - symultaniczne strącanie solami glinu w dawce wynoszącej 3g Al³⁺/kg s.m. W niektórych oczyszczalniach soli żelaza Fe³⁺. Zauważalna poprawa efektu sedymentacji następuje po ok. 1 - 3 tyg. stosowania,
• zwiększenie intensywności napowietrzania,
• wapnowanie - wapno palone lub wodorotlenek wapnia dodawany do osadu recyrkulowanego w ilości powodującej krótkotrwały wzrost pH do 10,5 - 11,0. Spadek sprawności oczyszczania trwający do 2 dni jest mniej szkodliwy niż długotrwałe wynoszenie osadu z osadnika wtórnego,
• neutralizacja odczynu ścieków dopływających do komory napowietrzania,
• dla zahamowania rozwoju bakterii wykorzystujących zredukowane związki siarki jako donora elektronów można zastosować wstępne strącanie lub napowietrzanie ścieków zasilającej komorę napowietrzania w celu zmniejszenia zawartości H₂S w dopływie.

Microthrix parvicella Nitki Neisser - dodatnie, zawierają ciemne granulki, pow. 300x.

Przechodząc do zagadnień fizjologicznych - populacja organizmów osadu czynnego uzależniona jest od szeregu czynników: obciążenia, intensywności napowietrzania, pH, temperatury środowiska, wieku osadu a przede wszystkim od składu dopływających ścieków. Nie wszystkie związki są przyswajalne przez każdy organizm. Szczególnie w przypadku bakterii nitkowatych, występowanie wielu gatunków uzależnione jest od określonych substancji odżywczych. Bakterie nitkowate występują w osadzie czynnym zwykle przez cały rok w liczbie określanej szacunkowo w skali pięciostopniowej (sporadycznie, pojedynczo, dość licznie, licznie, masowo). Ich obecność umiarkowanej liczbie przyczynia się nawet do lepszej jakości oczyszczonych ścieków, ze względu na intensywny metabolizm. Dopiero nadmierny rozwój powoduje powstawanie tzw. osadu spęczniałego, o czym wcześniej pisano. Dotychczas wg dostępnej literatury zidentyfikowano ponad 30 gatunków i typów bakterii nitkowatych, z których 10 odpowiedzialnych jest za 90% problemów eksploatacyjnych. Nie wszystkie w tym samym stopniu wpływają na właściwości sedymentacyjne osadu. Obecność lub brak poszczególnych bakterii dostarcza dodatkowych informacji o funkcjonowaniu oczyszczalni. Dlatego istotne są regularne obserwacje mikroskopowe celem stwierdzenia w odpowiednim momencie niepożądanych gatunków i typów. Rozróżniamy bakterie dominujące i podporządkowane. Liczba tych ostatnich stanowi zwykle dziesiątą - dwudziestą część postaci dominujących.

Źródło: Forum eksploatatora lipiec 2002