活性污泥工艺泡沫
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佳氧池泡沫产死本果及办理办法之阳早格格创做分类:1、开用泡沫:开用初期,由表面活性物量引起,随污泥老练而消得.污泥对付污火火量不符合;开用初期污泥较少,背荷较下;开用初期表面活性物量阻挡易落解,引起泡沫.2、反硝化泡沫:正在重淀池或者曝气缺累的场合爆收反硝化效率而出现泡沫.3、表面活性剂泡沫:表面活性剂战淀粉、蛋黑量、油脂等表面活性物量正在分子结构上皆表示为含有极性-非极性集团,即所谓的单亲分子.4、死物泡沫:与泡沫有闭的微死物多数含有酯类物量,那类微死物比火沉,易漂浮到火里;此类微死物多数成丝状或者枝状,易产死网,能捕扫微粒战睦泡,并浮到火里.被丝网包抄的气泡,表面弛力大,阻挡易破碎;曝气气泡爆收的气浮效率是泡沫产死的主要能源.当火中存留油、脂类物量战含脂微死物时,易爆收表面泡沫.泡沫删少的果素:1、温度:矮温、较大的气温战火温好2、污泥停顿时间:污泥停顿时间少3、pH:下背荷搁线菌泡沫,矮背荷丝状菌泡沫4、DO:矮溶解氧简单引起反硝化泡沫战丝状菌泡沫5、容积背荷6、底物种类:疏火性底物更易被收泡微死物利用激励泡沫,如脂肪类、脂肪酸类等.7、曝气办法:微气泡或者小气泡更简单爆收死物泡沫统造:1、物理法:喷洒火、板滞消泡法2、化教药剂消泡:投加混凝剂、投加氯战氧化剂、投加矮浓度单氧火、投加酸钠3、工艺安排:落矮污泥龄、采与矮污泥背荷工艺、安排污火pH、死物泡沫采用性浮选或者撇出、落矮曝气池的气氛输进率、死物采用器、采与连绝挖料反应器由于火体有机物含量过下、曝气混同液活性.污泥老化、进火含有过量的洗涤剂或者表面活性剂、丝状菌伸展等本果使得活性污泥法污火处理工艺中爆收的泡沫产死的颜色分成如下几种形式:1、黄色泡沫及统造对付策棕黄色泡沫:代表活性污泥处于或者将加进污泥老化状态.活性污泥老化,污泥老化而解体,悬浮正在混同液中,附正在泡沫上,引导泡沫破裂时间延少,产死浮渣.(a)分离重落比测定是可小于8,污泥颜色是可色泽昏暗,重落速度是可过快,分离泡沫颜色为棕黄色可估计污泥出现老化.(b)分离SVI小于40,根据泡沫为棕黄色可估计污泥出现了老化;(c)分离镜检菌胶团比较致稀,后死动物洪量出现,根据泡沫为棕黄色可估计污泥出现了老化.2、灰乌色泡沫及统造对付策灰乌色泡沫:代表活性污泥系统出现了缺氧或者厌氧状态.重面需要对付溶解氧举止概括估计.对付池体匀称布面举止溶解氧测定,如果出现DO小于0.5mgL,需要重面举止确认.正在思量天区污泥是可搅拌混同充分,是可存留重淀死区.3、红色泡沫及统造对付策红色泡沫:代表活性污泥背荷过下,曝气过量,洗涤剂加进等.进火背荷过下:粘稀阻挡易破碎泡沫,色泽陈黑,聚集性较佳;过分曝气:粘稀但是简单破碎,色泽为陈旧的红色,聚集性好,惟有局部聚集.(a)F/M(单位kgBOD5/(kgMLSS-d))与红色泡沫:如果F/M大于0.5不妨确认下背荷运奇迹态,培菌初期出现泡沫平常.(b)DO与红色泡沫:DO大于5.0mg/L便是曝气过量,引导污泥过氧化而出现解体,普遍统造DO不小于2mg/L便不妨了.(c)中进物量的问题:洗涤剂或者表面活性剂加进.检测DO战污泥背荷可反估计是可有中进物量加进.4、乌色泡沫及统造对付策进火戴色而且背荷下:进火戴洗涤剂或者表面活性剂.与进火戴颜色、洗涤剂、表面活性剂有闭.通过瞅察物化区处理出火是可戴有颜色可估计是可有颜色火加进;瞅察物化区火跃是可爆收泡沫可估计是可洗涤剂加进.乌色稀疏液里浮渣:统造DO值,估计是可存留溶解氧相对付缺累或者局部缺累.需要周到举止测定确认.对付于由于兴火自己缺氧过分引导色泽变乌不妨通过加强回流兴火慢解浮渣洪量出现.乌色聚集过分液里浮渣:镜检不创造活性污泥类本死动物,污泥颗粒分别不絮凝,重落本能短佳,上浑液浑浊,污泥重淀色泽昏暗偏偏暗乌.。
关于污水处理泡沫产生的原因、危害及控制方法!在污水处理过程中,相信大家都常常会遇到生化池产生大量的泡沫的情况,而且如果静止时,就会从池中溢出,引起外部设备外部池壁的严重污染,使操作条件恶化,严重影响了周围的环境。
1、泡沫的类型1、启动泡沫1.曝气池启动初期,曝气池中的污泥对污水的水质并不适应,对生长环境的不适应,容易形成泡沫。
随着污泥对水质的适应,泡沫会减少。
2.曝气池启动初期,污泥相对较少,污泥负荷较高,容易产生泡沫。
污泥量增加后,泡沫会逐渐消失。
3.活性污泥工艺运行启动初期,由于污水中含有一些表面活性物质,易引起表面泡沫。
但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会降低污泥密度并带动部分污泥上浮,从而出现泡沫现象,产生的悬浮泡沫通常不很稳定。
