下载文档原格式
泡沫问题及其控制泡沫是活性污泥法处理厂中常见的运行现象。
泡沫可分为两种：化学泡沫、生物泡沫。
化学泡沫是由废水中表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的。
在活性污泥培养初期，化学泡沫较多，有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。
这主要是因为初期活性污泥尚未形成，所有产生泡沫的物质在曝气作用下形成了泡沫。
随着活性污泥的增多，大量表面活性物质被微生物吸收分解掉，泡沫也会逐渐消失。
正常的活性污泥系统中，由于某种原因造成污泥大量流失，导致F/M剧增，也会产生化学泡沫。
化学泡沫的处理较容易，可以用水充消泡，也可已加消泡剂，而生物泡沫较难处理。
化学泡沫呈乳白色，而生物泡沫呈褐色，可以在曝气池上堆积很高，并进入二沉池流走，产生一系列卫生问题。
首先，生物泡沫蔓延至走道板上，使造作人员无法正常维护。
另外，生物泡沫在冬季能结冰，清理起来异常困难。
夏天生物泡沫会随风飘荡，形成不良气味。
目前，预防医学还认为形成生物泡沫的诺卡氏菌极有可能成为人类的病原菌。
如果采用表曝设备，生物泡沫还能阻止正常的曝气充氧，使混合液DO降低。
生物泡沫还能随排泥进入泥区，干扰浓缩池及消化池的运行。
用水冲无法冲散生物泡沫，消泡剂的作用也不大。
有的处理厂曾尝试用加氯解决，但收效不大。
因为已发现诺卡氏菌有多种，绝大部分的世代期长，而有的世代期仅2天，采用增大排泥方法，只能去除世代期长的部分诺卡氏菌。
综上所述，生物泡沫控制的根本措施是从根源上入手，以防为主。
①生物泡沫的产生条件已经知道诺卡氏菌是形成生物泡沫的主要原因。
诺卡氏菌在温度较高（＞20℃）富油脂类物质的环境中易大量繁殖。
因此，入流废水中含油及脂类物质较多的处理厂，或初沉池浮渣去除不彻底的处理厂易产生生物泡沫。
在上述处理厂中，夏天又比冬天易产生生物泡沫。
虽然诺卡氏菌世代期有长有短，但绝大部分都在9d以上，因而超低负荷的活性污泥系统中更易产生生物泡沫。
②泡沫问题的诊断及控制与污泥膨胀一样，当出现泡沫时，应认真观察分析，确认泡沫种类及产生原因，对症下药，否则起不到控制泡沫的作用。
浅谈污水处理活性污泥法运行过程中泡沫的形成与控制X李 成,王建立,郝孟忠,范树军(神华鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古鄂尔多斯 017209) 摘 要:污水处理中应用活性污泥法产生生物泡沫现象会影响污水处理系统的操作、运行和出水水质,导致处理效果的降低以及运行费用的提高。
本文主要讨论了活性污泥运行过程中泡沫的产生原因、影响因素、危害及控制。
关键词:活性污泥;泡沫;影响因素;危害;控制 中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0023—04 活性污泥法是目前污水处理厂应用最为广泛的生物处理方法之一。
世界上大多数采用活性污泥法的污水处理厂,普遍存在表面泡沫问题[1]。
这使污水厂的操作、运行和控制产生了困难,也严重影响出水水质。
对澳大利亚昆士兰州的调查显示,50个采用活性污泥法的污水处理厂中有46个受到不同程度的泡沫问题的影响[2];据对欧洲污水厂的调查,有20%受到泡沫的长期影响,50%受到周期影响,采用延时曝气方式的污水厂中有87%受到泡沫影响。
美国108家采用活性污泥法的污水处理厂中有56%受到泡沫问题的困扰。
法国的调查显示6013个污水处理厂中有20%受到泡沫问题的长期影响,而采用延时曝气方式的污水厂中更是有87%受到泡沫问题影响。
