生化水处理工艺过程中泡沫产生的原因及对策

化学泡沫是由废水中表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的。

在活性污泥培养初期，化学泡沫较多，有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。这主要是因为初期活性污泥尚未形成，所有产生泡沫的物质在曝气作用下形成了泡沫。随着活性污泥的增多，大量表面活性物质被微生物吸收分解掉，泡沫也会逐渐消失。

化学泡沫呈乳白色，处理较容易，可以用水充消泡，也可已加消泡剂。

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。

反硝化系统或者泥龄过长的系统中，反硝化泡沫，或者因为反硝化导致浮泥会经常遇到，尤其在夏天的二沉池和搅拌力度不够的反硝化池中。

在各种因素影响下，造成丝状菌和放线菌等微生物的异样生长，丝状菌的比生长速率高于菌胶团细菌，又由于丝状菌的比表面积较大，因此，丝状菌在取得污水中BOD物质和氧化BOD物质所需要的氧气方面都比菌胶团细菌有利得多，结果曝气池中丝状菌成为优势菌种而大量增值，导致生物泡沫的产生。

（1）生物泡沫产生的原因

①污泥停留时间。由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期长，所以长污泥停留时间都会有利于这些微生物的生长。

②pH值。pH值从7.0下降到5.0～5.6时，能有效地减少泡沫的形成。

③溶解氧(DO)。放线菌在缺氧或厌氧条件下，不易生长，但也不死亡。丝状菌却能忍受缺氧状态。

④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它们生长时，就可能产生泡沫现象。

⑤气温、气压、和水温的交替变化。春夏交变的泡沫中主要是丝状菌的爆发，丝状菌大量生长，并伸展开来；而秋冬交变时，失去活力的丝状菌包裹在同样失去活力的菌胶团中形成上浮泡沫。

一般认为，当季节（温度、气压）交变时，微生物均会受到影响，但丝状菌的适应性要比一些絮成菌强，如有的丝状菌生长温度可在8~35℃间，而且更适合生长在低温环境。当环境不利于微生物的生长时，丝状菌的菌丝会从菌胶团中伸展开来以增加其摄取营养的表面积，其生长速率高于其他微生物。

其他原因还包括憎水性物质、曝气方式。

（2）生物泡沫的危害

①泡沫一般具有粘滞性，它会将大量活性污泥等固体物质卷入曝气池的漂浮泡沫层，泡沫层在曝气池表面翻腾，阻碍氧气进入曝气池混合液，降低充氧效率（尤其对机械曝气方式影响最大）。

②当混有泡沫的曝气池混合液进入二沉池后，泡沫裹带活性污泥等固体物质会增加出水悬浮物含量而引起出水水质恶化，同时在二沉池表面形成大量浮渣，在冬天气温较低时会因结冰影响二沉池吸（刮）泥机正常运转。

③生物泡沫蔓延到走道板上，影响巡检和设备维修。夏天生物泡沫随风飘荡，产生一系列环境卫生问题，而且医学界还认为形成生物泡沫的诺卡氏菌极有可能是人类的致病菌。冬季泡沫结冰后，清理困难，还可能滑倒巡检和维修人员。

④回流污泥中含有泡沫会引起类似浮选的现象，损坏污泥的正常性能。生物泡沫随排泥进入泥区，干扰污泥浓缩和污泥硝化的顺利进行。

（1）喷洒水等增加表面搅拌。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）投加杀菌剂或消泡剂。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5～6 d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。

（5）投加特别微生物。有研究提出，一部分特殊菌种可以消除Nocardia菌的活力，其中包括原生动物肾形虫等。另外，增加捕食性和拮抗性的微生物，对部分泡沫细菌有控制作用。

（6）向曝气反应器内投加载体（填料）。在一些活性污泥系统中投加移动床或固定填料，使一些易产生污泥膨胀和泡沫的微生物固着生长，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产生。

（7）投加化学药剂。向体系中投加絮凝剂PAC和阳离子PAM，例如投加PAC后，使混合液表面的稳定泡沫失去稳定性，进而使丝状菌分散重新进入活性污泥中。

（8）选择器。选择器是通过创造各种反应环境(氧、有机负荷或污泥浓度等)，以选择优先生长的微生物，淘汰其他微生物。

有研究报道：好氧选择器能一定程度地控制M.parvicella，但对Nocardia菌属无大影响；而缺氧选择器对Nocardia菌属有控制作用，却对M.parvicella无作用，泡沫问题产生原因很多，要看具体情况进行根本性的解决。