3、表面活性剂泡沫污水中的表面活性剂和淀粉、蛋白质、油脂等表面活性物质在分子结构上都表现为含有极性-非极性基团即所谓双亲分子。
在曝气的条件下,非极性基团一端伸入气泡内,而极性基团选择性地被亲水物质所吸附,使亲水性物质的表面转化成疏水性物质而黏附在气泡水膜上,随气泡一起上浮至水面。
4、生物泡沫1.与泡沫有关的微生物大都含有脂类物质,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、泡沫产生的因素1、污泥停留时间产生泡沫的微生物的生长速率普遍较低,生长周期长,所以长的污泥停留时间有利于这些微生物的生长。
因此,采用延时曝气方式的活性污泥法更易产生泡沫现象。
污水处理中关于泡沫、浮渣的常见问题及解决对策问题1:哪些原因可能造成二沉池池面浮粘性泡泡呢?回答:粘性泡沫可能原因如下:(1)高负荷废水流入生化系统(白色粘性)(2)丝状菌膨胀(活性污泥色泡沫,粘性强,易成浮渣)(3)活性污泥老化(易成浮渣,粘性一般)问题2:能否阐述污泥老化形成粘性泡沫的机理?回答:粘性泡沫的产生主要以下两个方面(进水含洗涤剂除外)(1)进水有机物过高,是经过曝气后的水体呈现表面张力加大,形成泡沫,因夹杂高有机物,泡沫显得带粘性,这个从水跃发生时,周围聚结的泡沫程度可见一斑,如,自然水体发生水跃时,泡沫堆积有限,通常不超过半米,而废水处理设施排口存在水跃的话,泡沫堆积超过半米是常有的事情。
而我们知道自然水体有机物含量很低(25mg/L左右)。
(2)活性污泥老化后会产生解体,细小的活性污泥颗粒会黏附在产生的泡沫上,助长了泡沫的不易破裂性。
由于泡沫黏附了解体的活性污泥,自然粘性会加强。
(3)泡沫产生的原因较多,需要综合其他控制参数来进行分析确认的。
问题3:我的标准标放口有时带着大量的白色泡沫,有粘性,测COD也在50mg/L,是什么原因呢?生化池里都没这种现象的。
回答:(1)主要是因为排放口的水跃明显,所以泡沫容易堆积;另外COD为50mg/L 较一般河流高了1倍,所以,也较河流内容易堆积。
(2)不是所有泡沫的出现都代表系统有问题。
问题4:我们现在的曝气池里出现了黄褐色粘性泡沫,:请问要如何才能消除这些泡沫呢?回答:1、丝状菌膨胀产生的泡沫,治本的话自然是消除丝状菌膨胀现象。
2、降低活性污泥浓度也可在一定程度上给与缓解。
3、喷水消泡在丝状菌膨胀初期产生的泡沫有效问题5:沉淀池上面死泥多,一个星期左右,就变少了。
请问是什么原因?回答:如果是沉淀池的话,通常有如下原因:(1)反硝化导致的污泥上浮(曝气池无浮渣)。
(2)丝状菌膨胀导致污泥黏度增加,继而进入沉淀池后,夹气上浮(此时曝气池也会有同样的液面浮渣)(3)污泥中毒导致污泥上浮(通常伴随出水浑浊)(4)pH值变化过大导致污泥上浮。
泡沫分为很多种泡沫1.水中含有表面活性剂含有表面活性剂的废水很容易气泡,泡沫白,在初沉池的出水堰或者有水跃的地方能够发现泡沫堆积解决办法:培菌初期只能靠喷淋或者加消泡剂进行消泡,在前端厌氧启动后,表面活性剂物质会被分解一部分,泡沫会相对少点2.负荷泡沫在培菌初期,或者食微比较高的时候,由于污泥浓度低,细菌处于对数期,水中游离的细菌较多,好氧池中污水的粘性较大,易形成泡沫,泡沫易堆积,不会破,泡沫颜色鲜艳解决办法:控制进水量,使负荷不要太高,喷淋消泡3.污泥泡沫主要是丝状菌膨胀造成泡沫,泡沫粘性大,易带泥,且易形成浮渣,易破,不易堆积还有就是污泥死亡解絮造成的泡沫,泡沫有的呈黑色,或者是不鲜艳的泡沫,易形成浮渣解决办法:对工艺运行条件进行调整,喷淋以上是泡沫形成主要的原因,还有的含油废水,碱性废水由于表面张力的原因同样会造成泡沫。
解决泡沫最好的办法就是喷淋,再者消泡剂,在不行的话可以考虑下用重油,重油效果很好,但是对于生化系统有一定影响,不建议采用活性污泥的性能及其评价指标1.活性污泥的组成活性污泥中有细菌、真菌、原生动物和后生动物。
其中好氧细菌是分解有机物的的主体。
✧1mL曝气池混合液中细菌总数约为1×108个(亿)。
✧真菌中主要是丝状的霉菌,在正常的活性污泥中真菌不占优势。
如果丝状菌显著增长,则活性污泥的沉降性能恶化。
✧原生动物和细菌一起在污水净化中起作用。
在1mL正常的活性污泥混合液中,一般存活着5×103∽2×104个原生动物,其中70%∽90%为纤毛虫类。
原生动物促进了细菌的凝聚,提高细菌的沉降效率。
原生动物以细菌为食饵,可以去除游离细菌。
活性污泥中的后生动物通常有轮虫和线虫。
这些后生动物都摄食细菌、原生动物及活性污泥碎片。
