活性污泥修复技术问题、诊断、纠错......
具有运行好氧生化系统经验的技术人员都知道，好氧生化处理装置曝气区表面都会存在一些泡沫，少量泡沫的存在，既不会影响处理系统的运行，也是一个正常的物理化学现象。但是，如果在曝气区发现大量堆积的泡沫，或者泡沫的色泽发生了变化，则预示着好氧处理系统的运行出现了问题。
我们知道，单纯的水中如果产生了气泡，当气泡上升到液面时就会很快破裂。而当水中加入了诸如表面活性剂等物质，则会降低气泡和水之间界面的张力，使气泡稳定而不易破裂。其实，能使气泡稳定的化学物质不单单是人工合成的表面活性剂，废水中各种有机污染物、植物蛋白、生物蛋白，尤其是微生物细胞表面分泌的高分子胶体蛋白物质等，都会起到降低气泡和水之间界面张力的作用，使得好氧曝气区产生不易破碎的泡沫。
通常，当好氧池的池面出现大量的泡沫时，往往是由以下3种原因造成的：
1.进水中含有较高浓度的表面活性剂、油类物质等易产生泡沫的物质。如想解决这类导致泡沫的原因，则应从污染源着手，并辅以喷淋消泡、消泡剂消泡等措施。
2. 好氧池运行在高负荷状态下，如果废水中大部分的有机物没有得到降解，活性污泥因此处在高活性状态而呈分散悬浮状，难以形成絮体。而此时水中富含各种有机物和微生物所产生的胶体物质和蛋白质，则会形成大量的泡沫。
高负荷状态下形成的泡沫特点是，色泽洁白(当供氧不足时，泡沫上会粘附一些黑色污泥)，泡沫细腻，且强度较高，一般情况下容易在好氧池表面大量堆积(见图1)。当运行负荷下降时，活性污泥形成良好的絮体，这类泡沫问题可以得到很好的解决。
3. 当好氧池长期处于超低负荷运行状态时，必然会引起污泥老化，甚至污泥发生不同程度的解体，此时也会在好氧池液面形成泡沫的累积，而这时形成的泡沫形态与高负荷形成的泡沫有很大的区别，特点是泡沫气泡体积较大且柔软，大多因附着了细小的污泥絮体而呈黄褐色，在池面的堆积高度也远不及高负荷形成的泡沫(见图2)。
此时，应采取适当降低污泥浓度，增加运行负荷，并控制曝气量，避免过度曝气等应对措施，以消除低负荷所形成的异常泡沫。
曝气池泡沫是日常运行中需要重点观察的部分之一，不同颜色的泡沫说明活性污泥的生长状态不同。今天我们就来详细说说日常运行四种最常见的泡沫。
生化系统泡沫比较好的分类方法是通过颜色和黏度进行分类，因为确认泡沫不同的颜色和黏度能够指导我们判断目前活性污泥所处的状态。泡沫颜色及常见活性污泥运行故障指导意义如下。
1. 棕黄色泡沫
现象描述：
泡沫产生时数量不多，靠近曝气团四周液面少量产生，沿辐射方向逐渐消散，到四周角落时开始积聚，泡沫颜色呈棕黄色，泡沫色与当时活性污泥颜色相同。整个泡沫形成到积聚的过程中，泡沫呈易碎状态，所以此类泡沫在短时间内不会发生严重的积聚而导致大量浮渣产生。
原因分析：
活性污泥处于老化状态，部分活性污泥因为老化而解体，悬浮在活性污泥混合液中，在曝气状态下均匀附着在泡沫中，导致泡沫破裂的时间延长，这为泡沫积聚创造了条件。
工艺判断：
此类泡沫产生是污泥处于或即将进入活性污泥老化状态的一种表现。
(1)活性污泥的沉降比方面。活性污泥的沉降比观察是判断活性污泥是否出现老化的重要方法之一，通过沉降比值是否偏小，沉降的活性污泥是否色泽暗黄，沉降速度是否过快等方面的确认，结合液面产生的棕黄色泡沫即可较为准确的判断活性污泥是否出现了老化现象。
