生化曝氣池泡沫問(wèn)題全解析及控制辦法
在污水處理過(guò)程中，相信大家都常常會(huì)遇到曝氣池產(chǎn)生大量的泡沫的情況，而且如果靜止時(shí)，就會(huì)從池中溢出,引起外部設(shè)備外部池壁的嚴(yán)重污染，使操作條件惡化，嚴(yán)重影響了周圍的環(huán)境。今天就帶大家來(lái)看看面對(duì)這些該如何處理呢?最后附上一位從事水處理十多年工程師，對(duì)泡沫實(shí)際分析處理的案例。
泡沫的類型
一、啟動(dòng)泡沫
1.曝氣池啟動(dòng)初期，曝氣池中的污泥對(duì)污水的水質(zhì)并不適應(yīng)，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的不適應(yīng)，容易形成泡沫。隨著污泥對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)，泡沫會(huì)減少。
2.曝氣池啟動(dòng)初期，污泥相對(duì)較少，污泥負(fù)荷較高，容易產(chǎn)生泡沫。污泥量增加后，泡沫會(huì)逐漸消失。
3.活性污泥工藝運(yùn)行啟動(dòng)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。但隨著活性污泥的成熟，這些表面活性物質(zhì)經(jīng)生物降解，泡沫現(xiàn)象會(huì)逐漸消失。
二、反硝化泡沫
活性污泥處理系統(tǒng)以低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在沉淀池或曝氣不足的地方會(huì)發(fā)生反硝化作用而產(chǎn)生氮?dú)?，氮?dú)獾尼尫旁谝欢ǔ潭壬蠒?huì)降低污泥密度并帶動(dòng)部分污泥上浮，從而出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象，產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不很穩(wěn)定。
三、表面活性劑泡沫
污水中的表面活性劑和淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等表面活性物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上都表現(xiàn)為含有極性-非極性基團(tuán)即所謂雙親分子。在曝氣的條件下，非極性基團(tuán)一端伸入氣泡內(nèi)，而極性基團(tuán)選擇性地被親水物質(zhì)所吸附，使親水性物質(zhì)的表面轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡水膜上，隨氣泡一起上浮至水面。
四、生物泡沫
1.與泡沫有關(guān)的微生物大都含有脂類物質(zhì)，這類微生物比水輕，易漂浮到水面。
2.與泡沫有關(guān)的微生物大都呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)，能捕捉微粒和氣泡等，并浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了其表面的張力，使氣泡不易破碎，泡沫就更穩(wěn)定。
3.曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要?jiǎng)恿?。顆粒利用氣泡氣浮，必須是形小、質(zhì)輕和具有疏水性的物質(zhì)。所以，當(dāng)水中存在油、脂類物質(zhì)和含脂微生物時(shí)，則易產(chǎn)生表面泡沫現(xiàn)象。
泡沫產(chǎn)生的因素
1、污泥停留時(shí)間
產(chǎn)生泡沫的微生物的生長(zhǎng)速率普遍較低，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，所以長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間有利于這些微生物的生長(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。
2、pH值
不同的絲狀微生物對(duì)pH的要求不一樣，amarae的生長(zhǎng)對(duì)pH值極敏感，最適宜的pH值為7.8，當(dāng)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。這主要是因?yàn)榈偷膒H值超過(guò)了產(chǎn)生泡沫的微生物群落對(duì)pH的極限。因此當(dāng)pH值為5.0時(shí)，就能有效控制其生長(zhǎng)。但是pH值的變化也會(huì)引起活性污泥的不適應(yīng)，從而產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。
3溶解氧
