生(shēng)物(wù)泡沫要怎麽控制？很多(duō)人都錯(cuò)用了消泡劑

為(wèi)什麽會(huì)出現生(shēng)物(wù)泡沫？
當氣體被引入液體中，液體膨脹并包圍氣體時，就(jiù)會(huì)産生(shēng)泡沫。
其形成和穩定需要有3點必要條件(jiàn)：氣泡、表面活性物(wù)質、疏水(shuǐ)性顆粒。
氣泡主要由好氧曝氣産生(shēng)，表面活性劑來源于進水(shuǐ)以及活性污泥中微生(shēng)物(wù)的合成，而生(shēng)物(wù)池中的疏水(shuǐ)顆粒則來自(zì)活性污泥中具有疏水(shuǐ)性細胞表面的微生(shēng)物(wù)。
1、最簡單的判斷生(shēng)物(wù)泡沫生(shēng)成潛勢和穩定能(néng)力的是對一(yī)定體積量筒内的活性污泥進行模拟标準速率的曝氣，通(tōng)過泡沫的體積以及穩定時間進行分級。
2、反複浮選，通(tōng)過測定曝氣後和曝氣前懸浮固體質量的比例進行分級。
這兩種方法能(néng)在短時間内得到(dào)結果，但是往往并不能(néng)代表曝氣池的實際狀态。
3、細胞表面疏水(shuǐ)性實驗，将混合溶液中的微生(shēng)物(wù)在水(shuǐ)相(xiàng)和疏水(shuǐ)相(xiàng)進行分配，通(tōng)過對處理前後水(shuǐ)相(xiàng)吸光(guāng)度的測定，判斷活性污泥的發泡能(néng)力。這種方法在實驗室純菌的培養實驗中效果較好，實際活性污泥樣品很容易受到(dào)污水(shuǐ)中複雜(zá)物(wù)質的影響。
4、表面張力法則是利用導緻生(shēng)物(wù)泡沫的細菌使溶液表面張力下(xià)降的特性，可以同時在實際污泥混合液和純培養溶液中應用。
遺憾的是，
這兩種方法都易受到(dào)污水(shuǐ)中複雜(zá)物(wù)質的影響。
5、通(tōng)過對泡沫樣本進行革蘭氏、奈瑟染色等不同染色方法，在相(xiàng)差顯微鏡下(xià)記錄計數網格内的菌絲數目或者通(tōng)過靶向rRNA的特異性熒光(guāng)探針标記鑒定泡沫中的絲狀細菌類型 和數量是目前最流行的方法，可以較好地還(hái)原實際污泥和模拟菌液中的微生(shēng)物(wù)狀态。
這類方法需要娴熟的技(jì)術(shù)以及完備的實驗室支持，同時需要一(yī)定的時間才能(néng)得到(dào)準确結果。
6、通(tōng)過泡沫浮渣指數來評估活性污泥生(shēng)物(wù)泡沫的特性，包括泡沫顔色、氣泡大小(xiǎo)、穩定性、覆蓋面積、絲狀細菌、起泡潛勢以及總懸浮固體含量等7個(gè)維度，通(tōng)過路(lù)徑分析和結構方程模型賦予不同維度特征以不同的權重，得到(dào)最終的泡沫浮渣指數。
泡沫浮渣指數與生(shēng)物(wù)泡沫嚴重程度有較好的線性相(xiàng)關關系。
生(shēng)物(wù)泡沫與正常的活性污泥相(xiàng)比具有非常黏膩的外觀，其中富集了大量絲狀微生(shēng)物(wù)。
雖然從(cóng)市(shì)政污水(shuǐ)廠中識别到(dào)的不同類型絲狀細菌多(duō)達30多(duō)種，但
隻有2種絲狀細菌類型可以造成生(shēng)物(wù)泡沫
，分别是諾卡氏型絲狀細菌、微絲菌。
1、諾卡氏型絲狀細菌
過去很長(cháng)一(yī)段時間，諾卡氏型絲狀細菌被認為(wèi) 是造成生(shēng)物(wù)泡沫現象的唯一(yī)絲狀細菌，然而一(yī)系列 研究表明，另外一(yī)種已被證明可以引起嚴重污泥膨脹的革蘭氏陽性絲狀細菌也會(huì)在泡沫中選擇性富集。