据不完全统计,在我国采用活性污泥法的城市污水处理厂中有近50%出现过不同程度的泡沫问题[3]。
泡沫问题已成为近年来活性污泥法运行操作中较为突出的问题。
本文讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因、引起生物泡沫的微生物、发泡影响因素、泡沫的危害及常用的泡沫控制方法。
2 活性污泥工艺中泡沫的形成及影响因素2.1 生物泡沫的形成选择性浮选理论能较好地对活性污泥过程中的发泡现象进行解释[4]。
曝气系统的连续运行使得曝气池内气液两相得以充分的接触,在液相中产生大量的气泡。
进水中带入的或者微生物自身所产生的生物表面活性剂的存在能降低液体的表面张力,使得气泡具有一定的弹性而不易破灭。
郑金忠：浅谈污水处理过程中泡沫的产生及其处理方法１８７应根据现场的实际情况加以选择吲。
２．１．１物理、化学方法（１）喷洒水喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡，使泡沫减少，但不能根本消除泡沫现象．该法是一种最常用、简便的物理方法【４１．（２）投加化学药齐ｊ①阳离子聚丙烯酰胺是一种常用的消泡剂。
工程实例中，把阳离子聚丙烯酰胺投加于二沉池进水管中，既能起到抑制丝状菌生长的作用，又能在曝气池中消除污水中的表面活性剂，使其难以生成大量稳定的泡沫。
此外，由于水面紊动，水面上的泡沫受剪力作用不断破碎，水分不断蒸发。
泡沫层逐渐消１４Ｊ．②低浓度的Ｈ２０：也是一种较常用的泡沫消除剂。
在活性污泥中投加低浓度Ｈ２０２．不足以杀死菌胶团表面伸出的丝状菌，只能氧化部分生物残渣和消除代谢过程产生的毒索，使菌胶团细菌和丝状菌的生长达到新的平衡，进而实现控制生物泡沫生长，而出水水质并未恶化的目的１４】．③投加ＮａＣＩＯ，可以使氧化沟表面泡沫急骤减少（见图Ｉ）。
个体排布由密集变松散，颜色变浅（由土黄变灰白）。
现场手感表明加ＮａＣＩＯ后，泡沫黏性明显降低，且泡沫变得较易破碎，生物泡沫的快速、成片聚集的问题得到有效的控制，残留的泡沫也易通过水枪、网格等设备冲散、清除．图ｌ投加ＮａＣＩＯ前后氧化沟表观变化另外，消毒剂季铵盐（ＡＦＦ）、氯、臭氧、聚乙二醇以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等均具有较强的氧化性，也可当作消泡剂使用ｆ４】。
２．１．２生物方法（１）降低细胞平均停留时间大量研究表明，降低曝气池的污泥停留时间，能有效控制活性污泥过程中的生物泡沫．降低污泥停留时间，实质上是种生物筛选策略，即利用发泡微生物平均世代时间较长的特点，抑制发泡微生物在曝气池中的过度增殖或将其排除出去，达到控制生物泡沫的目的ｆ４１。
有资料指出，只要将泥龄控制在９ｄ以下，就能将曝气池中的Ｎｏｃａｒｄｉａ消除。
但降低泥龄也有许多不适用的方面：当曝气池中需要有硝化作用发生时．则需要相对较长的污泥停留时间，与采用此法是个矛盾：另外，Ｍｉｃｒｏｔｈｒｉｘｐａｒｖｉｃｅｌｌａ和其他一些丝状菌的生长受泥龄变化的影响相对较小，如果生物泡沫主要由这些微生物引起。
污水处理中泡沫原因污水处理中泡沫原因引言污水处理是保护环境和人类健康的关键过程之一。
然而，在污水处理过程中经常会出现泡沫的问题。
泡沫不仅降低了处理效率，还可能堵塞管道和设备，给运营和维护带来困扰。
本文将探讨污水处理中泡沫的原因，并提供解决方案。
泡沫原因1. 生物活性污泥过多生物活性污泥是污水处理的关键组成部分，它可以降解有机物质。
然而，当生物活性污泥浓度过高时，会导致过度的空气吸附并形成泡沫。
解决方案：调整生物活性污泥浓度，确保处于合适的范围内。
可以通过增加曝气时间、调整曝气量和混合时间等措施来达到平衡。
