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污水池滲濾液泡沫消除方法
日期：2025-04-19 03:02
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摘要：
如今,，工業(yè)化生產(chǎn)越來越多，對(duì)環(huán)境的污染也越來越厲害,。國(guó)家對(duì)于污染的不同層面也要求越來越高,。為了提高環(huán)境污染 尤其是垃圾處理，水污染提出了高要求,，高標(biāo)準(zhǔn),。對(duì)于污水處理,，國(guó)內(nèi)各處不斷建立污水調(diào)節(jié)池，分解池,， 凈化池等,。采用的也是超聲波液位計(jì)和顯示儀表配套的自動(dòng)化控制。但是由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,，復(fù)雜,，處理池出現(xiàn)很多問題，今天就污水池里滲濾液出現(xiàn)泡沫該如何消除進(jìn)行講解：
① 噴灑水,。這是一種*常用的物理方法,。通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面的氣泡，來減少泡沫,。打散的污泥顆粒部分重新恢復(fù)沉降性能,，但絲狀**仍然存在于混合液中，所以,，不能根本消除泡沫現(xiàn)象,。
②投加消泡劑?？梢圆捎镁哂袕?qiáng)氧化性的**劑,，如氯、臭氧和過氧化物等,。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**劑普遍存在負(fù)作用,，因?yàn)檫^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)，并沒有取得象實(shí)驗(yàn)室那樣的成功的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*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)物腎形蟲等,。另外,，增加捕食性和拮抗性的微生物，對(duì)部分泡沫**有控制作用,。
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)，并沒有取得象實(shí)驗(yàn)室那樣的成功的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*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)物腎形蟲等,。另外,，增加捕食性和拮抗性的微生物，對(duì)部分泡沫**有控制作用,。
⑥選擇器,。選擇器是通過創(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無作用,。水網(wǎng)博客——水業(yè)思想的集散地,！H L U| {3D
2 活性污泥法中的發(fā)泡微生物
2 活性污泥法中的發(fā)泡微生物
2.1 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(zhǎng)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(zhǎng)和積聚會(huì)造成生物泡沫[12],，因?yàn)楹种岱啪€菌的細(xì)胞壁中所含的長(zhǎng)鏈枝狀的分枝菌酸構(gòu)成了細(xì)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(bào)道認(rèn)為,，微絲菌（Microthrix parvicella）的存在同樣也會(huì)引起生物泡沫[14]。由于對(duì)微生物分類差異性認(rèn)識(shí)的不足以及檢測(cè)手段的限制,，對(duì)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題至今還沒有統(tǒng)一的報(bào)道,。普遍認(rèn)同的與生物泡沫有關(guān)的菌屬主要有：（1）放線菌。包括：Nocardia amarne,，革蘭氏陽性,，枝狀菌絲,；Nocardia pinesis，革蘭氏陽性,，松枝狀,；Rhodococcus sp.，革蘭氏陽性,，枝狀菌絲,。（2）絲狀菌。包括：Microthrix parvicella,，革蘭氏陽性,，絲狀、無鞘無分枝,；EikelbMmtype 0675,，革蘭氏陽性，有鞘無分枝,；Eikelboomtype 0092,，革蘭氏陰性，無鞘無分枝,。
