好氧活性污泥法处理过程中生物泡沫的产生与控制

好氧活性污泥法作为一种广泛应用的污水处理工艺，已有近百年的发展历史，并且仍具有巨大的发展潜力。然而，在实际运行中，污水处理厂常受到生物泡沫的困扰，这不仅影响了污水处理厂的操作、运行和控制，还严重影响了出水水质。因此，对生物泡沫的产生与控制进行深入探讨，具有积极的意义。

一、生物泡沫的形成原因  

生物泡沫的形成是一个由气-水-微生物细胞形成的稳定三相系统。其直接原因是丝状菌的大量增殖。这些丝状细菌大都含有脂类物质，如丝状菌（M.parvicella）可以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，使得这类微生物大都呈丝状或枝状，易形成网，网捕微粒和气泡浮到水面。被丝网包围的气泡增加了其表面的张力，形成小、质轻和具有疏水性的物质，容易被气浮。当水中含有油、脂类物质和含脂类微生物时，更容易产生表面泡沫现象。

此外，污水中表面活性物质的大量存在也是产生泡沫的原因之一。这些物质在活性污泥启动运行初期尤为显著，但随着活性污泥的成熟，表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐减少。

二、影响生物泡沫形成的因素

1.pH值：不同的丝状微生物对pH值的要求不一样。例如，诺卡氏菌群（Nocardia amarae）的生长对pH值极敏感，最适宜的pH值为7.8。在培养基中，pH值的偏离可能会导致微生物生长受抑，从而影响生物泡沫的形成。

2.温度：温度对生物泡沫的产生有显著影响。在适宜的温度下，放线菌会大量繁殖，从而引起大量生物泡沫。此外，温度还会影响活性污泥系统中的微生物群落结构，导致生物泡沫的产生具有季节性。在冬季，由于温度较低，微生物活动减弱，生物泡沫的形成也会相应减少；而在夏季，温度升高，微生物活动增强，生物泡沫的形成也会相应增加。    

3.污泥停留时间：产生泡沫的微生物普遍存在生长速率较低、生长周期长的特点。因此，较长的污泥停留时间有利于这些微生物的生长，从而导致泡沫的产生。在实际操作中，可以通过控制污泥停留时间来调节生物泡沫的形成。

4.有机物负荷：在较高的有机物负荷下，泡沫会大量迅速产生。这主要是因为有机物负荷的增加为微生物提供了更多的营养，促进了它们的繁殖。在实际操作中，可以通过控制有机物负荷来调节生物泡沫的形成。

5.其他因素：洗涤剂、胶体有机质以及各烃类的大量流入都很容易引起好氧池、厌氧池、缺氧池产生大量泡沫。此外，曝气过程中，气泡会选择性地与微生物机体结合生成稳定泡沫。

三、生物泡沫的控制方法

1.物理方法：在实际操作中，可以通过增加表面搅拌的频率和强度来打碎吸附在污水表面的泡沫，促进其与水体充分混合，从而防止泡沫过度积累。此外，定期进行喷洒水操作同样有助于消除已形成的泡沫，通过水滴的冲击力使泡沫破裂并分散。

2.化学方法：投加适量的杀菌剂如氯、臭氧或重金属盐类等，可以直接针对产生泡沫的微生物进行灭活，减少其数量从而控制泡沫生成。另外，使用专门的消泡剂也是有效的手段，这些化学制剂能够改变泡沫的结构，使其迅速破裂并消散；

3.生物方法：调整污水处理工艺中的关键参数，如污泥龄（SRT，Sludge Retention Time），通过缩短污泥在曝气池中的停留时间，使得不易沉降的泡沫携带的微生物随之排出系统，达到减少泡沫量的目的；另一个实例是回流厌氧消化池的上清液至曝气池，这样既能回用上清液中的营养物质，又能通过高浓度悬浮物抑制泡沫的形成。    

4.工艺优化：在污水处理过程中，根据实际情况调整曝气量，以避免过度曝气导致的泡沫剧烈产生；合理设定污泥回流比，既能保证活性污泥系统的良好处理效果，又能防止因污泥过度增长导致的泡沫问题。通过精细化控制这些工艺参数，可以有效地降低生物泡沫的产生和影响。

综上所述，好氧活性污泥法处理过程中生物泡沫的产生是一个复杂的问题，需要综合考虑多种因素并采取多种措施进行控制。通过深入了解生物泡沫的产生机理和影响因素，采取针对性的控制措施，可以有效减少生物泡沫对污水处理工艺的影响，提高出水水质。