(2)SVI值方面。SVI值用来判断活性污泥的松散程度确实是很好的指标，然而它也具备判断活性污泥是否发生老化的功能。当SVI值低于40的时候，活性污泥通常发生了老化，结合液面产生的棕黄色泡沫即可较为准确地判断活性污泥是否出现了老化现象。
(3)显微镜观察结果。对于老化的活性污泥，显微镜观察方面也能很好的发现。重点是菌胶团的致密程度和后生动物出现的比重，如果观察到的菌胶团比较致密，且后生动物大量较多，结合液面的棕黄色泡沫，可以判断活性污泥是否处于老化阶段。
2. 灰黑色泡沫
现象描述：
泡沫数量、产生过程、积聚、易碎性与棕黄色泡沫特性相同，但其颜色中带有黑色的成分，所积聚的产物也呈灰黑色，观察整个生化系统的活性污泥颜色也有略带灰黑色的感觉。
原因分析：
活性污泥处于缺氧状态，缺氧的状态可使活性污泥出现局部的厌氧反应，这样，原本处于好氧状态的活性污泥就会在这个转变的过程中出现死亡，同样也就会附着在曝气时的气泡上了。所以如果我们看到产生的泡沫呈灰黑色的话，除了确认进水是否含有黑色染料废水外，主要就是要确认生化池是否在局部有曝气不足产生的厌氧情况发生。
工艺判断：
灰黑色泡沫多半是活性污泥系统出现了缺氧或厌氧状态，对应的工艺控制各指标的确认也就需要围绕这一方面展开。灰黑色泡沫产生时重点需要对DO值进行综合判断。
确认活性污泥系统是否处于缺氧和厌氧状态，最好的方法是直接通过溶解氧仪进行实地检测，这方面我们的操作人员容易犯的错误就是只检测一个点来判断生化系统的整体溶解氧状况，这种做法是片面的。为了避免这种情况，需要对整个生化系统均匀布点进行实地检测，只有这样才能发现局部的供氧不足死角。如果溶解氧在某些位置监测值低于0.5ppm的话，我们就需要重点对这些位置进行确认。
3. 白色泡沫
现象描述：
白色泡沫产生的原因很多，但主要常见于负荷过高、曝气过度、洗涤剂流入等。而在区别是何种原因导致的白色泡沫时，泡沫的黏度能给我们很多的参考。通常情况下，粘稠不易破碎的泡沫，常见于活性污泥负荷过高，而且此时的泡沫色泽鲜白，堆积性较好，而粘稠易破碎的泡沫常见于活性污泥的过度曝气，而且此时的泡沫色泽为陈旧的白色，堆积性差，只会发生局部堆积，洗涤剂的流入也会发生白色的泡沫，因为洗涤剂的存在，增加了水体的表面张力，最终导致泡沫的形成。
工艺判断：
白色泡沫的产生，基本归结为活性污泥负荷过高、曝气过量、洗涤剂流入等情况。
(1)F/M值与白色泡沫的关系。我们知道，判断活性污泥负荷的指标是F/M(即食微比值)，如果F/M值过高(大于0.5)，同时对应产生大量白色粘稠泡沫的话，我们就可以认为活性污泥确实是处于高负荷运转状态了。
(2)DO值与白色泡沫的关系。曝气过度同样会产生大量白色泡沫，虽然在泡沫黏度不高的情况下，正常的曝气量不会导致生化系统泡沫的产生，但活性污泥在过高的曝气量作用下，部分活性污泥会解体溶解，随即导致活性污泥清液中的有机物含量升高，这是在高曝气量情况下导致泡沫产生的一个原因。为此，在保证活性污泥供氧的情况下，尽量降低曝气量，不但能减少泡沫产生，同时也能减少能源消耗，降低运行成本。通常控制曝气池出口DO值为1-3mg/l，如果一味提高曝气量，使得DO上升到5.0mg/l的话，对活性污泥系统产生的负面影响是较大的。