在上述菌種中,，*常見的是Nocardia amarne和Microthrix parvicella。另外,，放線菌中的Nocardia asteroide,、Mycobacterium sp.、Oerskovia sp.,、Gordona sp.及絲狀菌中的EikelboomType 1851,、0581、0803,、0041,、0914和Nostocoidia limicola等微生物，雖然它們?cè)谄貧獬刂械臐舛纫话悴蛔阋援a(chǎn)生生物泡沫,，但是在穩(wěn)定的泡沫中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有它們的存在[15],。不同地區(qū)產(chǎn)生生物泡沫的微生物類群和數(shù)量會(huì)有所差別。有報(bào)道表明,，在比較溫暖的氣候條件下,，Nocardia amarne是主要的發(fā)泡微生物[16]。根據(jù)澳大利亞維多利亞,、新南威爾士及昆士蘭地區(qū)污水廠泡沫問題的調(diào)查顯示，Nocardia amarne,、Nocardia pinesis和Microthrix parvicella是該地區(qū)*常見的發(fā)泡微生物[1],。而在歐洲的城市污水處理廠,，生物泡沫問題主要是由于Microthrix parvicella和Rhodococcus sp.引起的[17]。
2.2 微生物發(fā)泡閾值濃度
活性污泥中發(fā)泡微生物的濃度必須達(dá)到一定的閾值水平以上才能引起生物泡沫[18],。分子水平生物檢測(cè)技術(shù)的提高為確定微生物發(fā)泡閾值濃度問題提供了技術(shù)支持?，F(xiàn)在，相關(guān)rRNA水平的定量化技術(shù)及定量化熒光原位雜交（FISH）技術(shù)等檢測(cè)手段都能用來確定活性污泥中發(fā)泡微生物的生物量[19],。Cha等通過細(xì)絲交叉點(diǎn)計(jì)數(shù)法確定過活性污泥中諾卡氏菌的發(fā)泡閾值為1ⅹ106n/gVSS[20],；Davenport等通過定量化FISH技術(shù)確定了含分枝菌酸放線菌的發(fā)泡閾值為2ⅹ106n/mL[21]；Francis等進(jìn)一步對(duì)**形成生物泡沫與形成穩(wěn)定的生物泡沫進(jìn)行了區(qū)分,，通過試驗(yàn)分別測(cè)定了發(fā)泡閾值及穩(wěn)定發(fā)泡閾值,。通過以SSU rRNA為目標(biāo)的雜交探針檢測(cè)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在批式試驗(yàn)中Gordonia（以前稱作Nocardia）的發(fā)泡閾值和穩(wěn)定發(fā)泡閾值分別為2ⅹ108μm/mL和1ⅹ109μm/mL[16],。
3 影響生物泡沫形成的因素
3.1 溫度
與生物泡沫形成有關(guān)的菌類都有各自適宜的生長(zhǎng)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,。一般認(rèn)為,，溫度較高時(shí)生物泡沫主要由放線菌引起，而溫度較低時(shí)主要由Microthrix parvicella等絲狀菌引起,。Lechever認(rèn)為,，只有在溫度高于14℃時(shí)，放線菌才會(huì)引起生物泡沫,，同時(shí)他還特別提到,，Nocardia amarne的生長(zhǎng)溫度范圍為23～37℃。Knoop等的研究表明,，Microthrix parvicella更適宜在≤12～15℃的較低溫度下生長(zhǎng),，超過20℃就不會(huì)發(fā)生增殖[22]。
3.2 pH[11, 23]
有研究表明,，Nocardia和Rhodococcus菌種的*佳pH為7.0～8.5,，當(dāng)pH從7.0下降到5.0～5.6時(shí)，能有效地減少泡沫的形成,。另外,，Nocardia amarne的生長(zhǎng)對(duì)pH極為敏感，*適宜的pH為7.8,，當(dāng)pH為5.0時(shí),，能有效控制其生長(zhǎng)；Microthrix parvicella*適宜pH為7.7～8.0,。
