探讨活性污泥法的生物泡沫形成及案例分析

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1、摘要：当环境不利于微生物的生长时，丝状菌的菌丝会从菌胶团中伸展出来以增加其摄取营养的表面积，其生长速率高于其他微生物。当春夏交变时，污泥的活性均有下降，生活污水中有大量的合成洗涤剂和油脂类得不到降解，而一些丝状菌仍然活跃，它们喜欢利用这些物质作为食物并快速增长，这使得出现丝状菌的暴发并形成泡沫。活性污泥工艺是污水处理厂应用最广泛的生物处理方法。对于世界上大多数采用活性污泥法的污水处理厂而言，普遍存在表面泡沫问题。这使污水厂的操作、运行和控制产生了困难，也严重影响出水水质。据对欧洲污水厂的调查，有20%受到泡沫的长期影响，50%受到周期影响，采用延时曝气方式的污水

2、厂中有87%受到泡沫影响泡沫一般分为三种形式：①启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。②反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。③生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。生物泡沫对污水厂的运行是非常不利的：在曝气池或二沉池中出现大量丝状微生物，水面上漂浮、积聚大量泡沫；造成出水有机物浓度和悬浮固体升高；产生

3、恶臭或不良有害气体；降低机械曝气方式的氧转移效率；可能造成后期污泥消化时产生大量表面泡沫。1　生物泡沫的形成及影响因素1.1生物泡沫的形成机理①与泡沫有关的微生物大都含有脂类物质，如M.parvicella的脂类含量达干重的35%。因此，这类微生物比水轻，易漂浮到水面。②与泡沫有关的微生物大都呈丝状或枝状，易形成网，能捕扫微粒和气泡等，并浮到水面。被丝网包围的气泡，增加了其表面的张力，使气泡不易破碎，泡沫就更稳定。③曝气气泡产生的气浮作用常常是泡沫形成的主要动力。颗粒利用气泡气浮，必须是形小、质轻和具有疏水性的物质。所以，当水中存在油、脂类物质和含脂微生物时，则

4、易产生表面泡沫现象。1.2与生物泡沫形成有关的菌属生物泡沫的形成主要与活性污泥中微生物的生长和种类有关，但至今仍有许多现象不能简单地进行解释。世界上普遍承认的与生物泡沫有关的菌属主要有：①放线菌，包括：Nocardiaamarae，革兰氏阳性，枝状菌丝；Nocardiapinesis，革兰氏阳性，松枝状；Rhodococcussp.，革兰氏阳性，枝状菌丝。②丝状菌，包括：Microthrixparvicella，革兰氏阳性，丝状、无鞘无分枝；Eikelboomtype0675，革兰氏阳性，有鞘无分枝；Eikelboomtype0092，革兰氏阴性，无鞘无分枝。1

5、.3　生物泡沫形成的主要因素①污泥停留时间。由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期长(见表1)，所以长污泥停留时间(SRT)都会有利于这些微生物的生长。如采用延时曝气方式就易产生泡沫现象，而且一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。表1　微生物的生长周期与生长温度菌类生长周期(d)生长温度(℃)最佳温度(℃)　2～410～40　Rhodococcussp.4～723～3728Nocardiaamarae6～108～3525Microthrixparvicella10～2115～3118～25Nocardia

6、pinesis　　　Type1863　　30②pH值。有报道指出：pH值从7.0下降到5.0～5.6时，能有效地减少泡沫的形成。Nocardiaamarae的生长对pH值极敏感，最适宜的pH值为7.8，当pH值为5.0时，就能有效控制其生长。Microthrixparvicella最适宜pH值为7.7～8.0。③溶解氧(DO)。Nocardia是严格的好氧菌，在缺氧或厌氧条件下，不易生长，但也不死亡。Microthrixparvicella却能忍受缺氧状态。④温度。与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度和最佳温度(见表1)，当环境或水温有利于它们生长时，

7、就可能产生泡沫现象。⑤憎水性物质。虽然原理不很清楚，但有试验说明，不溶性或憎水性物质(如油、脂类等)有利于放线菌的生长。⑥曝气方式。据观察，不同曝气方式产生的气泡不同，微气泡或小气泡比大气泡更有利于产生生物泡沫，并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域。2生物泡沫的控制方①喷洒水。这是一种最常用的物理方法。通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡，来减少泡沫。打散的污泥颗粒部分重新恢复沉降性能，但丝状细菌仍然存在于混合液中，所以，不能根本消除泡沫现象。②投加消泡剂。可以采用具有强氧化性的杀菌剂，如氯、臭氧和过氧化物等。还有利用聚乙二醇、硅酮生产的市售药剂，以及氯化铁和铜

8、材酸洗液的混合药剂等。药