技术|污水处理必备 生物泡沫的形成机理及控制方法

01、生物泡沫的危害

生物泡沫：由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫，其具有稳定、持续、较难控制的特点。

生物泡沫对污水厂的运行的影响有很多：

（1）生物泡沫一般是有粘滞性，它会将大量活性污泥等固体物质卷入曝气池的漂浮泡沫层，泡沫层在曝气池表面翻腾，阻碍氧气进入曝气池混合液，降低充氧效率，尤其对机械表曝方式影响最大。

（2）当混有泡沫的曝气池混合液进入二沉池后，泡沫裹带活性污泥等固体物质会增加出水悬浮物含量而引起出水水质恶化，同时在二沉池表面形成大量浮渣，在冬季气温较低时会因结冰影响二沉池吸（刮）泥桥（机）的正常运转。

（3）生物泡沫蔓延到走道板上，影响巡检和设备维修。夏季生物泡沫随风飘荡，产生一系列环境卫生问题，影响周围行人的卫生健康。冬季结冰后，清理困难，还可能滑倒巡检和维修人员。

（4）回流污泥中含有泡沫会引起类似的浮选的现象，损坏污泥正常性能，生物泡沫随排泥进入泥区，干扰污泥浓缩和污泥消化的顺利进行。

02、生物泡沫的形成及影响因素

1、生物泡沫的形成机理

①与泡沫有关的微生物大都含有脂类物质，如M.parvicella的脂类含量达干重的35%。因此，这类微生物比水轻，易漂浮到水面。

②与泡沫有关的微生物大都呈丝状或枝状，易形成网，能捕扫微粒和气泡等，并浮到水面。被丝网包围的气泡，增加了其表面的张力，使气泡不易破碎，泡沫就更稳定。

③曝气气泡产生的气浮作用常常是泡沫形成的主要动力。颗粒利用气泡气浮，必须是形小、质轻和具有疏水性的物质。所以，当水中存在油、脂类物质和含脂微生物时，则易产生表面泡沫现象。

2、生物泡沫形成的主要因素

①污泥停留时间。由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期长，所以长污泥停留时间(SRT)都会有利于这些微生物的生长。如采用延时曝气方式就易产生泡沫现象，而且一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。

②pH值。有报道指出：pH值从7.0下降到5.0——5.6时，能有效地减少泡沫的形成。Nocardiaamarae的生长对pH值极敏感，最适宜的pH值为7.8，当pH值为5.0时，就能有效控制其生长。Microthrixparvicella最适宜pH值为7.7——8.0。

③溶解氧(DO)。Nocardia是严格的好氧菌，在缺氧或厌氧条件下，不易生长，但也不死亡。Microthrixparvicella却能忍受缺氧状态。

④温度。与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度和最佳温度(见下图)，当环境或水温有利于它们生长时，就可能产生泡沫现象。

⑤憎水性物质。虽然原理不很清楚，但有试验说明，不溶性或憎水性物质(如油、脂类等)有利于放线菌的生长。

⑥曝气方式。据观察，不同曝气方式产生的气泡不同，微气泡或小气泡比大气泡更有利于产生生物泡沫，并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域。

03、生物泡沫的控制方法

①喷洒水。这是一种最常用的物理方法。通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡，来减少泡沫。打散的污泥颗粒部分重新恢复沉降性能，但丝状细菌仍然存在于混合液中，所以，不能根本消除泡沫现象。

②投加消泡剂。可以采用具有强氧化性的杀菌剂，如氯、臭氧和过氧化物等。还有利用聚乙二醇、硅酮生产的市售药剂，以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等。药剂的作用仅仅能降低泡沫的增长，却不能消除泡沫的形成。而广泛应用的杀菌剂普遍存在负作用，因为过量或投加位置不当，会大量降低反应池中絮成菌的数量及生物总量。

③降低污泥龄。一般采用降低曝气池中污泥的停留时间，以抑制有较长生长期的放线菌的生长。有实践证明，当污泥停留时间在5——6d时，能有效控制Nocardia菌属的生长，以避免由其产生的泡沫问题。但降低污泥龄也有许多不适用的方面：当需要硝化时，则污泥停留时间在寒冷季节至少需要6d，这与采用此法矛盾；另外，Microthrixparvicella和一些丝状菌却不受污泥龄变化的影响。

④回流厌氧消化池上清液。已有试验表明，采用厌氧消化池上清液回流到曝气池的方法，能控制曝气池表面的气泡形成。厌氧消化池上清液的主要作用是能抑制Rhodococcus菌，但利用此法在几个污水处理厂进行实际操作时，并没有取得象实验室那样的成功。由于厌氧消化池上清液中含有高浓度好氧底物和氨氮，它们都会影响最后的出水质量，应慎重采用。

⑤投加特别微生物。有研究提出，一部分特殊菌种可以消除Nocardia菌的活力，其中包括原生动物肾形虫等。另外，增加捕食性和拮抗性的微生物，对部分泡沫细菌有控制作用。

⑥选择器。选择器是通过创造各种反应环境(氧、有机负荷或污泥浓度等)，以选择优先生长的微生物，淘汰其他微生物。有研究报道：好氧选择器能一定程度地控制M.parvicella，但对Nocardia菌属无大影响；而缺氧选择器对Nocardia菌属有控制作用，却对M.parvicella无作用。

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