生物泡沫中的諾卡氏菌群是嚴(yán)格好氧的微生物，在缺氧或厭氧的條件下，都不能利用基質(zhì)生長(zhǎng)，但并不會(huì)死亡，而絲狀菌有所不同，其可以利用硝酸根作為最終的電子受體。因此即使在現(xiàn)有的脫氮除磷系統(tǒng)中的缺氧段或是厭氧段，仍可以順利生產(chǎn)。當(dāng)溶解氧不足，且系統(tǒng)是低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，容易產(chǎn)生反硝化泡沫。
4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。
5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)溫度和最佳溫度，當(dāng)環(huán)境或水溫有利于菌類生長(zhǎng)時(shí)，就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。不僅如此，溫度還會(huì)對(duì)活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落產(chǎn)生影響，導(dǎo)致生物泡沫的產(chǎn)生，這可以從許多生物泡沫的產(chǎn)生具有季節(jié)性看出。
泡沫的危害
1.影響儀表的正常顯示，特別是采用DCS自動(dòng)控制的污水處理廠，會(huì)造成系統(tǒng)的誤操作。對(duì)超聲波液位計(jì)來(lái)說(shuō)，會(huì)造成虛假液位，嚴(yán)重時(shí)引起泵的空轉(zhuǎn);污水處理站總排口采用明渠流量計(jì)的，可能會(huì)造成總排口污水流量的誤差。
2.影響環(huán)境。大量的生物泡沫產(chǎn)生后，蔓延到走道板上，影響正常的維護(hù)。生物泡沫冬可能會(huì)結(jié)冰，清理較困難;夏天會(huì)遇風(fēng)飄蕩，形成不良?xì)馕?，?yán)重污染環(huán)境。
3.采用表面曝氣的設(shè)備的工藝，生物泡沫具有粘滯性，會(huì)阻止正常的曝氣充氧，使混合液的溶解氧降低。
4.有的生物泡沫還可能進(jìn)入二沉池，造成外排水的SS、CODcr等污染物增加。
泡沫的控制方法
1噴灑水
高速噴灑的水流或水珠能打碎浮在水面的氣泡，被打散的部分污泥顆粒重新恢復(fù)沉降性能，可以減少泡沫。通過(guò)噴灑水，可以減少泡沫，如果對(duì)好氧池做噴淋，則可以達(dá)到長(zhǎng)期消泡的效果。盡管噴灑水不能從根本上消泡，卻是一種最簡(jiǎn)單、最常用的物理方法。
2投加化學(xué)藥劑
投加化學(xué)藥劑可以在短時(shí)間內(nèi)解決泡沫問(wèn)題，而且操作簡(jiǎn)單。但投加化學(xué)藥劑在解決泡沫問(wèn)題的同時(shí)也會(huì)對(duì)污泥產(chǎn)生很大的影響，而且使用化學(xué)藥劑后，對(duì)出水水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生較大影響和剩余物質(zhì)的處理也都是問(wèn)題。
常見的投加藥劑：
(1)投加氯和氧化劑;
(2)投加混凝劑;
(3)投加消泡劑和植物油。
3縮短污泥停留時(shí)間
降低曝氣池的污泥停留時(shí)間，也就是降低細(xì)胞平均停留時(shí)間，能有效控制活性污泥過(guò)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(guò)度增殖或?qū)⑵渑懦鋈?，達(dá)到控制生物泡沫的目的。
4向曝氣反應(yīng)器內(nèi)投加載體
在一些活性污泥系統(tǒng)中投加移動(dòng)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)，這既能增加曝氣池內(nèi)的生物量、提高處理效果，又能減少或控制泡沫的產(chǎn)生。
一位十幾年經(jīng)驗(yàn)的污師的案例分析
泡沫，由不溶性氣體分散在液體或熔融固體中所形成的分散物系。泡沫有很多形態(tài)，不過(guò)人們最喜歡的應(yīng)該是五彩斑斕的這種吧!所以也就引申出其他含義，表面繁花似錦，內(nèi)部空空如也，表示沒(méi)有根基的繁榮終會(huì)像泡沫一樣破裂!
例如房地產(chǎn)泡沫!這是80后的我聽過(guò)報(bào)道最多的泡沫了，80后的朋友應(yīng)該很多人聽過(guò)牛刀這一“公知”，此人為“空軍”(唱空樓市的人群的代名詞)的領(lǐng)軍人物，08年畢業(yè)開始關(guān)注樓市，此人一直在唱衰樓市，鼓吹房地產(chǎn)泡沫，我也一直盼望樓市泡沫能夠破掉，好實(shí)現(xiàn)買房的夢(mèng)想，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)原來(lái)樓市是氣球，雖然也是個(gè)泡泡，但是很有韌性，相信很多聽他話沒(méi)買房子的人都恨死了此人!
