1.化學泡沫(啟動泡沫)
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,化學泡沫較多,有時在曝氣池表面會形成高達幾米的泡沫山。這主要是因為初期活性污泥尚未形成,所有產(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,泡沫也會逐漸消失?;瘜W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
如果污水廠進行硝化反應,則在沉淀池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用,產(chǎn)生氮等氣泡而帶動部分污泥上浮,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,絲狀菌的比生長速率高于菌膠團細菌,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細菌有利得多,結(jié)果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢菌種而大量增值,導致生物泡沫的產(chǎn)生。
(1)生物泡沫產(chǎn)生的原因
①污泥停留時間。由于產(chǎn)生泡沫的微生物普遍生長速率較低、生長周期長,所以長污泥停留時間都會有利于這些微生物的生長。
②pH值。pH值從7.0下降到5.0~5.6時,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,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的菌類都有各自適宜的生長溫度和最佳溫度,當環(huán)境或水溫有利于它們生長時,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,并伸展開來;而秋冬交變時,失去活力的絲狀菌包裹在同樣失去活力的菌膠團中形成上浮泡沫。一般認為,當季節(jié)(溫度、氣壓)交變時,微生物均會受到影響,但絲狀菌的適應性要比一些絮成菌強,如有的絲狀菌生長溫度可在8~35℃間,而且更適合生長在低溫環(huán)境。當環(huán)境不利于微生物的生長時,絲狀菌的菌絲會從菌膠團中伸展開來以增加其攝取營養(yǎng)的表面積,其生長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,阻礙氧氣進入曝氣池混合液,降低充氧效率(尤其對機械曝氣方式影響最大)。
②當混有泡沫的曝氣池混合液進入二沉池后,泡沫裹帶活性污泥等固體物質(zhì)會增加出水懸浮物含量而引起出水水質(zhì)惡化,同時在二沉池表面形成大量浮渣,在冬天氣溫較低時會因結(jié)冰影響二沉池吸(刮)泥機正常運轉(zhuǎn)。
③生物泡沫蔓延到走道板上,影響巡檢和設備維修。夏天生物泡沫隨風飄蕩,產(chǎn)生一系列環(huán)境衛(wèi)生問題,而且醫(yī)學界還認為形成生物泡沫的諾卡氏菌極有可能是人類的致病菌。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引起類似浮選的現(xiàn)象,損壞污泥的正常性能。生物泡沫隨排泥進入泥區(qū),干擾污泥濃縮和污泥硝化的順利進行。
生物控制泡沫的控制對策
(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沉降性能,但絲狀細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??梢圆捎镁哂袕娧趸缘臍⒕鷦?,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,卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應用的殺菌劑普遍存在負作用,因為過量或投加位置不當,會大量降低反應池中絮成菌的數(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間,以抑制有較長生長期的放線菌的生長。有實踐證明,當污泥停留時間在5~6 d時,能有效控制Nocardia菌屬的生長,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:當需要硝化時,則污泥停留時間在寒冷季節(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,但利用此法在幾個污水處理廠進行實際操作時,并沒有取得象實驗室那樣的成功。由于厭氧消化池上清液中含有高濃度好氧底物和氨氮,它們都會影響最后的出水質(zhì)量,應慎重采用。
(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,其中包括原生動物腎形蟲等。另外,增加捕食性和拮抗性的微生物,對部分泡沫細菌有控制作用。
(6)向曝氣反應器內(nèi)投加載體(填料)。在一些活性污泥系統(tǒng)中投加移動床或固定填料,使一些易產(chǎn)生污泥膨脹和泡沫的微生物固著生長,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)投加化學藥劑:向體系中投加絮凝劑PAC和陽離子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,進而使絲狀菌分散重新進入活性污泥中。
(8)選擇器。選擇器是通過創(chuàng)造各種反應環(huán)境(氧、有機負荷或污泥濃度等),以選擇優(yōu)先生長的微生物,淘汰其他微生物。有研究報道:好氧選擇器能一定程度地控制M.parvicella,但對Nocardia菌屬無大影響;而缺氧選擇器對Nocardia菌屬有控制作用,卻對M.parvicella無作用,泡沫問題產(chǎn)生原因很多,要看具體情況進行根本性的解決。