(3)起泡物质流入的问题。除处理负荷过高、曝气过度外，起泡物质流入生化系统同样可以导致活性污泥系统产生泡沫，比较常见的是生化系统中流入了洗涤剂或表面活性剂，在曝气作用下，很快就会产生大量白色泡沫。我们通过监测DO值及生化系统当时的污泥负荷情况就可以反过来推断是否进水水质的影响导致了活性污泥系统泡沫的产生。
4. 彩色泡沫
现象描述：
彩色泡沫常发生于生化系统流入了带颜色的废水，通常这些带颜色的废水具备较高有机物浓度，在曝气的作用下，容易导致类似高负荷时产生的泡沫。由于水体本身就带有颜色，自然产生的泡沫也会带有颜色。另一种情况就是污水、废水中富含表面活性剂或洗涤剂，流入生化系统后，自然也会导致泡沫产生，在阳光照射下，这些泡沫表面会产生五彩缤纷的颜色，这对判断此类泡沫的产生原因有很大帮助。
工艺判断：
彩色泡沫的产生与带色废水的流入和洗涤剂及表面活性剂的流入有关。所以通过观察物化区处理出水是否仍带有颜色可以判断。如部分废水是否会对生化系统也产生颜色干扰。就洗涤剂及表面活性剂的问题，重点也是确认物化区位置的泡沫堆积情况。由此来判断表面活性剂及洗涤剂对后续生化系统对泡沫产生的影响。
活性污泥是一个动态的系统，意味着在日常运行中要多看多观察多思考。除了对于池面泡沫的观察，我们还要时刻关注液面浮渣的情况，配合多项指标，如SV30、溶解氧、食微比、生物相观察等，才能快速且准确的做出工艺判断。
生化系统的浮渣通常发生在曝气池角落和二沉池浮渣挡板四周。在曝气池内产生的浮渣主要来自于其自身活性污泥系统不正常代谢，也有部分流入生化系统的无机颗粒，在曝气后浮于表面;二沉池浮渣有些来源于曝气池，有些是由于污泥反硝化导致污泥上浮及二沉池内严重缺氧导致的厌氧污泥上浮。
生化系统的浮渣可根据颜色和堆积度进行分类，通过堆积度较为简易的判断导致浮渣产生的原因。一般有黑色稀薄、黑色堆积过度、棕褐色稀薄、棕褐色堆积过度四种液面浮渣。前两种主要是活性污泥系统处于缺氧状态;第三种最常见到发生在污泥老化初期;第四种常为污泥反硝化导致的污泥上浮或污泥发生了较为严重的丝状菌膨胀。
1. 黑色稀薄的液面浮渣
原因分析：
此类浮渣唯一的问题在于颜色上，通常显黑色的液面浮渣与活性污泥处于缺氧状态有关，在没有出现浮渣过度堆积的情况下尤能证明这一点。为此，确认生化系统是否处于缺氧状态或者说局部缺氧状态可以反面印证浮渣产生的原因。
工艺判断：
黑色稀薄浮渣的产生，对应活性污泥工艺控制方面的项目是DO值，也就是说，曝气池存在DO相对不足或局部不足的现象。
2. 黑色且堆积过度的液面浮渣
原因分析：
对于黑色且堆积过度的液面浮渣，我们需要确认的是浮渣形成的时间，因为被堆积起来的浮渣通常需要一定的形成时间，而堆积形成的浮渣往往会出现缺氧的状态，所以我们会发现堆积时间较长的液面浮渣往往颜色会变成黑色，特别是浮渣内部更因缺氧而变得呈现明显的黑色，这在鉴别时要注意的。
另外的情形是活性污泥系统出现了严重的缺氧或厌氧状态，大量的活性污泥因为厌氧分解，产生气体后夹杂厌氧泥团出现上浮，此时也会出现大量的黑色浮渣堆积于生化系统液面。
工艺判断：
对于堆积过厚的黑色液面浮渣，我们可以发现来自生化系统池底整体上浮的比较多，对其进行显微镜观察时不会发现活性污泥类原后生动物，总体污泥颗粒分散而不具絮凝性，活性污泥沉降比观察可以发现，活性污泥沉降性能不佳，上清液浑浊，沉淀污泥色泽偏暗黑色。所以，归结产生这样的现象还是因为DO不足，局部出现厌氧或缺氧的状况，这种状况和曝气过度导致的液面堆积浮渣相比，其色泽的区别最大，曝气过度产生的浮渣色泽鲜艳，呈棕黄色。
