1.化學(xué)泡沫(啟動(dòng)泡沫)
是由廢水中表面活性物質(zhì)在曝氣的攪拌和吹脫作用下形成的。在活性污泥培養(yǎng)初期,化學(xué)泡沫較多,有時(shí)在曝氣池表面會(huì)形成高達(dá)幾米的泡沫山。這主要是因?yàn)槌跗诨钚晕勰嗌形葱纬桑挟a(chǎn)生泡沫的物質(zhì)在曝氣作用下形成了泡沫。隨著活性污泥的增多,大量表面活性物質(zhì)被微生物吸收分解掉,泡沫也會(huì)逐漸消失。化學(xué)泡沫呈乳白色,處理較容易,可以用水充消泡,也可已加消泡劑。
2.反硝化泡沫
如果污水廠進(jìn)行硝化反應(yīng),則在沉淀池或曝氣不足的地方會(huì)發(fā)生反硝化作用,產(chǎn)生氮等氣泡而帶動(dòng)部分污泥上浮,出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象。
3.生物泡沫
在各種因素影響下,造成絲狀菌和放線菌等微生物的異樣生長(zhǎng),絲狀菌的比生長(zhǎng)速率高于菌膠團(tuán)細(xì)菌,又由于絲狀菌的比表面積較大,因此,絲狀菌在取得污水中BOD物質(zhì)和氧化BOD物質(zhì)所需要的氧氣方面都比菌膠團(tuán)細(xì)菌有利得多,結(jié)果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢(shì)菌種而大量增值,導(dǎo)致生物泡沫的產(chǎn)生。
(1)生物泡沫產(chǎn)生的原因
①污泥停留時(shí)間。由于產(chǎn)生泡沫的微生物普遍生長(zhǎng)速率較低、生長(zhǎng)周期長(zhǎng),所以長(zhǎng)污泥停留時(shí)間都會(huì)有利于這些微生物的生長(zhǎng)。
②pH值。pH值從7.0下降到5.0~5.6時(shí),能有效地減少泡沫的形成。
③溶解氧(DO)。放線菌在缺氧或厭氧條件下,不易生長(zhǎng),但也不死亡。絲狀菌卻能忍受缺氧狀態(tài)。
④溫度。與生物泡沫形成有關(guān)的菌類(lèi)都有各自適宜的生長(zhǎng)溫度和最佳溫度,當(dāng)環(huán)境或水溫有利于它們生長(zhǎng)時(shí),就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。
⑤氣溫、氣壓、和水溫的交替變化。春夏交變的泡沫中主要是絲狀菌的爆發(fā),絲狀菌大量生長(zhǎng),并伸展開(kāi)來(lái);而秋冬交變時(shí),失去活力的絲狀菌包裹在同樣失去活力的菌膠團(tuán)中形成上浮泡沫。一般認(rèn)為,當(dāng)季節(jié)(溫度、氣壓)交變時(shí),微生物均會(huì)受到影響,但絲狀菌的適應(yīng)性要比一些絮成菌強(qiáng),如有的絲狀菌生長(zhǎng)溫度可在8~35℃間,而且更適合生長(zhǎng)在低溫環(huán)境。當(dāng)環(huán)境不利于微生物的生長(zhǎng)時(shí),絲狀菌的菌絲會(huì)從菌膠團(tuán)中伸展開(kāi)來(lái)以增加其攝取營(yíng)養(yǎng)的表面積,其生長(zhǎng)速率高于其他微生物。
其他原因還包括憎水性物質(zhì)、曝氣方式。
(2)生物泡沫的危害
①泡沫一般具有粘滯性,它會(huì)將大量活性污泥等固體物質(zhì)卷入曝氣池的漂浮泡沫層,泡沫層在曝氣池表面翻騰,阻礙氧氣進(jìn)入曝氣池混合液,降低充氧效率(尤其對(duì)機(jī)械曝氣方式影響最大)。
②當(dāng)混有泡沫的曝氣池混合液進(jìn)入二沉池后,泡沫裹帶活性污泥等固體物質(zhì)會(huì)增加出水懸浮物含量而引起出水水質(zhì)惡化,同時(shí)在二沉池表面形成大量浮渣,在冬天氣溫較低時(shí)會(huì)因結(jié)冰影響二沉池吸(刮)泥機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
