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收費站生活處理設備——生物泡沫的形成及影響因素

1、生物泡沫的形成機理
①與泡沫有關的微生物大都含有脂類物質(zhì)，如M.parvicella的脂類含量達干重的35%。因此，這類微生物比水輕，易漂浮到水面。
②與泡沫有關的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，泡沫就更穩(wěn)定。
③曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力。顆粒利用氣泡氣浮，必須是形小、質(zhì)輕和具有疏水性的物質(zhì)。所以，當水中存在油、脂類物質(zhì)和含脂微生物時，則易產(chǎn)生表面泡沫現(xiàn)象。
2、生物泡沫形成的主要因素
①污泥停留時間。由于產(chǎn)生泡沫的微生物普遍生長速率較低、生長周期長，所以長污泥停留時間(SRT)都會有利于這些微生物的生長。如采用延時曝氣方式就易產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象，而且一旦泡沫形成，泡沫層的生物停留時間就獨立于曝氣池內(nèi)的污泥停留時間，易形成穩(wěn)定持久的泡沫。
②pH值。有報道指出：pH值從7.0下降到5.0～5.6時，能有效地減少泡沫的形成。Nocardiaamarae的生長對pH值極敏感，適宜的pH值為7.8，當pH值為5.0時，就能有效控制其生長。Microthrixparvicella適宜pH值為7.7～8.0。
③溶解氧(DO)。Nocardia是嚴格的好氧菌，在缺氧或厭氧條件下，不易生長，但也不死亡。Microthrixparvicella卻能忍受缺氧狀態(tài)。
④溫度。與生物泡沫形成有關的菌類都有各自適宜的生長溫度和佳溫度(見下圖)，當環(huán)境或水溫有利于它們生長時，就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。
⑤憎水性物質(zhì)。雖然原理不很清楚，但有試驗說明，不溶性或憎水性物質(zhì)(如油、脂類等)有利于放線菌的生長。

泡沫的類型

一、啟動泡沫

1.曝氣池啟動初期，曝氣池中的污泥對污水的水質(zhì)并不適應，對生長環(huán)境的不適應，容易形成泡沫。隨著污泥對水質(zhì)的適應，泡沫會減少。

2.曝氣池啟動初期，污泥相對較少，污泥負荷較高，容易產(chǎn)生泡沫。污泥量增加后，泡沫會逐漸消失。

3.活性污泥工藝運行啟動初期，由于污水中含有一些表面活性物質(zhì)，易引起表面泡沫。但隨著活性污泥的成熟，這些表面活性物質(zhì)經(jīng)生物降解，泡沫現(xiàn)象會逐漸消失。

二、反硝化泡沫

活性污泥處理系統(tǒng)以低負荷運轉(zhuǎn)時，在沉淀池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用而產(chǎn)生氮氣，氮氣的釋放在一定程度上會降低污泥密度并帶動部分污泥上浮，從而出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象，產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不很穩(wěn)定。

三、表面活性劑泡沫

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)在分子結構上都表現(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)，而極性基團選擇性地被親水物質(zhì)所吸附，使親水性物質(zhì)的表面轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡水膜上，隨氣泡一起上浮至水面。

四、生物泡沫

1.與泡沫有關的微生物大都含有脂類物質(zhì)，這類微生物比水輕，易漂浮到水面。

2.與泡沫有關的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，泡沫就更穩(wěn)定。

3.曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力。顆粒利用氣泡氣浮，必須是形小、質(zhì)輕和具有疏水性的物質(zhì)。所以，當水中存在油、脂類物質(zhì)和含脂微生物時，則易產(chǎn)生表面泡沫現(xiàn)象。

泡沫產(chǎn)生的因素

1、污泥停留時間

產(chǎn)生泡沫的微生物的生長速率普遍較低，生長周期長，所以長的污泥停留時間有利于這些微生物的生長。因此，采用延時曝氣方式的活性污泥法更易產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。另外，一旦泡沫形成，泡沫層的生物停留時間就會獨立于曝氣池內(nèi)的污泥停留時間，易形成穩(wěn)定持久的泡沫。

2、pH值

不同的絲狀微生物對pH的要求不一樣，amarae的生長對pH值極敏感，適宜的pH值為7.8，當pH值從7.0下降到5.0～5.6時，能有效地減少泡沫的形成。這主要是因為低的pH值超過了產(chǎn)生泡沫的微生物群落對pH的極限。因此當pH值為5.0時，就能有效控制其生長。但是pH值的變化也會引起活性污泥的不適應，從而產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。

3溶解氧

生物泡沫中的諾卡氏菌群是嚴格好氧的微生物，在缺氧或厭氧的條件下，都不能利用基質(zhì)生長，但并不會死亡，而絲狀菌有所不同，其可以利用硝酸根作為終的電子受體。因此即使在現(xiàn)有的脫氮除磷系統(tǒng)中的缺氧段或是厭氧段，仍可以順利生產(chǎn)。當溶解氧不足，且系統(tǒng)是低負荷運行時，容易產(chǎn)生反硝化泡沫。

4曝氣方式

不同曝氣方式所產(chǎn)生的氣泡不同，而微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產(chǎn)生生物泡沫，并且泡沫層易集中于曝氣強度低的區(qū)域。

5溫度

與生物泡沫形成有關的菌類都有各自適宜的生長溫度和佳溫度，當環(huán)境或水溫有利于菌類生長時，就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。不僅如此，溫度還會對活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落產(chǎn)生影響，導致生物泡沫的產(chǎn)生，這可以從許多生物泡沫的產(chǎn)生具有季節(jié)性看出。

優(yōu)點：

(1) 反應條件溫和、氧化能力強。
(2)在染料廢水、表面活性劑、含油廢水廢水、制藥廢水、有機磷化合物、多環(huán)芳烴等廢水處理中，都能有效地進行光催化反應，使其轉(zhuǎn)化為無機小分子，達到*無害化的目的。
(3)光催化反應對許多無機物，如CN−、Au(CN)−2、I−、SCN−、Cr2O72−、Hg(CH3)2、Hg2+等的去除也有廣闊的應用前景。
(4)可以破壞以及電鍍常用的各種有機螯合劑和添加劑，而達無害化。
(5)可以除去各種水中的微生物、細菌和霉菌。
(6)不僅可以破壞稀溶液(廢水)中的有機物，而且可以破壞濃溶液(槽液)中的有機物。
(7)是一種非常清潔的干處理法，不會引入任何其他物質(zhì)到體系中。
(8)能破壞有機物而使其轉(zhuǎn)化為CO2排出，處理的深度比其他方法高。