2.活性污泥的物质组成Ma:具有代谢功能的微生物群体Me:微生物残留物(主要是细菌内源代谢,自身氧化产物)Mi:由原污水携入的难为细菌降解的惰性有机物Mii:由污水携入的无机物3.活性污泥评价指标(1)混合液悬浮固体浓度(MLSS)又称污泥浓度,它表示曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的质量,单位g/L,mg/L。
活性污泥法曝气池出现泡沫的原因及控制因素曝气池出现泡沫原因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、生长周期较长,所以较长的污泥停留时间(SRT)有利于这些微生物生长。
如采用延时曝气方式等超低负荷的活性污泥系统就易产生泡沫现象,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。
2、pH值:pH值从7.0下降到5.0-5.6时,能有效的减少泡沫的形成。
放线菌和丝状菌的生长对pH值极敏感,最适宜的pH值为7.8左右,当pH值为5.0时,就能有效控制其生长。
3、溶解氧(DO):放线菌是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长。
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,当环境或水温有利于它们生长时,就可能产生泡沫现象。
一般来说,温度在30℃以上时,容易爆发泡沫现象。
5、憎水性物质:污水中含有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。
7、气温、气压和水温的交替变化:严重的泡沫现象在温度高的夏季和寒冷的冬季都不会发生,每年都出现在春夏、秋冬换季时。
由水温高于气温而交变到水温低于气温时和由水温低于气温而交变到水温高于气温时容易出现泡沫现象,在气压和气温交变的时期,由于环境的更迭,使微生物的生长、构成等发生了变化,容易出现泡沫现象。
曝气池泡沫控制对策1、喷洒水等增加表面搅拌的方法:喷洒水是一种最简单和最常用的物理方法,通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡,可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。
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,不能消除泡沫现象的根本原因。
2、投加杀菌剂或消泡剂: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。
影响活性污泥法运行效果的因素活性污泥法是一种废水生物处理技术,是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。
以下是影响活性污泥法日常运行效果的因素介绍。
1. 活性污泥颜色、气味用肉眼观察活性污泥的颜色是否是正常的茶褐色,同时用鼻子闻活性污泥的气味是否正常(稍具泥土的腥味)。
若是污泥发黑发臭,通常是曝气充氧不足;若是污泥色泽较淡,通常是曝气充氧过度或负荷过低。
2. 曝气效果(强度、泡沫)曝气效果主要是观察曝气池液面的翻腾情况和泡沫的变化情况。
成团大气泡上升是曝气系统局部堵塞的表现或曝气装置有破损,而液面翻腾不均匀往往是存在不曝气死角所致。
泡沫增多以及颜色发生变化,说明进水水质和进水负荷等运行状态发生了变化。
3. 停留时间(HRT)曝气时间指污水在曝气池内的平均停留时间(HRT),也是活性污泥微生物氧化分解有机污染物的时间。
处理效果不仅与要处理的污水水量有关,更与水质和采用的工艺方法密切相关,曝气时间应以使处理后的排水达到国家有关标准为依据,通常要根据成功运行经验和实际运行来确定。
4. 供气量供气电耗占整个污水处理系统电耗的50-60%,因此供气量的调整要极其慎重。
确定供气量的主要依据是保证曝气池出口处的DO浓度在0.8-2mg/l以上,其次要满足混合液混合搅拌的需要。
供气量的确定比较复杂,其不仅受系统工艺设计的影响,还受曝气池进水水质、温度、曝气时间、MLSS浓度、溶解氧含量等因素影响,需要根据一定时期内所取得的运行数据综合确定。
对于水质、水量波动较大的工业废水处理厂,要在综合分析各种化验数据后,每天对供气量进行确认或调整。
5.剩余污泥排放随着处理水量的不断增加,曝气池内的活性污泥量也会不断增长,MLSS值和SV值都会升高。
为了保证曝气池内MLSS值相对稳定,必须将增加的污泥量及时排出,排放的剩余污泥量应大致等于污泥的增长量,排放量过大或过小都会导致曝气池内MLSS的波动。
剩余污泥排放量与采用的活性污泥法及具体的进水水质有关,在没有经验的情况下,可大致按进水量的1%左右排放剩余污泥,确切适宜的排放值应根据一定时期的实际运行结果来确定。