3.3 溶解氧
Nocardia是好氧菌,，在缺氧或厭氧條件下不易生長(zhǎng)，但也不死亡。Microthrix parvicella卻能忍受缺氧狀態(tài)[15],。也有報(bào)道認(rèn)為,，較低的曝氣池溶解氧濃度是絲狀微生物開始增殖的有利因素[17]。
3.4 污泥停留時(shí)間
由于產(chǎn)生泡沫的微生物普遍存在生長(zhǎng)速率較低,、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)(見表1)的特點(diǎn),，所以污泥停留時(shí)間長(zhǎng)有利于微生物的生長(zhǎng)。因此,，采用延時(shí)曝氣方式的活性污泥法更易產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象,。另外，一旦泡沫形成,，泡沫層的生物停留時(shí)間就會(huì)獨(dú)立于曝氣池內(nèi)的污泥停留時(shí)間,，易形成穩(wěn)定持久的泡沫。
表1 常見發(fā)泡微生物的生長(zhǎng)周期[11]
| 菌 類 | 生長(zhǎng)周期/d |
| Rhodococcus sp. | 2～4 |
| Nocardia amarne | 4～7 |
| Microthrix parvicella | 6～10 |
| Nocardia pinesis | 10～21 |
3.5 污泥負(fù)荷
研究表明,，在較高的F/M下,，Nocardia在放線菌中所占的數(shù)量會(huì)上升約6％，幾乎在放線菌中占**優(yōu)勢(shì),，并且泡沫也迅速出現(xiàn),。其他放線菌如果其微環(huán)境中底物濃度很高（如為液相中的100倍以上）也會(huì)大量增殖并產(chǎn)生泡沫。而Microthrix parvicella卻比較適合在較低的污泥負(fù)荷下生長(zhǎng),，有報(bào)道表明其*佳污泥負(fù)荷≤0.1 kg/（kg•d）[22],。
3.6 底物種類
底物的種類與泡沫的產(chǎn)生有很大關(guān)系。由于大多數(shù)發(fā)泡微生物具有疏水性,，因此疏水性底物更易被這些微生物利用而引發(fā)泡沫問題[23],。大量研究表明，進(jìn)水中存在高水平可乳化的脂肪類物質(zhì)如油或者油脂時(shí)極易引起泡沫問題[24],。脂肪酸被認(rèn)為是Nocardia amarne的**碳源,，因此當(dāng)進(jìn)水中有脂肪酸存在時(shí)，發(fā)泡機(jī)率就會(huì)大大增加[25],，而Rhodococcus sp.更適宜以C12-C17的烷烴作為底物[26],。以橄欖油或者吐溫80等疏水性物質(zhì)作為底物時(shí)，Nocardia pinesis生長(zhǎng)更快[27],。跟放線菌不同,，Microthrix parvicella具有很高的營(yíng)養(yǎng)需求，喜歡長(zhǎng)鏈脂肪酸如油酸作為其碳源,，因此在含有高負(fù)荷脂,、油和皂類的情況下，有優(yōu)先繁殖Microthrix parvicella的危險(xiǎn)[28],。
3.7 曝氣方式
不同曝氣方式所產(chǎn)生的氣泡不同,，而微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產(chǎn)生生物泡沫,，并且泡沫層易集中于曝氣強(qiáng)度低的區(qū)域[11]。
3.8 其他運(yùn)行條件
曝氣池中離心循環(huán)泵產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力會(huì)損壞密實(shí)的活性污泥絮狀體,，從破損的細(xì)胞中釋放出來的表面活性蛋白質(zhì),、類脂化合韌的增多，能導(dǎo)致放線菌,、絲狀菌的增殖，產(chǎn)生大量泡沫[29],。
4 厭氧泡沫
