污水处理中的生化曝气法(「经验」生化曝气池泡沫问题全解析及控制办法)

Posted 2023-05-31

篇首语：愚昧从来没有给人带来幸福；幸福的根源在于知识。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了污水处理中的生化曝气法(「经验」生化曝气池泡沫问题全解析及控制办法)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

污水处理中的生化曝气法(「经验」生化曝气池泡沫问题全解析及控制办法)

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在污水处理过程中，相信大家都常常会遇到曝气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。今天就带大家来看看面对这些该如何处理呢？最后附上一位从事水处理十多年工程师，对泡沫实际分析处理的案例哦。

泡沫的类型

一、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。

二、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。

三、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。

四、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。

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。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。

2、pH值

不同的丝状微生物对pH的要求不一样，amarae的生长对pH值极敏感，最适宜的pH值为7.8，当pH值从7.0下降到5.0～5.6时，能有效地减少泡沫的形成。这主要是因为低的pH值超过了产生泡沫的微生物群落对pH的极限。因此当pH值为5.0时，就能有效控制其生长。但是pH值的变化也会引起活性污泥的不适应，从而产生泡沫现象。

3溶解氧

生物泡沫中的诺卡氏菌群是严格好氧的微生物，在缺氧或厌氧的条件下，都不能利用基质生长，但并不会死亡，而丝状菌有所不同，其可以利用硝酸根作为最终的电子受体。因此即使在现有的脱氮除磷系统中的缺氧段或是厌氧段，仍可以顺利生产。当溶解氧不足，且系统是低负荷运行时，容易产生反硝化泡沫。

4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。

5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菌类生长时，就可能产生泡沫现象。不仅如此，温度还会对活性污泥系统中的微生物群落产生影响，导致生物泡沫的产生，这可以从许多生物泡沫的产生具有季节性看出。

泡沫的危害

1.影响仪表的正常显示，特别是采用DCS自动控制的污水处理厂，会造成系统的误操作。对超声波液位计来说，会造成虚假液位，严重时引起泵的空转；污水处理站总排口采用明渠流量计的，可能会造成总排口污水流量的误差。

2.影响环境。大量的生物泡沫产生后，蔓延到走道板上，影响正常的维护。生物泡沫冬可能会结冰，清理较困难；夏天会遇风飘荡，形成不良气味，严重污染环境。

3.采用表面曝气的设备的工艺，生物泡沫具有粘滞性，会阻止正常的曝气充氧，使混合液的溶解氧降低。

4.有的生物泡沫还可能进入二沉池，造成外排水的SS、CODcr等污染物增加。

泡沫的控制方法

1喷洒水

高速喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡，被打散的部分污泥颗粒重新恢复沉降性能，可以减少泡沫。通过喷洒水，可以减少泡沫，如果对好氧池做喷淋，则可以达到长期消泡的效果。尽管喷洒水不能从根本上消泡，却是一种最简单、最常用的物理方法。

2投加化学药剂

投加化学药剂可以在短时间内解决泡沫问题，而且操作简单。但投加化学药剂在解决泡沫问题的同时也会对污泥产生很大的影响，而且使用化学药剂后，对出水水质会产生较大影响和剩余物质的处理也都是问题。

常见的投加药剂：

（1）投加氯和氧化剂；

（2）投加混凝剂；

（3）投加消泡剂和植物油。

3缩短污泥停留时间

降低曝气池的污泥停留时间，也就是降低细胞平均停留时间，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。

4向曝气反应器内投加载体

在一些活性污泥系统中投加移动或固定填料，使一些易产生污泥膨胀和泡沫的微生物固着生长，这既能增加曝气池内的生物量、提高处理效果，又能减少或控制泡沫的产生。

一位十几年经验的污师的案例分析

泡沫，由不溶性气体分散在液体或熔融固体中所形成的分散物系。泡沫有很多形态，不过人们最喜欢的应该是五彩斑斓的这种吧！所以也就引申出其他含义，表面繁花似锦，内部空空如也，表示没有根基的繁荣终会像泡沫一样破裂！

例如房地产泡沫！这是80后的我听过报道最多的泡沫了，80后的朋友应该很多人听过牛刀这一“公知”，此人为“空军”（唱空楼市的人群的代名词）的领军人物，08年毕业开始关注楼市，此人一直在唱衰楼市，鼓吹房地产泡沫，我也一直盼望楼市泡沫能够破掉，好实现买房的梦想，后来才发现原来楼市是气球，虽然也是个泡泡，但是很有韧性，相信很多听他话没买房子的人都恨死了此人！

所以流传出一句话：信牛刀住牛棚！这个案例当然不是分析楼市泡沫形成的原因和处理措施的，况且我也没这个能力。今天几篇案例分享专门讲一下生化系统中的泡沫，泡沫的形态，形成机理，解决办法。