所以流傳出一句話：信牛刀住牛棚!這個(gè)案例當(dāng)然不是分析樓市泡沫形成的原因和處理措施的，況且我也沒(méi)這個(gè)能力。今天幾篇案例分享專門講一下生化系統(tǒng)中的泡沫，泡沫的形態(tài)，形成機(jī)理，解決辦法。
之前看過(guò)一個(gè)新聞，講的是外國(guó)一個(gè)護(hù)士在看電視的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)主持人頸部異常，懷疑得了甲狀腺癌，后來(lái)聯(lián)系到主持人之后，通過(guò)檢查還真是甲狀腺癌早期，主持人也因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)及時(shí)目前正在康復(fù)的階段。這叫行家一出手就知有沒(méi)有!其實(shí)經(jīng)驗(yàn)豐富的污師都可以不通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)判斷系統(tǒng)運(yùn)行情況!只需池子上面站一站(看水面，聞氣味)，量桶里面看一看(SV實(shí)驗(yàn))。希望通過(guò)幾個(gè)案例讓大家可以通過(guò)泡沫第一時(shí)間判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題。
今天案例介紹一下沖擊泡沫(非絲狀菌膨脹泡沫)、表面活性劑泡沫、反硝化泡沫、過(guò)氧化泡沫、加堿導(dǎo)致的泡沫。
1、沖擊泡沫(非絲狀菌膨脹泡沫)
1).原理
為什么叫非絲狀菌膨脹?因?yàn)樵虿皇墙z狀菌過(guò)量繁殖導(dǎo)致的膨脹，但是膨脹表現(xiàn)卻和絲狀菌膨脹的情形差不多，都具有沉淀性能嚴(yán)重下降，二沉池跑泥嚴(yán)重，SV最高可達(dá)90%。
具體說(shuō)下兩者的區(qū)別，非絲狀菌膨脹是因?yàn)檫^(guò)高的碳源進(jìn)入系統(tǒng)，在高基質(zhì)下，細(xì)菌吸附的碳源代謝不了，并在細(xì)菌表面分泌出親水性多糖，并部分進(jìn)入系統(tǒng)，細(xì)菌處于對(duì)數(shù)期，這時(shí)候細(xì)菌具有最強(qiáng)的活性，導(dǎo)致菌膠團(tuán)解體。
絲狀菌膨脹是因?yàn)榻z狀菌的過(guò)渡繁殖，絲狀菌伸出菌膠團(tuán)，并與其相鄰的絲狀菌形成松散的絮團(tuán)，導(dǎo)致絮團(tuán)密度減少嚴(yán)重影響沉降性能。其中最明顯的表觀區(qū)別是：絲狀菌膨脹曝氣池沒(méi)有泡沫產(chǎn)生，而非絲膨脹有!所以我們來(lái)了解一下非絲膨脹的泡沫。
需要注意的是：
絲狀菌為菌膠團(tuán)的骨架，本身具有很強(qiáng)的代謝能力，菌膠團(tuán)細(xì)菌吸附在其身上來(lái)保證菌膠團(tuán)的穩(wěn)固性，卻因?yàn)槠渥陨黼y以沉降的原因讓人們避之不及，我想它心里一定不服氣：同樣一身綠毛，卻只說(shuō)我是妖精!目前的很多設(shè)計(jì)方案里面會(huì)增加抑制絲狀菌的繁殖措施，例如增加厭氧或生物選擇器。經(jīng)了解目前有研究采用MBR來(lái)利用絲狀菌為優(yōu)勢(shì)菌來(lái)處理污水!