泡沫问题的产生和解决方案李星星一、泡沫的产生泡沫一般分为三种形式:①启动泡沫。
活性污泥工艺运行启动初期,由于污水中含有一些表面活性物质,易引起表面泡沫。
这些泡沫一般呈白色且质轻,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。
如果污水厂进行硝化反应,则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用,产生氮等气泡而带动部分污泥上浮,出现泡沫现象。
③生物泡沫。
由于丝状菌或放线菌的异常生长,与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。
生物泡沫对污水厂的运行是非常不利的:在曝气池或二沉池中出现大量丝状微生物,水面上漂浮、积聚大量泡沫;造成出水有机物浓度和悬浮固体升高;产生恶臭或不良有害气体等。
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。
二、泡沫产生的原因1、溶液中存在较多的腐殖酸盐等高、中分子量有机物使溶液的界面张力降低是产生泡沫的重要原因之一;还有,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。
2、离心循环泵产生的机械应力损坏密实的活性污泥絮状体,从破损细胞中释放出来的表面活性蛋白质、类脂化合物(有限长链脂肪酸) 的增多,能导致放线菌、微丝菌的增殖,产生过量泡沫。
3、生物泡沫的产生是一个复杂的物化和生物过程,它是一个由气一水一微生物细胞形成的稳定三相系统,形成的直接原因是由于丝状细菌的大量增殖。
这些丝状细菌大都含有脂类物质,如M.parvicella可利用长链脂肪酸作为其碳源和能源,多余的长链脂肪酸被储存在体内,这种由油脂组成大液珠可以达到细胞干重的35%,使得这类微生物比重比水轻,易漂浮到水面。
污水处理中泡沫原因引言概述:污水处理是保护环境和人类健康的重要措施。
然而,污水处理过程中常常会出现泡沫现象,这不仅影响处理效果,还增加了处理成本。
本文将详细阐述污水处理中泡沫的原因和解决方法。
一、污水处理中泡沫的原因1.1 污水中有机物含量过高有机物是污水中常见的成分之一,当有机物的浓度过高时,容易引起污泥的泡沫化。
这是因为有机物在处理过程中会分解产生大量气体,使得污泥中的气泡增多,从而形成泡沫。
1.2 污水中含有表面活性剂表面活性剂是一种常见的化学物质,广泛应用于洗涤剂、清洁剂等产品中。
然而,当污水中含有过多的表面活性剂时,会破坏污水处理系统中的气液平衡,导致泡沫的产生。
1.3 污水处理过程中氧气过多氧气是污水处理过程中必不可少的因素,它能够促进有机物的分解和氧化反应。
然而,如果过量添加氧气或者氧气供应不均匀,会导致气体在处理系统中的堆积,从而形成泡沫。
二、污水处理中泡沫的影响2.1 降低处理效果泡沫的存在会占据处理系统中的有效容积,降低了处理系统的负荷能力,导致处理效果下降。
泡沫还会阻碍气体和液体的交换,影响氧气的供应和有机物的降解。
2.2 增加处理成本泡沫的产生会导致处理系统中的液位升高,增加了处理设备的负荷,从而增加了能耗和运行成本。
此外,泡沫还会附着在管道和设备表面,增加了清洗和维护的难度和费用。
2.3 环境污染风险泡沫中可能含有有害物质,如重金属、有机污染物等,如果泡沫溢出或泡沫液体与外界环境接触,有可能造成环境污染,对周围生态系统和人类健康造成潜在威胁。
三、污水处理中泡沫的解决方法3.1 控制有机物浓度通过合理的预处理措施,如沉淀、过滤等,可以有效降低污水中的有机物浓度,减少有机物分解产生的气体,从而减少泡沫的产生。
3.2 控制表面活性剂的投加量在生产过程中,可以优化表面活性剂的使用量,避免过量投加。
此外,选择低泡型表面活性剂,也可以减少泡沫的产生。
3.3 控制氧气的供应合理控制氧气的供应量和供应方式,确保氧气均匀分布,避免气体堆积和泡沫的产生。
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[11]:(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[12],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[13]。
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 type0092,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[15]。