諾卡氏型是對可以通(tōng)過顯微鏡看(kàn)到(dào)的具有放(fàng)線狀外觀的絲狀細菌的習慣性稱呼，是一(yī)類異養好氧、具有明顯真分枝的革蘭氏陽性細菌。
其絲狀體在活性污泥絮體和外部液體中存在，常5.0~30um、寬1.0um，單個(gè)細胞的形狀不規則、缺少細胞外鞘和附著(zhe)生(shēng)長(cháng)、無運動性。
研究表明，
諾卡氏型絲狀細菌具有非常高(gāo)的儲存營養物(wù)質的能(néng)力
，這也是他們能(néng)夠在泡沫這種營養限制環境中生(shēng)存或者富集在泡沫中的主要原因。
諾卡氏型絲狀細菌可以利用多(duō)種形态的碳源、氮源和磷源。特别是當污水(shuǐ)中含有豐富的疏水(shuǐ)性營養物(wù)質時，這種競争優勢更為(wèi)明顯。
2、微絲菌
過去很長(cháng)一(yī)段時間，諾卡氏型絲狀細菌被認為(wèi)是造成生(shēng)物(wù)泡沫現象的唯一(yī)絲狀細菌，然而一(yī)系列研究表明，另外一(yī)種已被證明可以引起嚴重污泥膨脹的革蘭氏陽性絲狀細菌也會(huì)在泡沫中選擇性富集。
微絲菌M.parvicella屬于放(fàng)線菌門(mén)放(fàng)線菌綱中一(yī)個(gè)分枝很長(cháng)、進化較獨立的類群。
呈不規則的卷曲狀，在活性污泥絮體内部、表面環繞。其寬度在0.6~0.8um，長(cháng)度50~200um。
絲狀體内部不能(néng)看(kàn)到(dào)單個(gè)細胞，缺少細胞外鞘。絲狀體無分枝、無運動性。相(xiàng)關分析也表明，
其對高(gāo)氧濃度脅迫敏感，更适合在微氧環境下(xià)生(shēng)長(cháng)
1、溫度
泡沫問題随著(zhe)季節變化而循環往複或輕重變換，溫度無疑是其中最重要的因素。有文獻表明，在水(shuǐ)溫較高(gāo)時，引起污泥發泡主要是Gordonia amarae，在水(shuǐ)溫較低(dī)時，引起污泥發泡主要是M.parvicella。
其中，M.parvicella生(shēng)長(cháng)的最佳溫度是12~15℃，十分貼合污水(shuǐ)廠每年(nián)泡沫産生(shēng)的水(shuǐ)溫階段。
需要說明的是，
發泡可能(néng)不受溫度主導，但卻由溫度的變化觸發
，因為(wèi)溫度會(huì)同時影響氧氣、脂質在水(shuǐ)中的溶解度等其他因素。
2、污泥齡
引起生(shēng)物(wù)泡沫的絲狀細菌是一(yī)類生(shēng)長(cháng)速率較慢(màn)、周期較長(cháng)的微生(shēng)物(wù)
，延長(cháng)的污泥齡有利于微生(shēng)物(wù)的生(shēng)長(cháng)。
一(yī)些負荷低(dī)的污水(shuǐ)處理廠，水(shuǐ)力停留時間較長(cháng)，出現延時曝氣方式就(jiù)易産生(shēng)泡沫現象，同時一(yī)旦泡沫形成，泡沫層的生(shēng)物(wù)停留時間就(jiù)完全獨立于曝氣池内的污泥停留時間，從(cóng)而形成持久而穩定的泡沫。
有研究表明，當污泥齡在9d以内時，泡沫問題就(jiù)不會(huì)出現。當然污泥齡與溫度有關，絲狀細菌的生(shēng)長(cháng)速率随溫度變化，因此
在不同季節形成生(shēng)物(wù)泡沫的污泥齡阈值是不同的。
3、pH