3. 棕褐色稀薄的液面浮渣
原因分析：
由于其色泽与正常活性污泥接近，且不出现堆积状态，形成浮渣稀薄，通常我们在浮渣面积不大的情况下，认为这是活性污泥系统正常的表现。当然，如果要确认对系统运行的参考意义的话，最常见到的是活性污泥法发生老化的初期，这通过其他判断活性污泥老化的方法是可以得到确认的，特别是活性污泥的沉降比及显微镜观察方面的确认。
工艺判断：
通过活性污泥沉降比的观察，我们能够对这样的现象进行还原，即在活性污泥沉降比试验结束时可以发现，液面上含有一层稀薄的棕褐色浮渣层，同时发现上清液略显浑浊，主要是上清液有解体的细小颗粒物质，但对颗粒间的水体观察，其间隙水是清澈的，再对液面的浮渣搅动后，我们发现此部分浮渣也具备粘性，不易在搅动后下沉。
我们在对F/M值进行观察时会发现，出现棕褐色稀薄的液面浮渣时，通常F/M偏低，一般在0.05以下，且持续了较长的时间。
4. 棕褐色且堆积过度的液面浮渣
原因分析：
出现这样的情况常与如下因素有关：第一种情况是活性污泥在生化池发生了污泥的反硝化，大量的反硝化活性污泥会上浮，在较短的时间内出现棕黄色浮渣的大量堆积，这种情况尤其在二沉池更易发生。
另一种情况是活性污泥发生了较为严重的丝状菌膨胀，过度膨胀的活性污泥在曝气的作用下，包裹大量的细小气泡而浮于液面，在不断的曝气作用下，浮渣也不断的积累，最终就形成厚厚的棕黄色浮渣层，而且因为浮渣内包裹了气泡，短时间内浮渣不会因为缺氧而变黑，所以对这类液面浮渣进行显微镜观察会发现其生物相与曝气池混合液区别不大，同样能够看到大量的具备活性的原后生动物。
工艺判断：
(1)与丝状菌的关系。
对于堆积过度的棕褐色液面浮渣，重点要确认的是丝状菌膨胀的存在与否。常用确认方法是显微镜方面的直接观察确认和SVI值的判断，当然如果对活性污泥沉降比的观察比较了解的话，也可以通过沉降比的观察来确认。
通过抑制丝状菌的增生，我们就能够改善棕褐色液面浮渣在生化系统的堆积了。
(2)与活性污泥发生反硝化的关系。
活性污泥发生反硝化后，大量活性污泥夹气上浮，我们就会发现生化池，尤其是二沉池会出现大量的液面棕褐色浮渣，随着时间的延长，堆积的浮渣会逐渐变厚。
首先是通过活性污泥沉降比观察确认，发生活性污泥反硝化的时候，活性污泥沉降比过程中同样能够看到细小的活性污泥絮团向上浮起，堆积于液面而形成浮渣，此时，对液面浮渣进行轻微搅拌后会发现，液面浮渣在排出气体后能够以较快的速度下沉，这说明活性污泥细小颗粒的上浮不是因为活性污泥本身黏度增高导致的。
另外，通过检测C/N来确认是否流入生化系统的废水含有多量的氮。因为在碳源严重不足的情况下，活性污泥极易导致反硝化的产生，而为反硝化创造厌氧条件的部位在二沉池。为此解决这个问题就是要尽量避免C/N比失衡，同时要保证曝气池出口的DO不要太低，必要的情况下维持在3.0ppm左右。
大家在观察浮渣的同时，还需同时观察泡沫的状态、SV30和生物相，以便做出准确的判断，并采取正确的措施。
来源：工业水处理
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