2. 油脂和蛋白质含量较高油脂和蛋白质在污水中的存在是泡沫发生的另一个主要原因。
它们能降低液体的表面张力，使气泡更容易形成。
解决方案：在预处理阶段加强对油脂和蛋白质的去除，可以采用物理和化学方法，如格栅、沉淀等。
另外，加强氧化处理也可以有效降低泡沫。
3. 污水中的溶解气体污水中溶解气体（如氮气、氧气和二氧化碳）溶解度的变化也会对泡沫产生影响。
当溶解气体浓度较高时，泡沫会更容易。
解决方案：在预处理阶段增加气体的释放，如在格栅或旋流器中引入辅助气体，可以减少溶解气体的影响，从而减少泡沫的。
4. 营养盐过多过多的营养盐（如氮、磷等）在污水中会增加底泥的产生量，同时也会促进泡沫的。
这是因为营养盐可以提供微生物生长所需的养分，从而导致生物过程失衡，形成泡沫。
解决方案：在预处理阶段加强对营养盐的去除，如采用化学沉淀等方法。
此外，合理控制污水的进水量和浓度，也是减少营养盐的有效手段。
5. 温度过高或过低污水处理过程中的温度变化也会对泡沫产生影响。
当温度过高或过低时，容易导致微生物代谢过程异常，从而增加泡沫的。
解决方案：控制好污水的进水温度，使之处于适宜微生物活动的范围内。
一般来说，20~30摄氏度是较为理想的工作温度范围。
结论污水处理中泡沫的产生是多种因素相互作用的结果。
只有深入理解泡沫产生的原因，采取相应的解决方案，才能有效地降低泡沫，提高污水处理的效率和稳定性。
污水处理中泡沫原因污水处理中泡沫原因的标准格式文本：一、背景介绍污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。
然而，在污水处理过程中，经常会遇到泡沫问题。
泡沫的产生不仅会影响处理效果，还可能对设备和工作人员造成安全隐患。
因此，深入研究和解决污水处理中泡沫问题的原因至关重要。
二、泡沫产生的原因及解决方法1. 有机物质的积累有机物质是污水中常见的成分，当有机物质积累到一定程度时，容易形成泡沫。
解决方法可以是增加曝气设备的通气量，提高曝气效果，加强有机物质的降解。
2. 溶解氧不足溶解氧是污水中微生物生长和降解有机物质的重要条件。
当溶解氧不足时，污水中的微生物会产生大量的泡沫。
解决方法包括增加曝气设备的通气量，提高氧气传递效率，增加曝气时间等。
3. 污水中的表面活性剂表面活性剂是许多工业生产过程中使用的化学物质，它具有降低液体表面张力的作用。
在污水处理过程中，如果污水中含有过多的表面活性剂，就会导致泡沫的产生。
解决方法可以是加入适量的抗泡剂，降低表面活性剂的浓度。
4. 污水pH值的变化污水的pH值对污水处理过程有很大的影响。
当污水的pH值过低或过高时，都容易产生泡沫。
解决方法可以是通过调节酸碱度，使污水的pH值保持在适宜的范围内。
5. 污水中的悬浮物污水中的悬浮物是泡沫产生的另一个重要原因。
当污水中的悬浮物浓度过高时，容易形成泡沫。
解决方法可以是增加沉淀池的容积，加强悬浮物的沉降，减少泡沫的生成。
6. 污水中的氨氮含量氨氮是污水中常见的有机氮化合物，当氨氮含量过高时，容易产生泡沫。
解决方法可以是增加硝化池的容积，提高氨氮的降解效率，减少泡沫的产生。
7. 污水处理设备的故障污水处理设备的故障也是泡沫产生的一个重要原因。
设备的故障可能导致曝气不均匀、氧气传递不充分等问题，进而促使泡沫的产生。
解决方法是定期检查和维护设备，确保设备正常运行。
三、结论污水处理中泡沫的产生是多种因素综合作用的结果。
要解决泡沫问题，需要综合考虑污水的成分、处理工艺和设备运行等方面的因素，并采取相应的措施进行调整和优化。
活性污泥法处理过程中泡沫问题的产生与控制活性污泥法运行过程中经常受泡沫问题的影响，导致处理效果的降低以及运行费用的提高。