2).案例
我公司是AO脫氮工藝，平常在A池中投加甲醇作為碳源，甲醇存放在容積1立方的藥劑桶內(nèi)，晚上藥劑桶底部閥門脫落，大量甲醇進(jìn)入系統(tǒng)，現(xiàn)在曝氣池有很多泡沫，如圖，SV漲到80以上，二沉池出水帶泥，而且出水COD和氨氮超標(biāo)。
3).分析：
(1)該案例發(fā)生在樓主的公司，甲醇儲(chǔ)罐是臨時(shí)拖來(lái)的藥劑桶，底部排放閥人為改造了一下，導(dǎo)致不牢固脫落，大量甲醇進(jìn)入系統(tǒng)，甲醇在A池消耗不了進(jìn)入曝氣池，導(dǎo)致非絲膨脹，異養(yǎng)菌代謝不了的碳源，隨著推流派排出系統(tǒng)，導(dǎo)致COD升高，水中粘性多糖在曝氣的作用下形成堆積性泡沫，因?yàn)楫愷B(yǎng)菌的大量繁殖爭(zhēng)奪氧氣，使硝化反應(yīng)受到影響，導(dǎo)致出水氨氮升高。
(2)該案例著重講一下沖擊泡沫的形態(tài)，通過(guò)其形態(tài)就可以判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，這就是中醫(yī)“望聞問(wèn)切”中的望!
顏色：
正常健康的系統(tǒng)沖擊性泡沫的顏色為亮白色，但是如果之前系統(tǒng)污泥就部分解體，之前活性不強(qiáng)而解體的活性污泥會(huì)吸附在泡沫上，使泡沫帶顏色，所以說(shuō)顏色不是判斷沖擊泡沫的要點(diǎn)!
體態(tài)：
泡沫大小不一，泡沫粘性較大，大氣泡形狀一般被拉伸成橢圓狀，而氣泡不破，這是判斷沖擊性泡沫的關(guān)鍵點(diǎn)，也是和表面活性劑泡沫的不同之處!
堆積性：
堆積性很好，最高可達(dá)一米以上，而且很輕，風(fēng)大會(huì)將其刮出池子。
4).措施：
(1)投加消泡劑，消除泡沫;
(2)二沉池進(jìn)口投加PAC，增加污泥的沉降性，防止過(guò)多污泥流速;
(3)停止進(jìn)水，悶爆;
(4)停止壓泥/投加同類型污泥，提高M(jìn)LSS;
2、表面活性劑泡沫
1).案例：
水質(zhì)為制備奶油的廢水，廢水通過(guò)車間流入污水處理勻質(zhì)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池利用穿孔曝氣作為攪拌，今天突然調(diào)節(jié)池表面有一層白色泡沫，如圖，
平常很少出現(xiàn)，去年上半年出現(xiàn)過(guò)一次，請(qǐng)問(wèn)什么情況?怎么處理?
2).分析：
(1)該廢水為奶油制備廢水，奶油車間需要添加乳化劑，通過(guò)泡沫來(lái)判斷是車間來(lái)水乳化劑加多了，乳化劑的主要成分就是表面活性劑，利用表面活性劑的兩性作用使油均勻分布在水中，這就叫乳化!
在乳化劑的投加量正好或者不足時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生泡沫，就像洗頭時(shí)，第一遍用很多的洗發(fā)水(主要成分表面活性劑)但是泡沫不是很多，不是洗發(fā)水不好，是因?yàn)轭^上油太多了，洗發(fā)水大部分和油結(jié)合，剩余表活較少，所以泡沫不多，但是第二遍的時(shí)候，用很少的洗發(fā)水卻能洗出很多泡沫，這是因?yàn)榇蟛糠直砘顩](méi)有消耗，在水中通過(guò)改變水面張力，產(chǎn)生了很多泡沫。
(2)表面活性劑泡沫形態(tài)：
顏色：
正常健康系統(tǒng)中，表活泡沫為純白色有時(shí)泡沫會(huì)有五彩的顏色(這個(gè)顏色的唯一性就可以判斷是否表活泡沫);.體態(tài)：
這個(gè)不多講，有大小不一的，有小而緊密的，這個(gè)可以通過(guò)平常的家務(wù)勞動(dòng)來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)，肥皂，洗衣服，洗衣液和洗潔精的泡沫大小都是有區(qū)別的，雖然大小不一，密度不一，但是你只要記住這些泡沫就是表活泡沫就可以了!這些泡沫形狀是判斷表活泡沫和沖擊泡沫的區(qū)別點(diǎn)!