一(yī)般來說，市(shì)政污水(shuǐ)的pH多(duō)穩定在6.0–8.0範圍内。而
将pH從(cóng)7.0降到(dào)5.0~5.6時，可有效減少泡沫形成。
研究表明，pH在6.5時諾卡氏型絲狀細菌生(shēng)長(cháng)最好。而對于微絲菌來說，其生(shēng)長(cháng)的pH範圍在7.1~8.0。
這就(jiù)解釋了為(wèi)什麽用純氧曝氣的污水(shuǐ)廠比用空氣曝氣的污水(shuǐ)廠更容易産生(shēng)生(shēng)物(wù)泡沫，是因為(wèi)空氣曝氣的污泥混合液pH均值為(wèi)7.0，而純氧曝氣的污泥混合液pH均值為(wèi)6.5。
4、溶解氧
諾卡氏型絲狀細菌是嚴格好氧細菌
。其在厭(yàn)氧條件(jiàn)下(xià) (無硝酸鹽、無氧氣)或缺氧條件(jiàn)下(xià)(含硝酸鹽、無 氧氣)不能(néng)生(shēng)長(cháng)或者攝取乙酸鹽。而
微絲菌M.parvicella則可以在較廣的氧濃度範圍内生(shēng)長(cháng)，但是其最适生(shēng)長(cháng)條件(jiàn)是微氧狀态
由此表明，在低(dī)溶氧狀态下(xià)微絲菌易在活性污泥微生(shēng)物(wù)中具有代謝優勢從(cóng)而過度增殖，而高(gāo)溶解氧濃度(>6 mg/L)對微絲菌是有害的，會(huì)抑制其生(shēng)長(cháng)。
5、營養物(wù)質
對于諾卡氏型絲狀細菌和微絲菌來說，其碳源利用最大的特征是對疏水(shuǐ)性底物(wù)例如油、酯等緩慢(màn)降解底物(wù)的吸收利用。
有研究證明，紅(hóng)球菌和戈登氏菌容易吸附長(cháng)鏈烷烴和脂肪酸，當這類底物(wù)在污水(shuǐ)中
處于高(gāo)負荷水(shuǐ)平時便會(huì)造成諾卡氏型絲狀細菌的迅速增殖，在低(dī)濃度負荷下(xià)則會(huì)造成微絲菌的增殖。
1、物(wù)理化學法
物(wù)理方法主要包括噴灑水(shuǐ)及人工(gōng)或機(jī)械清理。噴灑水(shuǐ)是一(yī)種簡單的物(wù)理方法，但是被水(shuǐ)噴散的泡沫仍然存在于混合液中，所以不能(néng)根本消除泡沫現象。
通(tōng)過人工(gōng)或機(jī)械将泡沫打撈清除，會(huì)增加生(shēng)産成本，後續如何處置這些生(shēng)物(wù)泡沫仍是很大的難題。
化學方法主要包括投加氧化劑和消毒劑 (氯、次氯酸、過氧化氫、臭氧、季铵鹽等)或者混凝劑（聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鐵等）。
這些化學方法雖然可以在一(yī)定程度上(shàng)消除生(shēng)物(wù)泡沫現象，但是由于其他導緻生(shēng)物(wù)泡沫發生(shēng)的因素并沒有消除，這種效果隻是暫時性的。同時，
利用消毒劑滅殺是無選擇性的，對這個(gè)活性污泥系統的破壞性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對生(shēng)物(wù)泡沫的有效去除
值得一(yī)提的是，當出現生(shēng)物(wù)泡沫時，
胡亂投加消泡劑，不僅不會(huì)起到(dào)明顯效果，反而會(huì)造成運營成本的增加。
這是因為(wèi)消泡劑主要針對的是化學泡沫，而生(shēng)物(wù)泡沫相(xiàng)較于化學泡沫更加穩定，很難起到(dào)消除作用。
2、調控污泥齡