大量研究表明，污泥中某些丝状菌或放线菌的过度增殖是造成活性污泥工艺中泡沫问题的主要原因。
主要讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因、已知的发泡微生物的种类、影响发泡的环境因素和过程参数及常用的泡沫控制技术，并对污泥消化过程中的泡沫问题作了简单的介绍。
活性污泥工艺丝状菌泡沫活性污泥法是目前城市污水处理厂应用最为广泛的生物处理方法之一。
据报道，采用活性污泥法的污水处理厂普遍存在泡沫问题，使得污水处理厂的操作、运行和控制都产生了一定的困难，严重影响了出水水质。
对澳大利亚昆士兰州的调查显示，50个采用活性污泥法的污水处理厂中有46个受到不同程度的泡沫问题的影响；美国108家采用活性污泥法的污水处理厂中有56%受到泡沫问题的困扰。
法国的调查显示，6 013个污水处理厂中有20%受到泡沫问题的长期影响，而采用延时曝气方式的污水厂中更是有87%受到泡沫问题影响。
据不完全统计，在我国采用活性污泥法的城市污水处理厂中有近50%出现过不同程度的泡沫问题。
泡沫问题已成为近年来活性污泥法运行操作中较为突出的问题。
采用活性污泥法处理污水过程中，在曝气池与二沉池内出现的泡沫问题很早就引起人们的关注。
早在1969年，Anon就对活性污泥法处理过程中的生物泡沫进行了报道。
近30年来，关于好氧生物处理过程中的泡沫形成问题有大量的报道。
多数研究者认为，当污泥中微丝菌和诺卡氏菌大量存在时会形成稳定的泡沫。
然而，对于为何污泥中微丝菌和诺卡氏菌会占优势以及这些菌种是如何形成稳定的泡沫等问题至今仍存在着一定的争议。
另外，目前关于活性污泥法处理污水过程中泡沫问题的研究主要集中于曝气池与二沉池泡沫上，对污泥厌氧消化池中发生的泡沫问题的研究则相对较少。
本文讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因、引起生物泡沫的微生物、发泡影响因素、泡沫的危害及常用的泡沫控制方法，同时也对污泥消化过程中的厌氧泡沫作了一定的介绍。
1 活性污泥工艺中泡沫的产生选择性浮选理论能较好地对活性污泥过程中的发泡现象进行解释[10]。
曝气系统的连续运行使得曝气池内气液两相得以充分的接触，在液相中产生大量的气泡。
进水中带入的或者微生物自身所产生的生物表面活性剂的存在能降低液体的表面张力，使得气泡具有一定的弹性而不易破灭。
另外，气泡上升过程中还会对液体中的固体颗粒进行浮选，在这过程中一些具有疏水表面的固体颗粒就会在气泡间产生架桥作用，减小各个原本分散的气泡间的距离，从而这些固体颗粒就会与气泡结合，产生更为稳定的泡沫。
活性污泥法过程中产生的泡沫可以分成如下4种形式：（1）启动泡沫。
活性污泥法运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。
泡沫呈白色且质轻，且稳定性较差。
随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。
（2）反硝化泡沫。
活性污泥处理系统以低负荷串运转时，在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用而产生氮气，氮气的释放在一定程度上减小污泥密度并带动部分污泥上浮，从而出现泡沫现象，这样产生的悬浮泡沫通常不是很稳定。
（3）表面活性剂泡沫。
能生物降解的洗涤剂的大量使用，或胶体有机质以及各烃类的大量流入都易于引起处理池表面产生泡沫。
如果这种进水偶尔存在，发泡过程仅在短时内造成影响；若持续存在，长时间地运行会发展成稳定的生物泡沫。
（4）生物泡沫。
由于活性污泥中某些微生物的异常生长，曝气过程中气泡会通过选择性浮选与微生物机体结合生成稳定的泡沫。