③生物泡沫蔓延到走道板上,影響巡檢和設(shè)備維修。夏天生物泡沫隨風(fēng)飄蕩,產(chǎn)生一系列環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題,而且醫(yī)學(xué)界還認(rèn)為形成生物泡沫的諾卡氏菌極有可能是人類(lèi)的致病菌。冬季泡沫結(jié)冰后,清理困難,還可能滑倒巡檢和維修人員。
④回流污泥中含有泡沫會(huì)引起類(lèi)似浮選的現(xiàn)象,損壞污泥的正常性能。生物泡沫隨排泥進(jìn)入泥區(qū),干擾污泥濃縮和污泥硝化的順利進(jìn)行。
生物控制泡沫的控制對(duì)策
(1)噴灑水等增加表面攪拌。這是一種最常用的物理方法。通過(guò)噴灑水流或水珠以打碎浮在水面的氣泡,來(lái)減少泡沫。打散的污泥顆粒部分重新恢復(fù)沉降性能,但絲狀細(xì)菌仍然存在于混合液中,所以,不能根本消除泡沫現(xiàn)象。
(2)投加殺菌劑或消泡劑??梢圆捎镁哂袕?qiáng)氧化性的殺菌劑,如氯、臭氧和過(guò)氧化物等。還有利用聚乙二醇、硅酮生產(chǎn)的市售藥劑,以及氯化鐵和銅材酸洗液的混合藥劑等。藥劑的作用僅僅能降低泡沫的增長(zhǎng),卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應(yīng)用的殺菌劑普遍存在負(fù)作用,因?yàn)檫^(guò)量或投加位置不當(dāng),會(huì)大量降低反應(yīng)池中絮成菌的數(shù)量及生物總量。
(3)降低污泥齡。一般采用降低曝氣池中污泥的停留時(shí)間,以抑制有較長(zhǎng)生長(zhǎng)期的放線菌的生長(zhǎng)。有實(shí)踐證明,當(dāng)污泥停留時(shí)間在5~6 d時(shí),能有效控制Nocardia菌屬的生長(zhǎng),以避免由其產(chǎn)生的泡沫問(wèn)題。但降低污泥齡也有許多不適用的方面:當(dāng)需要硝化時(shí),則污泥停留時(shí)間在寒冷季節(jié)至少需要6 d,這與采用此法矛盾;另外,Microthrix parvicella和一些絲狀菌卻不受污泥齡變化的影響。
(4)回流厭氧消化池上清液。已有試驗(yàn)表明,采用厭氧消化池上清液回流到曝氣池的方法,能控制曝氣池表面的氣泡形成。厭氧消化池上清液的主要作用是能抑制Rhodococcus菌,但利用此法在幾個(gè)污水處理廠進(jìn)行實(shí)際操作時(shí),并沒(méi)有取得象實(shí)驗(yàn)室那樣的成功。由于厭氧消化池上清液中含有高濃度好氧底物和氨氮,它們都會(huì)影響最后的出水質(zhì)量,應(yīng)慎重采用。
(5)投加特別微生物。有研究提出,一部分特殊菌種可以消除Nocardia菌的活力,其中包括原生動(dòng)物腎形蟲(chóng)等。另外,增加捕食性和拮抗性的微生物,對(duì)部分泡沫細(xì)菌有控制作用。
(6)向曝氣反應(yīng)器內(nèi)投加載體(填料)。在一些活性污泥系統(tǒng)中投加移動(dòng)床或固定填料,使一些易產(chǎn)生污泥膨脹和泡沫的微生物固著生長(zhǎng),既能增加曝氣池內(nèi)的生物量、提高處理效果,又能減少或控制泡沫產(chǎn)生。
(7)投加化學(xué)藥劑:向體系中投加絮凝劑PAC和陽(yáng)離子PAM,例如投加PAC后,使混合液表面的穩(wěn)定泡沫失去穩(wěn)定性,進(jìn)而使絲狀菌分散重新進(jìn)入活性污泥中。
(8)選擇器。選擇器是通過(guò)創(chuàng)造各種反應(yīng)環(huán)境(氧、有機(jī)負(fù)荷或污泥濃度等),以選擇優(yōu)先生長(zhǎng)的微生物,淘汰其他微生物。有研究報(bào)道:好氧選擇器能一定程度地控制M.parvicella,但對(duì)Nocardia菌屬無(wú)大影響;而缺氧選擇器對(duì)Nocardia菌屬有控制作用,卻對(duì)M.parvicella無(wú)作用,泡沫問(wèn)題產(chǎn)生原因很多,要看具體情況進(jìn)行根本性的解決。