污水處理中泡沫如何控制
目前,世界范圍內(nèi)大多數(shù)城市污水處理廠采用活性污泥法處理工藝。普遍存在的問題之一就是曝氣池表面常常會產(chǎn)生嚴重的泡沫,大量的泡沫使曝氣池表面被覆蓋,給污水處理廠的運行和管理帶來了困難,同時也使出水水質(zhì)惡化。
泡沫的控制
根據(jù)泡沫形成的機理及其影響因素,可采用物化和生物的方法對泡沫進行控制�？刂婆菽貏e是生物泡沫的實質(zhì)并非消除絲狀菌的產(chǎn)生,主要途徑就是在曝氣系統(tǒng)中建立一個不適宜絲狀菌異常生長的環(huán)境,抑制其在活性污泥中的過度增殖,使絲狀菌與絮凝體形成菌保持平衡的比例生長。
物化方法控制泡沫
(1)噴灑水。噴灑的水流或水珠能打碎浮在水面的氣泡,以減少泡沫。但不能根本消除泡沫現(xiàn)象,是一種最常用最簡便的物理方法。
(2)投加消泡劑�？梢圆捎镁哂袕娧趸缘臍⒕鷦�,如氯、臭氧和過氧化物等。低濃度的H2O2是一種較常用的泡沫消除劑,而化學(xué)藥劑陽離子聚丙烯酰胺也是一種常用的消泡劑。
(3)降低污泥齡。一般采用降低曝氣池中污泥的停留時間,以抑制有較長生長期的放線菌的生長。但降低污泥齡也有許多不適用的方面:當需要硝化時,則污泥停留時間在寒冷季節(jié)至少需要6d,這與采用此法矛盾。
生物方法控制泡沫
(1)降低細胞平均停留時間。降低細胞平均停留時間是很有效的控制泡沫的方法,實質(zhì)即利用絲狀菌平均世代時間較長于絮凝體形成菌的特點,抑制絲狀菌的過度增殖,細胞平均停留時間越短,絲狀菌越少,泡沫也越少。
(2)調(diào)節(jié)污水pH值。研究表明,最適宜諾卡氏菌生長的pH值為7.8,最適宜絲狀菌生長的pH值為7.7～8.0,當pH值從7.0降為5.0～5.6時,能有效控制這些微生物的過度生長,減少泡沫的形成。
(3)降低曝氣的空氣輸入率。降低了曝氣的空氣輸入率,一是能降低曝氣池中氣提強度,減緩了絲狀菌的上浮速度;二是能降低曝氣池中的溶解氧濃度,諾卡氏菌是嚴格的好氧菌,在缺氧或厭氧條件下,不易生長,但絲狀菌卻能忍受缺氧狀態(tài)。再者,降低曝氣池的空氣輸入量也相應(yīng)的降低了微氣泡的生成量,即減少絲狀菌和放線菌機體上浮的載體,從而延緩泡沫的形成。
(4)回流厭氧消化池上清液。試驗表明,厭氧消化池上清液能抑制紫紅紅球菌菌屬的生長,采用厭氧消化池上清液回流到曝氣池的方法,也能控制曝氣池表面泡沫的形成。但由于厭氧消化池上清液中含有高濃度好氧底物和氨氮,它們都會影響出水水質(zhì),因此應(yīng)慎用。
泡沫的形成
活性污泥工藝中,泡沫的形成一般有以下幾種形式,主要包括工藝運行初始時期形成泡沫、反硝化作用起泡、表面活性劑起泡以及生物泡沫等。生物泡沫粘度大,呈黃褐色,具有穩(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點。
1.1工藝運行初期形成泡沫
曝氣池開始運轉(zhuǎn)時,表面活性劑對有機物的部分降解作用形成泡沫,并使泡沫迅速增長。這些泡沫一般呈白色且質(zhì)輕,當活性污泥達到成熟時消失。
1.2反硝化作用起泡
由于在二沉池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用,使微小的氮氣氣泡釋放出來,從而使污泥的密度減小,有利于其上浮,產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在二沉池中表現(xiàn)明顯,且產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不穩(wěn)定。
1.3表面活性劑起泡
污水中的表面活性劑和淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等表面活性物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上都表現(xiàn)為含有極性～非極性基團即所謂雙親分子,在曝氣的條件下,非極性基團一端伸入氣泡內(nèi),而極性基團選擇地被親水物質(zhì)所吸附,隨氣泡一起上浮至水面。各種懸浮物質(zhì)若混入表面活性劑等產(chǎn)生的泡中,這些物質(zhì)單獨存在并不能發(fā)泡,但是可使泡沫穩(wěn)定。
1.4生物泡沫
目前,普遍認為生物泡沫形成的主要原因是:在各種因素影響下,造成絲狀菌和放線菌等微生物的異樣生長,絲狀菌的比生長速率高于了菌膠團細菌,又由于絲狀菌的比表面積較大,因此,絲狀菌在取得污水中BOD5物質(zhì)和氧化BOD5物質(zhì)所需要的氧氣方面都比菌膠團細菌有利得多,結(jié)果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢菌種而大量增值,導(dǎo)致生物泡沫的產(chǎn)生。再加上這些微生物大都呈絲狀或枝狀,易形成網(wǎng),能捕掃微粒和氣泡等,并浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡,增加了其表面的張力,使氣泡不易破碎,泡沫更加穩(wěn)定。另外,曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用是泡沫形成的主要動力因素。
增設(shè)生物選擇器。生物選擇器有好氧選擇器和缺氧選擇器兩種,其目的就是使進入曝氣池的污水先于回流污泥在其中充分混合,通過調(diào)節(jié)F/M、DO等因素,選擇性的發(fā)展絮凝體形成菌,抑制絲狀菌等的過度增殖。另有研究表明:好氧選擇器能一定程度地控制紫紅紅球菌,但對諾卡氏菌菌屬無大影響;而缺氧選擇器對諾卡氏菌菌屬有控制作用,卻對紫紅紅球菌無太大作用。
采用連續(xù)填料反應(yīng)器。沒有證據(jù)表明厭氧和缺氧選擇器能夠絕對成功的控制紫紅紅球菌的擴散和增殖,連續(xù)流和序批實驗表明,控制紫紅紅球菌生長的最佳方式就是采用連續(xù)填料流反應(yīng)器,理由有二:一是利用絮凝體形成菌的高吸附能力能夠大量去除慢速生物降解COD;二是能避免膠體物質(zhì)水解后可溶產(chǎn)物的擴散。
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