之前看过一个新闻，讲的是外国一个护士在看电视的时候，发现主持人颈部异常，怀疑得了甲状腺癌，后来联系到主持人之后，通过检查还真是甲状腺癌早期，主持人也因为发现及时目前正在康复的阶段。这叫行家一出手就知有没有！其实经验丰富的污师都可以不通过数据来判断系统运行情况！只需池子上面站一站（看水面，闻气味），量桶里面看一看（SV实验）。希望通过几个案例让大家可以通过泡沫第一时间判断系统出现的问题。

今天案例介绍一下冲击泡沫（非丝状菌膨胀泡沫）、表面活性剂泡沫、反硝化泡沫、过氧化泡沫、加碱导致的泡沫。

1、冲击泡沫（非丝状菌膨胀泡沫）

1).原理

为什么叫非丝状菌膨胀？因为原因不是丝状菌过量繁殖导致的膨胀，但是膨胀表现却和丝状菌膨胀的情形差不多，都具有沉淀性能严重下降，二沉池跑泥严重，SV最高可达90%。

具体说下两者的区别，非丝状菌膨胀是因为过高的碳源进入系统，在高基质下，细菌吸附的碳源代谢不了，并在细菌表面分泌出亲水性多糖，并部分进入系统，细菌处于对数期，这时候细菌具有最强的活性，导致菌胶团解体。

丝状菌膨胀是因为丝状菌的过渡繁殖，丝状菌伸出菌胶团，并与其相邻的丝状菌形成松散的絮团，导致絮团密度减少严重影响沉降性能。其中最明显的表观区别是：丝状菌膨胀曝气池没有泡沫产生，而非丝膨胀有！所以我们来了解一下非丝膨胀的泡沫。

需要注意的是：

丝状菌为菌胶团的骨架，本身具有很强的代谢能力，菌胶团细菌吸附在其身上来保证菌胶团的稳固性，却因为其自身难以沉降的原因让人们避之不及，我想它心里一定不服气：同样一身绿毛，却只说我是妖精！目前的很多设计方案里面会增加抑制丝状菌的繁殖措施，例如增加厌氧或生物选择器。经了解目前有研究采用MBR来利用丝状菌为优势菌来处理污水！

2).案例

我公司是AO脱氮工艺，平常在A池中投加甲醇作为碳源，甲醇存放在容积1立方的药剂桶内，晚上药剂桶底部阀门脱落，大量甲醇进入系统，现在曝气池有很多泡沫，如图，SV涨到80以上，二沉池出水带泥，而且出水COD和氨氮超标。

3).分析：

（1）该案例发生在楼主的公司，甲醇储罐是临时拖来的药剂桶，底部排放阀人为改造了一下，导致不牢固脱落，大量甲醇进入系统，甲醇在A池消耗不了进入曝气池，导致非丝膨胀，异养菌代谢不了的碳源，随着推流派排出系统，导致COD升高，水中粘性多糖在曝气的作用下形成堆积性泡沫，因为异养菌的大量繁殖争夺氧气，使硝化反应受到影响，导致出水氨氮升高。

（2）该案例着重讲一下冲击泡沫的形态，通过其形态就可以判断系统出现的问题，这就是中医“望闻问切”中的望！

颜色：

正常健康的系统冲击性泡沫的颜色为亮白色，但是如果之前系统污泥就部分解体，之前活性不强而解体的活性污泥会吸附在泡沫上，使泡沫带颜色，所以说颜色不是判断冲击泡沫的要点！

体态：

泡沫大小不一，泡沫粘性较大，大气泡形状一般被拉伸成椭圆状，而气泡不破，这是判断冲击性泡沫的关键点，也是和表面活性剂泡沫的不同之处！

堆积性：

堆积性很好，最高可达一米以上，而且很轻，风大会将其刮出池子。

4).措施：

（1）投加消泡剂，消除泡沫；

（2）二沉池进口投加PAC，增加污泥的沉降性，防止过多污泥流速;

（3）停止进水，悶爆;

（4）停止压泥／投加同类型污泥，提高MLSS;

2、表面活性剂泡沫

1).案例：

水质为制备奶油的废水，废水通过车间流入污水处理匀质调节池，调节池利用穿孔曝气作为搅拌，今天突然调节池表面有一层白色泡沫，如图，

平常很少出现，去年上半年出现过一次，请问什么情况？怎么处理？

2).分析：

(1)该废水为奶油制备废水，奶油车间需要添加乳化剂，通过泡沫来判断是车间来水乳化剂加多了，乳化剂的主要成分就是表面活性剂，利用表面活性剂的两性作用使油均匀分布在水中，这就叫乳化！

