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摘要：活性污泥法污水处理厂的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，泡沫的产生主要和各种丝状菌和放线菌有关。常用的泡沫控制方法有：喷洒水、投加消泡剂或微生物、降低污泥龄、回流消化池上清液、选择器等。实践表明，气温、气压和水温的交变也是泡沫产生的重要原因。
关键词：污水处理厂；活性污泥；生物泡沫；产生机理；控制
引言
随着我国经济和环境保护的发展，污水处理厂的大量兴建和运行，这方面的问题也会越来越突出。国内对污泥膨胀现象有研究，而对生物浮沫现象以及专门针对生物浮沫及丝状细菌的研究比较少。因此，有针对性地开展这方面的研究，对于弄清生物浮沫的发生机制，及时采取有效的预防和修复措施，对于污水处理厂方便运行管理和降低运行费用有着重要的指导意义和实际应用价值。
1.泡沫的存在形式
（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。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。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）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人都易于引起处理池表面产生泡沫。如果这种进水偶尔存在，发泡过程仅在短时间内造成影响；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。由于丝状菌的异常生长，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。图1为丝状菌数量分级示例，由图1可以看出，丝状菌数量越多，级数越高。
图1 丝状菌数量分级示例
2.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6 d，这与采用此法矛盾；另外，Microthrix parvicella 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。
3.控制生物浮沫的技术措施
3.1生物浮沫选择性浮选或撇出
该法将含有 Nocardia 等微生物的泡沫和浮渣溢流至系统外，去除其中的起沫微生物。在亚特兰大的 WPCP 污水厂研究表明，使用增加曝气量，控制 MCRT，以从混合液中除去起泡微生物，允许载有 Nocardia 的泡沫及浮渣从曝气池中溢流到相邻池子里去除，得到很好的泡沫去除效果。在南非，通过选择性浮选，生物浮沫可在一天内从活性污泥中去除掉，泡沫去除后，生物相中的丝状菌明显减少，而去除的泡沫中几乎都是丝状菌，且 >95% 的泡沫微生物能在最初的约 4h 去除；去除速度不取决于 Nocardia 泡沫微生物种类，但依赖于初始泡沫中的微生物浓度。
3.2提高曝气池的有机负荷率
一般说来，增加进水的负荷或提高曝气池中有机物的负荷率，可以使得菌胶团细竞争超过丝状细菌，优先生长，则增加污泥的负荷可有效的控制泡沫和浮渣的形成。但若增加对起泡丝状菌能优先利用的底物负荷（如烷烃，或者间接的表面活性剂），或者可供 M. parvicella 优先利用的底物（如脂肪和油），反而会导致这些泡沫和浮渣形成微生物的增殖。
3.3避免中间厌氧区
放线菌（Actinomycetes）在富氧环境中能够结合聚磷盐和聚 -β - 羟基丁酸，而在厌氧环境中能够短期存活，其结果是中间厌氧区可能有利于放线菌的增长而不利于那些需要绝对好氧条件细菌的生存。这种情况容易在氧化沟工艺中出现，这也是氧化沟工艺容易发生生物浮沫的原因之一。
3.4选择器技术
生物浮沫控制技术还可与控制污泥膨胀等活性污泥异常运行情况相结合，综合调节活性污泥运行工艺。在生物曝气池的前端设置厌氧和好氧的选择器，可以抑制和淘汰某些丝状细菌的生长，从而降低污泥膨胀和生物泡沫的发生几率。Payilla 等研究了用于从 MLSS 中生产和去除表层泡沫和浮渣的分类选择器，他们发现，分类选择器可使 Nocardia的数量降低；向选择器中添加可降解的非离子表面活性剂可进一步降低混合液中的 Nocardia 水平。有研究针对 Phonenix 活性污泥污水厂一直存在着在连续的膨胀污泥环境下，相当低的 MLSS 和 SRT 较短的情况下运行状况，采用 DO 为 0～ 0.3mg/L 的缺氧选择器，结果当总氮还原约 75 % 时，曝气的缺氧选择器可以对污泥的膨胀全部控制，Nocardia 泡沫可以初步控制。
4.结语
生物浮沫是大多数城市污水活性污泥处理厂存在的共同问题，引起生物浮沫的主要原因是活性污泥中的丝状微生物异常增殖，影响生物浮沫产生的环境因子复杂，因此对于不同原因造成的生物浮沫的控制措施也不一样，效果也不同，如泥龄的调节，虽然可以将系统中大部分生长缓慢的丝状细菌排出系统之外，但同时也将硝化细菌和反硝化细菌排除，影响了系统的脱氮效果；投加化学药剂的方法，可以减轻一些严重的泡沫症状，但也会有副作用。其他方法也各有利弊。提出有效的预防和控制措施，方便污水厂运行管理和降低运行费用具有紧迫性和现实意义。
参考文献：
[1] 李探徽，彭永臻，陈志根等. 活性污泥法的生物泡沫形成和控制[J]. 中国给水排水，2013：17（4）.
[2] 王洪臣. 城市污水处理厂运行控制与维护管理[M]. 北京：科学出版社，2015：1-10.
[3] 王凯军. 活性污泥膨胀的机理与控制[M]. 北京：中国环境科学出版社，2016.
论文作者:刘圣
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：污泥论文; 泡沫论文; 丝状论文; 生物论文; 活性论文; 微生物论文; 浮渣论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;