这种现象可用压缩为3种组分的系统来描述：微生物十气泡十絮粒＝稳定的生物泡沫。
生物泡沫粘度大，呈褐色、稳定性强，悬浮颗粒可达50 g/L，泡沫层相对密度大约是0.7，一般情况下很难将其吹走。
对于活性污泥法运行过程中的泡沫问题，过去主要归因于进水中表面活性物质的大量存在。
但是近代大量研究表明，曝气过程产生的泡沫，主要是由于污泥中一些微生物的过度增殖而产生的生物泡沫。
近年来，对活性污泥过程中泡沫问题的研究也都主要集中于生物泡沫的产生与控制等方面。
2 活性污泥法中的发泡微生物2.1 发泡微生物的类群生物泡沫的形成主要与活性污泥中微生物的种类和生长情况有关。
很多研究表明，活性污泥中含分枝菌酸放线菌(mycolata)的生长和积聚会造成生物泡沫，因为含分枝菌酸放线菌的细胞壁中所含的长链枝状的分枝菌酸构成了细胞表面疏水性（CSH），而CSH正是泡沫形成的选择性浮选的必要条件。
另有报道认为，微丝菌（Microthrix parvicella）的存在同样也会引起生物泡沫[14]。
由于对微生物分类差异性认识的不足以及检测手段的限制，对于活性污泥过程中的生物泡沫究竟是由哪些微生物引起的问题至今还没有统一的报道。
普遍认同的与生物泡沫有关的菌属主要有：（1）放线菌。
包括：Nocardia amarne，革兰氏阳性，枝状菌丝；Nocardia pinesis，革兰氏阳性，松枝状；Rhodococcus sp.，革兰氏阳性，枝状菌丝。
（2）丝状菌。
包括：Microthrix parvicella，革兰氏阳性，丝状、无鞘无分枝；EikelbMm type 0675，革兰氏阳性，有鞘无分枝；Eikelboom type 0092，革兰氏阴性，无鞘无分枝。
在上述菌种中，最常见的是Nocardia amarne和Microthrix parvicella。
另外，放线菌中的Nocardia asteroide、Mycobacterium sp.、Oerskovia sp.、Gordona sp.及丝状菌中的Eikelboom Type 1851、0581、0803、0041、0914和Nostocoidia limicola等微生物，虽然它们在曝气池中的浓度一般不足以产生生物泡沫，但是在稳定的泡沫中经常发现有它们的存在。
不同地区产生生物泡沫的微生物类群和数量会有所差别。
有报道表明，在比较温暖的气候条件下，Nocardia amarne是主要的发泡微生物。
根据澳大利亚维多利亚、新南威尔士及昆士兰地区污水厂泡沫问题的调查显示，Nocardia amarne、Nocardia pinesis和Microthrix parvicella是该地区最常见的发泡微生物.而在欧洲的城市污水处理厂，生物泡沫问题主要是由于Microthrix parvicella和Rhodococcus sp.引起的。
2.2 微生物发泡阈值浓度活性污泥中发泡微生物的浓度必须达到一定的阈值水平以上才能引起生物泡沫。
分子水平生物检测技术的提高为确定微生物发泡阈值浓度问题提供了技术支持。
现在，相关rRNA水平的定量化技术及定量化荧光原位杂交（FISH）技术等检测手段都能用来确定活性污泥中发泡微生物的生物量。
Cha等通过细丝交叉点计数法确定过活性污泥中诺卡氏菌的发泡阈值为1ⅹ106 n/g VSS,Davenport等通过定量化FISH技术确定了含分枝菌酸放线菌的发泡阈值为2ⅹ106 n/mL；Francis等进一步对细菌形成生物泡沫与形成稳定的生物泡沫进行了区分，通过试验分别测定了发泡阈值及稳定发泡阈值。