在乳化剂的投加量正好或者不足时，不会产生泡沫，就像洗头时，第一遍用很多的洗发水（主要成分表面活性剂）但是泡沫不是很多，不是洗发水不好，是因为头上油太多了，洗发水大部分和油结合，剩余表活较少，所以泡沫不多，但是第二遍的时候，用很少的洗发水却能洗出很多泡沫，这是因为大部分表活没有消耗，在水中通过改变水面张力，产生了很多泡沫。

(2)表面活性剂泡沫形态：

颜色：

正常健康系统中，表活泡沫为纯白色有时泡沫会有五彩的颜色（这个颜色的唯一性就可以判断是否表活泡沫）；.体态：

这个不多讲，有大小不一的，有小而紧密的，这个可以通过平常的家务劳动来积累经验，肥皂，洗衣服，洗衣液和洗洁精的泡沫大小都是有区别的，虽然大小不一，密度不一，但是你只要记住这些泡沫就是表活泡沫就可以了！这些泡沫形状是判断表活泡沫和冲击泡沫的区别点！

堆积性：

表面活性剂泡沫的堆积性很好，有时候可达数米。

3).措施：

（1）废水增加气浮或者混凝预处理；

（2）进水含量大，可以考虑高级氧化；

（3）投加消泡剂；

（4）投加重油（一般人可能不敢采用）；

（5）生产过程中控制表活用量；

（6）提高污泥浓度也有一定效果。

3、反硝化泡沫

1).案例：

工艺为二级AO，在A1池面上经常有一层厚厚黑黑的浮渣，里面包裹着气泡。

请问浮渣是什么原因形成的？对系统有什么影响？采取什么措施？

2).分析：

（1）A1池的浮渣是反硝化泡沫携带污泥上浮导致的，根本原因是污泥部分解体，解体污泥吸附在反硝化泡沫上上浮水面，经过积累导致了与生化系统隔绝的浮渣。

而二沉池的气泡是也是反硝化气泡，但是因为二沉池反硝化为內源呼吸反硝化，因为代谢缓慢，产生的氮气不足以把污泥携带上来。

反硝化上浮的情况一般发生在泥龄过长，污泥老化；负荷低，长时间处于內源呼吸状态；还有搅拌机效率不高（搅动力度不够导致吸附在气泡上的污泥不能及时脱离，上浮到水面），搅拌不均匀（部分污泥在池子堆积）的时候。

（2）对系统影响很小，只不过不美观，活性污泥的根本在菌胶团，解体的污泥活性低且吸附参与污染物代谢能力比较弱，所以吸附在泡沫上上浮对系统影响不大。

（3）反硝化泡沫引起的浮渣发生在缺氧环境下，如果发现缺氧池或者缺氧环境下出现混合着气泡的浮泥，基本可以判断是反硝化泡沫导致的，这里不做过多描述了。

3).措施：

（1）在保证硝化细菌的泥龄下适量压泥；

（2）投加碳源，污泥复壮；

（3）更换或增加搅拌机；

（4）喷淋水喷淋；

（5）把搅拌机提起水面，把浮渣搅下去。不过几天之后浮渣还会继续出现。

4、过氧化泡沫

过氧化会产生泡沫吗？水体当中的污泥过氧化是不会产生泡沫的！过氧化时污泥发白，细菌自身內源呼吸了，消耗了细菌表面的多糖，解体之后形成不了形成不了产生泡沫或浮渣的粘性水体或者粘性絮体。

那过氧化泡沫不存在吗？存在！不过存在于与系统隔绝的浮泥中！

1).案例：

这是我第一次调试的经历，因为是半路出家，很多操作依赖于工具书上，因为污水处理先于排水单位的投运，所以水量很少，所以我把曝气池的曝气量开的很小，所以导致一部分污泥上浮，后来因为浮泥太多，领导让把曝气开大，部分浮泥在曝气较小的地方堆积不沉淀，不过经过时间推移浮泥慢慢变成灰白色泡沫了！

2).分析：

（1）此灰白泡沫即为过氧化泡沫，过氧化产生的条件就是浮泥，曝气搅动水面与充氧。浮泥在水面上通过曝气的搅拌使其处于湿润状态而曝气剩余的氧为浮泥自身內源呼吸提供了氢受体，几个条件满足浮泥就自身消化了，在有机质代谢完之后就形成了灰白色的过氧化泡沫。

（2）过氧化泡沫形态

.颜色：过氧化泡沫颜色呈灰白色

.体态：泡沫很小且大小比较均一，感官密度较紧密，基本没有黏连性。

.堆积性：堆积性很差，最高不超过30公分。

3).措施：

（1）人工打捞；

（2）加大曝气量，防止浮泥的产生；

（3）喷淋水喷淋。

5、加碱导致的泡沫

因为此泡沫为脱氮工艺非正常态下导致的泡沫，泡沫大易破碎，可结合PH值判断停止加碱后泡沫过几天就消失了