對于生(shēng)物(wù)泡沫最有效的措施是降低(dī)污泥齡。
大量研究表明，
降低(dī)曝氣池的污泥停留時間，能(néng)有效控制活性污泥過程中的生(shēng)物(wù)泡沫。
降低(dī)污泥停留時間，實質上(shàng)是種生(shēng)物(wù)篩選策略，即利用發泡微生(shēng)物(wù)平均世代時間較長(cháng)的特點，抑制發泡微生(shēng)物(wù)在曝氣池中的過度增殖或将其排除出去，達到(dào)控制生(shēng)物(wù)泡沫的目的。
有實驗研究報(bào)道, 在低(dī)溫下(xià)，污泥齡控制在小(xiǎo)于8~10天，可以逐步抑制諾卡氏菌的生(shēng)長(cháng)，但是在溫度升高(gāo)以後，污泥齡要控制到(dào)3天才可以達到(dào)相(xiàng)應的效果。
但降低(dī)泥齡也有許多(duō)不适用的方面: 當曝氣池中需要有硝化作用發生(shēng)時，則需要相(xiàng)對較長(cháng)的污泥停留時間，與采用此法是個(gè)矛盾。
另外，其他一(yī)些絲狀菌的生(shēng)長(cháng)受泥齡變化的影響相(xiàng)對較小(xiǎo)，如果生(shēng)物(wù)泡沫主要由這些微生(shēng)物(wù)引起，采用此法效果不大。
3、生(shēng)态調控
活性污泥中的原核生(shēng)物(wù)、真核生(shēng)物(wù)、噬菌體等相(xiàng)互依存、相(xiàng)互競争，是一(yī)個(gè)複雜(zá)的生(shēng)态網絡。在實際生(shēng)産過程中，物(wù)理化學調控往往不能(néng)達到(dào)運營管理人員(yuán)的預期的效果，因此對活性污泥生(shēng)态網絡的認識及使用便顯得極為(wèi)重要。
噬菌體能(néng)夠入侵并裂解他們的宿主，因此成為(wèi)一(yī)個(gè)有力的生(shēng)物(wù)工(gōng)具。
在活性污泥中分離新的裂解泡沫中絲狀細菌的噬菌體成為(wèi)一(yī)個(gè)非常熱門(mén)的研究方向。
但要注意的是，任何誘導絲狀細菌體内溫和噬菌體進入裂解周期的藥劑都可能(néng)同時誘導其他有益細菌體内的溫和噬菌體。
4、選擇器(qì)技(jì)術(shù)
除了上(shàng)述控制手段，生(shēng)物(wù)泡沫控制技(jì)術(shù)還(hái)可與控制污泥膨脹等活性污泥異常運行情況相(xiàng)結合, 綜合調節活性污泥運行工(gōng)藝。
在生(shēng)物(wù)曝氣池的前端設置厭(yàn)氧和好氧的選擇器(qì), 可以抑制和淘汰某些絲狀細菌的生(shēng)長(cháng)
, 從(cóng)而降低(dī)污泥膨脹和生(shēng)物(wù)泡沫的發生(shēng)幾率。
選擇器(qì)是指一(yī)個(gè)混合池或通(tōng)道，讓回流污泥進入曝氣池前先流經這裡(lǐ)，具有較高(gāo)的可快速生(shēng)物(wù)降解有機(jī)物(wù)去除率，在選擇器(qì)中幾乎所有的易降解有機(jī)物(wù)都在這裡(lǐ)去除。
生(shēng)物(wù)選擇器(qì)根據其供氧條件(jiàn)通(tōng)常有3種類型：好氧、缺氧和厭(yàn)氧。選擇器(qì)可以選擇性促進形成污泥絮體的微生(shēng)物(wù)生(shēng)長(cháng)、抑制引起泡沫的絲狀細菌的生(shēng)長(cháng)，或者将絲狀細菌選擇性富集到(dào)一(yī)定位置後清除，以控制它們在污泥 混合液中的種群數量。