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[16]。
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[1]。
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[17]。
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[18]。
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[19]。
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[20];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[21];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[16]。
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[22]。
3.2 pH[11, 23]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[15]。
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[17]。
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。
[11]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&8226;d)[22]。
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[23]。
大量研究表明,进水中存在高水平可乳化的脂肪类物些微生物利用而引发泡沫问题质如油或者油脂时极易引起泡沫问题[24]。
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[25],而Rhodococcus sp.更适宜以C12-C17的烷烃作为底物[26]。
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[27]。
跟放线菌不同,Microthrixparvicella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[28]。
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[11]。
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[29]。
4 厌氧泡沫大量研究表明,泡沫问题不仅发生在曝气池和二沉池中,污泥消化池运行过程中也经常会遇到泡沫问题。
一般认为,污泥消化池中的泡沫问题主要是由如下3点原因造成的:(1)由于产甲烷阶段是厌氧消化的速度限制步骤,当消化过程超负荷运转时就会因过程失去平衡而造成挥发性脂肪酸(VFA)特别是乙酸的积累;(2)污泥中疏水物质的存在;(3)污泥中含有发泡微生物[30]。
Krishna 等认为,污泥中诺卡氏菌的存在、消化池的鼓气混合、过度的气体再流通、高污泥负荷、不当的污泥负荷控制以及污泥中有机物含量过高都会引起消化过程中的泡沫问题[31];Wanner认为,厌氧消化过程中的生物泡沫同样是由于具有疏水性细胞壁的Nocardia以及Microthrix parvicella等微生物与过程中产生的气泡结合上升至表面积累积而产生的[32]。
5 泡沫的危害活性污泥过程中出现的泡沫会产生如下问题[17]:(1)刮风时泡沫飞扬会给人不良的美观感受;(2)污染池壁和过道,会引起一系列安全问题;(3)妨碍刮渣系统的正常运行;(4)在寒冷的冬天会因结冰而影响机械装置的正常运行;(5)影响曝气系统(特别是机械曝气)的充氧效率;(6)增加出水的BOD和SS,影响出水水质;(7)气味问题。
另外,在厌氧消化池中产生的泡沫也会导致一系列的运行问题,降低消化池的效率并降低气体产量。
6 活性污泥过程中泡沫问题的控制近年来,活性污泥过程中泡沫问题的控制技术得到了较大的发展,但是这些技术大都有较强的针对性,在使用时应根据现场的实际情况加以选择。
6.1 降低污泥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。