大量研究表明,，泡沫問題不僅發(fā)生在曝氣池和二沉池中，污泥消化池運(yùn)行過程中也經(jīng)常會(huì)遇到泡沫問題,。一般認(rèn)為,，污泥消化池中的泡沫問題主要是由如下3點(diǎn)原因造成的：（1）由于產(chǎn)甲烷階段是厭氧消化的速度限制步驟，當(dāng)消化過程超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)因過程失去平衡而造成揮發(fā)性脂肪酸（VFA）特別是乙酸的積累,；（2）污泥中疏水物質(zhì)的存在,；（3）污泥中含有發(fā)泡微生物[30]。Krishna等認(rèn)為,，污泥中諾卡氏菌的存在,、消化池的鼓氣混合、過度的氣體再流通,、高污泥負(fù)荷,、不當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷控制以及污泥中有機(jī)物含量過高都會(huì)引起消化過程中的泡沫問題[31]；Wanner認(rèn)為,，厭氧消化過程中的生物泡沫同樣是由于具有疏水性細(xì)胞壁的Nocardia以及Microthrix parvicella等微生物與過程中產(chǎn)生的氣泡結(jié)合上升至表面積累積而產(chǎn)生的[32],。
5 泡沫的危害
活性污泥過程中出現(xiàn)的泡沫會(huì)產(chǎn)生如下問題[17]：（1）刮風(fēng)時(shí)泡沫飛揚(yáng)會(huì)給人**的美觀感受；（2）污染池壁和過道,，會(huì)引起一系列**問題,；（3）妨礙刮渣系統(tǒng)的正常運(yùn)行；（4）在寒冷的冬天會(huì)因結(jié)冰而影響機(jī)械裝置的正常運(yùn)行,；（5）影響曝氣系統(tǒng)（特別是機(jī)械曝氣）的充氧效率,；（6）增加出水的BOD和SS，影響出水水質(zhì),；（7）氣味問題,。
另外，在厭氧消化池中產(chǎn)生的泡沫也會(huì)導(dǎo)致一系列的運(yùn)行問題,，降低消化池的效率并降低氣體產(chǎn)量,。
6 活性污泥過程中泡沫問題的控制
近年來，活性污泥過程中泡沫問題的控制技術(shù)得到了較大的發(fā)展,，但是這些技術(shù)大都有較強(qiáng)的針對(duì)性,，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況加以選擇。
6.1 降低污泥停留時(shí)間
大量研究表明，降低曝氣池的污泥停留時(shí)間,，能有效控制活性污泥過程中的生物泡沫,。降低污泥停留時(shí)間，實(shí)質(zhì)上是種生物篩選策略,，即利用發(fā)泡微生物平均世代時(shí)間較長(zhǎng)的特點(diǎn),，抑制發(fā)泡微生物在曝氣池中的過度增殖或?qū)⑵渑懦鋈ィ_(dá)到控制生物泡沫的目的,。有文獻(xiàn)報(bào)道,，只要將泥齡控制在9 d以下，就能將曝氣池中的Nocardia消除[33],。但降低泥齡也有許多不適用的方面：當(dāng)曝氣池中需要有硝化作用發(fā)生時(shí),，則需要相對(duì)較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間，與采用此法是個(gè)矛盾,；另外,，Microthrix parvicella和其他一些絲狀菌的生長(zhǎng)受泥齡變化的影響相對(duì)較小，如果生物泡沫主要由這些微生物引起,，采用此法效果不大[17],。
6.2 降低曝氣池空氣輸入率
降低曝氣池的空氣輸入率，能在一定程度上控制生物泡沫的發(fā)展,。一方面,，降低空氣輸入率相應(yīng)減少了曝氣池中微氣泡生成量，有效降低曝氣池中選擇性浮選強(qiáng)度,，而選擇性浮選恰是活性污泥過程中泡沫產(chǎn)生的重要原因,；另外，降低空氣輸入率能降低曝氣池中的溶解氧濃度,，抑制Nocardia等菌屬的過度增殖[34],。但是，隨著空氣輸入率的降低,，曝氣池中的硝化作用會(huì)受到抑制,，出水濁度也會(huì)相應(yīng)有所提高，這是采用此法控制泡沫問題時(shí)需要考慮的地方[33],。
6.3 曝氣池前增設(shè)生物選擇器
生物選擇器是個(gè)混合池,，使進(jìn)入曝氣池的污水先與回流活性污泥充分混合，在好氧,、厭氧或缺氧的條件下停留一段時(shí)間,，抑制發(fā)泡微生物的過度增殖，選擇性發(fā)展其他微生物[34]•d）,、平均接觸時(shí)間為18 min的缺氧生物選擇器有效控制了回流污泥中的Nocardia,，但該選擇器對(duì)Microthrix parvicella則無明顯效果,；當(dāng)采用污泥負(fù)荷為24 kgBOD5/（kgMLSS•d）、平均接觸時(shí)間為14 min的好氧生物選擇器時(shí)則能對(duì)Microthrix parvicella有較好的控制作用[35],。,。在厭氧或缺氧生物選擇器中，建立高F/M,、低DO或厭氧的條件,，使兼性的絮凝體形成菌吸附并貯存水中大部分可溶有機(jī)物，通過奪去一部分發(fā)泡微生物賴以生存的營(yíng)養(yǎng)源的方式對(duì)發(fā)泡微生物進(jìn)行控制,。好氧生物選擇器也以控制某些發(fā)泡微生物的生長(zhǎng)為*終目的,，所不同的是，它所創(chuàng)造的是個(gè)好氧的環(huán)境,。Paolo等在研究中用污泥負(fù)荷為11 kgBOD5/（kgMLSS