堆積性：
表面活性劑泡沫的堆積性很好，有時(shí)候可達(dá)數(shù)米。
3).措施：
(1)廢水增加氣浮或者混凝預(yù)處理;
(2)進(jìn)水含量大，可以考慮高級(jí)氧化;
(3)投加消泡劑;
(4)投加重油(一般人可能不敢采用);
(5)生產(chǎn)過(guò)程中控制表活用量;
(6)提高污泥濃度也有一定效果。
3、反硝化泡沫
1).案例：
工藝為二級(jí)AO，在A1池面上經(jīng)常有一層厚厚黑黑的浮渣，里面包裹著氣泡。
請(qǐng)問(wèn)浮渣是什么原因形成的?對(duì)系統(tǒng)有什么影響?采取什么措施?
2).分析：
(1)A1池的浮渣是反硝化泡沫攜帶污泥上浮導(dǎo)致的，根本原因是污泥部分解體，解體污泥吸附在反硝化泡沫上上浮水面，經(jīng)過(guò)積累導(dǎo)致了與生化系統(tǒng)隔絕的浮渣。
而二沉池的氣泡是也是反硝化氣泡，但是因?yàn)槎脸胤聪趸癁閮?nèi)源呼吸反硝化，因?yàn)榇x緩慢，產(chǎn)生的氮?dú)獠蛔阋园盐勰鄶y帶上來(lái)。
反硝化上浮的情況一般發(fā)生在泥齡過(guò)長(zhǎng)，污泥老化;負(fù)荷低，長(zhǎng)時(shí)間處于內(nèi)源呼吸狀態(tài);還有攪拌機(jī)效率不高(攪動(dòng)力度不夠?qū)е挛皆跉馀萆系奈勰嗖荒芗皶r(shí)脫離，上浮到水面)，攪拌不均勻(部分污泥在池子堆積)的時(shí)候。
(2)對(duì)系統(tǒng)影響很小，只不過(guò)不美觀，活性污泥的根本在菌膠團(tuán)，解體的污泥活性低且吸附參與污染物代謝能力比較弱，所以吸附在泡沫上上浮對(duì)系統(tǒng)影響不大。
(3)反硝化泡沫引起的浮渣發(fā)生在缺氧環(huán)境下，如果發(fā)現(xiàn)缺氧池或者缺氧環(huán)境下出現(xiàn)混合著氣泡的浮泥，基本可以判斷是反硝化泡沫導(dǎo)致的，這里不做過(guò)多描述了。
3).措施：
(1)在保證硝化細(xì)菌的泥齡下適量壓泥;
(2)投加碳源，污泥復(fù)壯;
(3)更換或增加攪拌機(jī);
(4)噴淋水噴淋;
(5)把攪拌機(jī)提起水面，把浮渣攪下去。不過(guò)幾天之后浮渣還會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)。
4、過(guò)氧化泡沫
過(guò)氧化會(huì)產(chǎn)生泡沫嗎?水體當(dāng)中的污泥過(guò)氧化是不會(huì)產(chǎn)生泡沫的!過(guò)氧化時(shí)污泥發(fā)白，細(xì)菌自身內(nèi)源呼吸了，消耗了細(xì)菌表面的多糖，解體之后形成不了形成不了產(chǎn)生泡沫或浮渣的粘性水體或者粘性絮體。
那過(guò)氧化泡沫不存在嗎?存在!不過(guò)存在于與系統(tǒng)隔絕的浮泥中!
(1)過(guò)氧化泡沫形態(tài)
.顏色：過(guò)氧化泡沫顏色呈灰白色
.體態(tài)：泡沫很小且大小比較均一，感官密度較緊密，基本沒(méi)有黏連性。
.堆積性：堆積性很差，最高不超過(guò)30公分。
2).措施：
(1)人工打撈;
(2)加大曝氣量，防止浮泥的產(chǎn)生;
(3)噴淋水噴淋。
5、加堿導(dǎo)致的泡沫
因?yàn)榇伺菽瓰槊摰に嚪钦B(tài)下導(dǎo)致的泡沫，泡沫大易破碎，可結(jié)合PH值判斷停止加堿后泡沫過(guò)幾天就消失了。
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