生物池泡沫產(chǎn)生及其消除

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1、生物池泡沫產(chǎn)生及其消除前言活性污泥法是目前城市污水處理廠應(yīng)用最為廣泛的生物處理方法之一.據(jù)報道,采用活性污泥法的污水處理廠普遍存在泡沫問題,使得污水處理廠的操作,運行和控制都產(chǎn)生了一定的困難,嚴重影響了出水水質(zhì).對澳大利亞昆士蘭州的調(diào)查顯示,50個采用活性污泥法的污水處理廠中有46個受到不同程度的泡沫問題的影響[1];美國108家采用活性污泥法的污水處理廠中有56%受到泡沫問題的困擾[2].法國的調(diào)查顯示,6013個污水處理廠中有20%受到泡沫問題的長期影響,而采用延時曝氣方式的污水廠中更是有87%受到泡沫問題影

2、響[3].據(jù)不完全統(tǒng)計,在我國采用活性污泥法的城市污水處理廠中有近50%出現(xiàn)過不同程度的泡沫問題[4].泡沫問題已成為近年來活性污泥法運行操作中較為突出的問題.采用活性污泥法處理污水過程中,在曝氣池與二沉池內(nèi)出現(xiàn)的泡沫問題很早就引起人們的關(guān)注.早在1969年,Anon就對活性污泥法處理過程中的生物泡沫進行了報道[5].近30年來,關(guān)于好氧生物處理過程中的泡沫形成問題有大量的報道.多數(shù)研究者認為,當(dāng)污泥中微絲菌和諾卡氏菌大量存在時會形成穩(wěn)定的泡沫[6～8].然而,對于為何污泥中微絲菌和諾卡氏菌會占優(yōu)勢以及這些菌種是

3、如何形成穩(wěn)定的泡沫等問題至今仍存在著一定的爭議[9].另外,目前關(guān)于活性污泥法處理污水過程中泡沫問題的研究主要集中于曝氣池與二沉池泡沫上,對污泥厭氧消化池中發(fā)生的泡沫問題的研究則相對較少.本文討論了活性污泥過程中泡沫的產(chǎn)生原因,引起生物泡沫的微生物,發(fā)泡影響因素,泡沫的危害及常用的泡沫控制方法,同時也對污泥消化過程中的厭氧泡沫作了一定的介紹.1活性污泥工藝中泡沫的產(chǎn)生選擇性浮選理論能較好地對活性污泥過程中的發(fā)泡現(xiàn)象進行解釋[10].曝氣系統(tǒng)的連續(xù)運行使得曝氣池內(nèi)氣液兩相得以充分的接觸,在液相中產(chǎn)生大量的氣泡.進水

4、中帶入的或者微生物自身所產(chǎn)生的生物表面活性劑的存在能降低液體的表面張力,使得氣泡具有一定的彈性而不易破滅.另外,氣泡上升過程中還會對液體中的固體顆粒進行浮選,在這過程中一些具有疏水表面的固體顆粒就會在氣泡間產(chǎn)生架橋作用,減小各個原本分散的氣泡間的距離,從而這些固體顆粒就會與氣泡結(jié)合,產(chǎn)生更為穩(wěn)定的泡沫.活性污泥法過程中產(chǎn)生的泡沫可以分成如下4種形式[11]:(1)啟動泡沫.活性污泥法運行啟動初期,由于污水中含有一些表面活性物質(zhì),易引起表面泡沫.泡沫呈白色且質(zhì)輕,且穩(wěn)定性較差.隨著活性污泥的成熟,這些表面活性物質(zhì)經(jīng)

5、生物降解,泡沫現(xiàn)象會逐漸消失.(2)反硝化泡沫.活性污泥處理系統(tǒng)以低負荷串運轉(zhuǎn)時,在沉淀池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用而產(chǎn)生氮氣,氮氣的釋放在一定程度上減小污泥密度并帶動部分污泥上浮,從而出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象,這樣產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不是很穩(wěn)定.(3)表面活性劑泡沫.能生物降解的洗滌劑的大量使用,或膠體有機質(zhì)以及各烴類的大量流入都易于引起處理池表面產(chǎn)生泡沫.如果這種進水偶爾存在,發(fā)泡過程僅在短時內(nèi)造成影響;若持續(xù)存在,長時間地運行會發(fā)展成穩(wěn)定的生物泡沫.(4)生物泡沫.由于活性污泥中某些微生物的異常生長,曝氣過程中氣泡

6、會通過選擇性浮選與微生物機體結(jié)合生成穩(wěn)定的泡沫.這種現(xiàn)象可用壓縮為3種組分的系統(tǒng)來描述:微生物十氣泡十絮粒=穩(wěn)定的生物泡沫.生物泡沫粘度大,呈褐色,穩(wěn)定性強,懸浮顆?？蛇_50g/L,泡沫層相對密度大約是0.7,一般情況下很難將其吹走.對于活性污泥法運行過程中的泡沫問題,過去主要歸因于進水中表面活性物質(zhì)的大量存在.但是近代大量研究表明,曝氣過程產(chǎn)生的泡沫,主要是由于污泥中一些微生物的過度增殖而產(chǎn)生的生物泡沫.近年來,對活性污泥過程中泡沫問題的研究也都主要集中于生物泡沫的產(chǎn)生與控制等方面.2活性污泥法中的發(fā)泡微生物2

7、.1發(fā)泡微生物的類群生物泡沫的形成主要與活性污泥中微生物的種類和生長情況有關(guān).很多研究表明,活性污泥中含分枝菌酸放線菌(mycolata)的生長和積聚會造成生物泡沫[12],因為含分枝菌酸放線菌的細胞壁中所含的長鏈枝狀的分枝菌酸構(gòu)成了細胞表面疏水性(CSH),而CSH正是泡沫形成的選擇性浮選的必要條件[13].另有報道認為,微絲菌(Microthrixparvicella)的存在同樣也會引起生物泡沫[14].由于對微生物分類差異性認識的不足以及檢測手段的限制,對于活性污泥過程中的生物泡沫究竟是由哪些微生物引起的問

8、題至今還沒有統(tǒng)一的報道.普遍認同的與生物泡沫有關(guān)的菌屬主要有:(1)放線菌.包括:Nocardiaamarne,革蘭氏陽性,枝狀菌絲;Nocardiapinesis,革蘭氏陽性,松枝狀;Rhodococcussp.,革蘭氏陽性,枝狀菌絲.(2)絲狀菌.包括:Microthrixparvicella,革蘭氏陽性,絲狀,無鞘無分枝;EikelbMmtype0675,革蘭氏陽性