6.4 選擇性泡沫浮選或淘汰（SFW）
通過對(duì)發(fā)泡污泥進(jìn)行連續(xù)選擇性浮選，處理并淘汰泡沫后,，生物相中的發(fā)泡微生物會(huì)大大減少,。Pretorius等通過研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)發(fā)泡污泥選擇性浮選4 h后,，其中95%的發(fā)泡微生物得到了去除[10],。
6.5 回流厭氧消化池上清液
由于消化池上清液對(duì)Nocardia amarne有毒性，因此可以通過向曝氣池引入消化池上清液來控制生物泡沫,。需要注意的是,，由于上清液COD計(jì)和NH3-N濃度極高，因此把上清液引入曝氣池后可能會(huì)惡化*終出水水質(zhì)[17],。
6.6 其他控制方法
除了上述方法之外,，向泡沫噴水、加強(qiáng)上部攪拌,、添加化學(xué)藥劑(如H2O2,、O3和聚合鋁鹽等)、投加特別微生物（如腎形蟲）,、對(duì)回流污泥進(jìn)行氯化以殺傷放線菌及降低污水pH等方法都能對(duì)泡沫起一定的控制作用,，在運(yùn)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。
6.7 厭氧泡沫的控制
對(duì)于污泥厭氧消化池中的泡沫問題,，可以采用如下方法進(jìn)行控制：降低污泥齡,、在消化池頂部安裝攪拌器、投加消泡劑（如聚合鋁鹽）及對(duì)污泥進(jìn)行加熱與處理（70℃,、5 min）,。
7 問題與展望
對(duì)于活性污泥過程中的泡沫問題，目前已經(jīng)展開了大量的研究并且也取得了一定的成果,。但是活性污泥法中產(chǎn)生泡沫的機(jī)理及其影響因素都較為復(fù)雜,，并且還經(jīng)常會(huì)與污泥膨脹等其他異常情況同時(shí)出現(xiàn),，在對(duì)其控制上還缺乏廣泛有效的手段，很多方面還有待于進(jìn)一步的研究,。
（1）明確活性污泥過程中的泡沫產(chǎn)生機(jī)理,。選擇性浮選可以較好地解釋活性污泥過程中泡沫的產(chǎn)生，因此可以對(duì)其進(jìn)一步展開研究,，對(duì)選擇性浮選過程中的微氣泡大小,、絮體顆粒大小以及CIH等因素進(jìn)行量化考察，明確這些指標(biāo)在發(fā)泡過程中所起的作用,。
（2）采用現(xiàn)代先進(jìn)的生物檢測(cè)技術(shù)確定不同情況下發(fā)泡微生物的種類,，較準(zhǔn)確地判斷發(fā)泡原因，以便能使用具有針對(duì)性的措施控制泡沫的產(chǎn)生,。
（3）運(yùn)用數(shù)學(xué)模型把發(fā)泡微生物種類,、濃度及各種發(fā)泡影響因素與發(fā)泡情況有機(jī)地聯(lián)系起來，爭(zhēng)取運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來有效預(yù)測(cè),、判斷活性污泥過程中的發(fā)泡狀況,。
（4）開發(fā)使用范圍廣、不利因素小和經(jīng)濟(jì)可行的組合泡沫控制技術(shù)來有效控制活性污泥過程中的泡沫問題
清華大學(xué)環(huán)境工程系的教授咨詢過,，他們認(rèn)為泡沫可能是由垃圾在厭氧反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物脂肪酸引起,。我覺得這有道理。我原來忽略了中間產(chǎn)物,。教授認(rèn)為脂肪酸在曝氣過程中揮發(fā),，并很快凝結(jié)成液態(tài)。液態(tài)的脂肪酸附著在氣泡上形成難破碎的泡沫,，應(yīng)該是產(chǎn)生泡沫的原因之一,。但是我司覺得還是不能排除生物泡沫的可能性。即過程中有諾卡氏菌一類的粘性菌產(chǎn)生的可能,。