通过以SSU rRNA为目标的杂交探针检测技术，发现在批式试验中Gordonia（以前称作Nocardia）的发泡阈值和稳定发泡阈值分别为2ⅹ108 μm/mL和1ⅹ109 μm/mL。
3 影响生物泡沫形成的因素3.1 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，当环境或水温有利于它们生长时，就可能产生泡沫现象。
一般认为，温度较高时生物泡沫主要由放线菌引起，而温度较低时主要由Microthrix parvicella等丝状菌引起。
Lechevalier认为，只有在温度高于14 ℃时，放线菌才会引起生物泡沫，同时他还特别提到，Nocardia amarne 的生长温度范围为23～37 ℃。
Knoop等的研究表明，Microthrix parvicella更适宜在≤12～15 ℃的较低温度下生长，超过20 ℃就不会发生增殖。
3.2 pH有研究表明，Nocardia和Rhodococcus菌种的最佳pH为7.0～8.5，当pH从7.0下降到5.0～5.6时，能有效地减少泡沫的形成。
另外，Nocardia amarne的生长对pH极为敏感，最适宜的pH为7.8，当pH为5.0时，能有效控制其生长；Microthrix parvicella最适宜pH为7.7～8.0。
3.3 溶解氧Nocardia是好氧菌，在缺氧或厌氧条件下不易生长，但也不死亡。
Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态。
也有报道认为，较低的曝气池溶解氧浓度是丝状微生物开始增殖的有利因素.3.4 污泥停留时间由于产生泡沫的微生物普遍存在生长速率较低、生长周期长(见表1)的特点，所以污泥停留时间长有利于微生物的生长。
因此，采用延时曝气方式的活性污泥法更易产生泡沫现象。
另外，一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就会独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。
3.5 污泥负荷研究表明，在较高的F/M下，Nocardia在放线菌中所占的数量会上升约6％，几乎在放线菌中占绝对优势，并且泡沫也迅速出现。
其他放线菌如果其微环境中底物浓度很高（如为液相中的100倍以上）也会大量增殖并产生泡沫。
而Microthrix parvicella却比较适合在较低的污泥负荷下生长，有报道表明其最佳污泥负荷≤0.1 kg/（kg•d）。
3.6 底物种类底物的种类与泡沫的产生有很大关系。
由于大多数发泡微生物具有疏水性，因此疏水性底物更易被这些微生物利用而引发泡沫问题。
大量研究表明，进水中存在高水平可乳化的脂肪类物质如油或者油脂时极易引起泡沫问题。
脂肪酸被认为是Nocardia amarne的唯一碳源，因此当进水中有脂肪酸存在时，发泡机率就会大大增加，而Rhodococcus sp.更适宜以C12-C17的烷烃作为底物。
以橄榄油或者吐温80等疏水性物质作为底物时，Nocardia pinesis生长更快。
跟放线菌不同，Microthrix parvicella具有很高的营养需求，喜欢长链脂肪酸如油酸作为其碳源，因此在含有高负荷脂、油和皂类的情况下，有优先繁殖Microthrix parvicella的危险。
3.7 曝气方式不同曝气方式所产生的气泡不同，而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。
3.8 其他运行条件曝气池中离心循环泵产生的机械应力会损坏密实的活性污泥絮状体，从破损的细胞中释放出来的表面活性蛋白质、类脂化合韧的增多，能导致放线菌、丝状菌的增殖，产生大量泡沫。
