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生物泡沫的形成及控制措施
 
    生物泡沫是由于微生物的異常生長,與氣泡、絮體顆粒混合而成的泡沫,其具有穩定、持續、較難控制的特點。

    一、生物泡沫的危害

    生物泡沫對污水廠的運行的影響有很多:

    1、生物泡沫一般是有粘滯性,它會將大量活性污泥等固體物質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,尤其對機械表曝方式影響最大。

    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會增加出水懸浮物含量而引起出水水質惡化,同時在二沉池表面形成大量浮渣,在冬季氣溫較低時會因結冰影響二沉池吸(刮)泥橋(機)的正常運轉。

    3、生物泡沫蔓延到走道板上,影響巡檢和設備維修。夏季生物泡沫隨風飄蕩,產生一系列環境衛生問題,影響周圍行人的衛生健康。冬季結冰后,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的浮選的現象,損壞污泥正常性能,生物泡沫隨排泥進入泥區,干擾污泥濃縮和污泥消化的順利進行。

    二、生物泡沫的形成及影響因素

    1、 生物泡沫的形成機理

    ①與泡沫有關的微生物大都含有脂類物質,如M.parvicella的脂類含量達干重的35%。因此,這類微生物比水輕,易漂浮到水面。

    ②與泡沫有關的微生物大都呈絲狀或枝狀,易形成網,能捕掃微粒和氣泡等,并浮到水面。被絲網包圍的氣泡,增加了其表面的張力,使氣泡不易破碎,泡沫就更穩定。

    ③曝氣氣泡產生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力。顆粒利用氣泡氣浮,必須是形小、質輕和具有疏水性的物質。所以,當水中存在油、脂類物質和含脂微生物時,則易產生表面泡沫現象。

    2、生物泡沫形成的主要因素

    ①污泥停留時間

    由于產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(SRT)都會有利于這些微生物的生長。如采用延時曝氣方式就易產生泡沫現象,而且一旦泡沫形成,泡沫層的生物停留時間就獨立于曝氣池內的污泥停留時間,易形成穩定持久的泡沫。

    ②pH值

    有報道指出:pH值從7.0下降到5.0~5.6時,能有效地減少泡沫的形成。Nocardia amarae的生長對pH值極敏感,最適宜的pH值為7.8,當pH值為5.0時,就能有效控制其生長。Microthrix parvicella最適宜pH值為7.7~8.0。

    ③溶解氧(DO)

    Nocardia 是嚴格的好氧菌,在缺氧或厭氧條件下,不易生長,但也不死亡。Microthrix parvicella卻能忍受缺氧狀態。

    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,當環境或水溫有利于它們生長時,就可能產生泡沫現象。

    ⑤憎水性物質

    雖然原理不很清楚,但有試驗說明,不溶性或憎水性物質(如油、脂類等)有利于放線菌的生長。

    ⑥曝氣方式

    據觀察,不同曝氣方式產生的氣泡不同,微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產生生物泡沫,并且泡沫層易集中于曝氣強度低的區域。

    三、生物泡沫的控制措施

    1、噴灑水

    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象。

    2、投加消泡劑

    可以采用具有強氧化性的殺菌劑,如氯、臭氧和過氧化物等。還有利用聚乙二醇、硅酮生產的市售藥劑,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、設置生物選擇器

    生物選擇器是通過創造各種反應環境(氧、有機負荷或污泥濃度等),以選擇優先生長的微生物,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。
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