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生物泡沫問題,應該如何解決?
時間:2016-11-23             作者:大遼環境

1.MCRT(細胞平均停留時間)控制技術

根據組成泡沫微生物性質及合成泡沫機理,可采用調節 MCRT 的技術控制生物浮沫。由于產生泡沫的微生物普遍生長速率較低,如 Nocardia 的 μmax=2.3/d,Yobs= 0.23g VSS/g COD,生長周期長( Nocardiaamarae為4~7d, M. parvicella為6~10d 天,Nocardiapinensis 為 10~12d)。減少 MCRT 是一種控制生物浮沫的有效方法。例如在 Nocardia 的控制方面, 由于 N. amarae 菌群在完全混合活性污泥中是一個弱競爭者,且反硝化很慢,故在適當的 MCRT 值時,用好氧選擇器可有效控制 Nocardia 生物浮沫的形成。

現在較為普遍采用的二級強化脫氮系統對污泥停留時間有一定的要求, 因此更容易產生浮沫現象。雖然縮短 MCRT 能將系統中大部生長緩慢的絲狀細菌排出系統之外, 減少生物浮沫的量,但同時也將世代時間較長的硝化細菌和反硝化細菌排除,影響生物處理系統的脫氮效果。

2.生物浮沫選擇性浮選或撇出

該法將含有 Nocardia 等微生物的泡沫和浮渣溢流至系統外,去除其中的起沫微生物。在亞特蘭大的 WPCP 污水廠研究表明,使用增加曝氣量,控制 MCRT,以從混合液中除去起泡微生物, 允許載有 Nocardia 的泡沫及浮渣從曝氣池中溢流到相鄰池子里去除,得到很好的泡沫去除效果。在南非通過選擇性浮選, 生物浮沫可在一天內從活性污泥中去除掉,泡沫去除后, 生物相中的絲狀菌明顯減少,而去除的泡沫中幾乎都是絲狀菌,且>95%的泡沫微生物能在最初的約 4h 去除;去除速度不取決于 Nocardia 泡沫微生物種類, 但依賴于初始泡沫中的微生物濃度。

3.選擇器技術

生物選擇器是個混合池,使進入曝氣池的污水先與回流活性污泥充分混合,在好氧、厭氧或缺氧的條件下停留一段時間,抑制發泡微生物的過度增殖,選擇性發展其他微生物。

在厭氧或缺氧生物選擇器中,建立高F/M、低DO或厭氧的條件,使兼性的絮凝體形成菌吸附并貯存水中大部分可溶有機物,通過奪去一部分發泡微生物賴以生存的營養源的方式對發泡微生物進行控制。

好氧生物選擇器也以控制某些發泡微生物的生長為最終目的,所不同的是,它所創造的是個好氧的環境。 在研究中用污泥負荷為11kgBOD5/(kgMLSS·d)、平均接觸時間為18 min的缺氧生物選擇器有效控制了回流污泥中的Nocardia,但該選擇器對Microthrix parvicella則無明顯效果;當采用污泥負荷為24 kgBOD5/(kgMLSS· d)、平均接觸時間為14 min的好氧生物選擇器時則能對Microthrix parvicella有較好的控制作用。

4.提高曝氣池的有機負荷率

一般說來,增加進水的負荷或提高曝氣池中有機物的負荷率, 可以使得菌膠團細菌競爭超過絲狀細菌,優先生長。則增加污泥的負荷可有效的控制泡沫和浮渣的形成。但若增加對起泡絲狀菌能優先利用的底物負荷(如烷烴,或者間接的表面活性劑),或者可供 M. parvicella 優先利用的底物(如脂和油),反而會導致這些泡沫和浮渣形成微生物的增殖。

5.避免中間厭氧區

放線菌(Actinomycetes)在富氧環境中能夠結合聚磷鹽和聚-β-羥基丁酸,而在厭氧環境中能夠短期存活,其結果是中間厭氧區可能有利于放線菌的增長而不利于那些需要絕對好氧條件細菌的生存。這種情況容易在氧化溝工藝中出現, 這也是氧化溝工藝容易發生生物浮沫的原因之一。

6.投加化學藥劑

投加氯化氧化劑:在活性污泥中加氯以控制生物泡沫的產生的方法比較常見, 在美國和澳大利亞將其作為一種最常見和最有效的方法。表面加氯在美國 23 座污水處理廠已獲得良好的效果,當其濃度達到 1000~2000mg Cl2/L 可以在 8~24h 內消除由諾卡氏菌產生的泡沫。而且在泡沫表面加入 2~3kg/h 的氯并不會降低處理能力。但有人認為在表面泡沫層加氯不及在回流污泥中加氯有效, 因為其不僅破壞了泡沫而且也聚集其中的諾卡氏菌。持反對意見的人認為如果在回流污泥中加氯不僅增加了藥劑投加量,而且還會降低活性污泥的能力,降低處理效果。

也有實驗發現在低劑量的情況下, 加氯量的增長會使泡沫發生的可能性增大。由 M. parvi-cella 引起的生物泡沫應用加氯法則有待研究。因M. parvicella 可以耐受 100g Cl/kg MLSS。而在此劑量下, 混合液中其他微生物早已經被殺滅。投加低濃度 H2O2也可控制污水處理廠生物泡沫的產生。數據表明, 投加低濃度 H2O2能氧化部分生物殘渣和消除生物代謝過程產生的毒, 并能改善菌膠團菌生活的微環境,促進菌膠團菌的生長,在泡沫發生的敏感期間,預先投加低濃度的 H2O2能較好地防止泡沫產生。此外, 在曝氣池中通 O3(2~6mg/L) , 也可抑制 Nocardia 菌不正常增殖產生的泡沫和浮渣, 且污泥沉降性能好轉。

雖然投加氧化劑效果起效較快, 但是投加化學藥劑畢竟會增加污水處理廠的運行費用,而且使用化學藥劑后,對出水水質產生較大影響和剩余物質的處理都會是問題。

投加混凝劑:投加陽離子聚丙烯酰胺的方法也被證明是有效控制生物浮沫的方法。在美國洛杉磯市就有投加了0.5mg/L 的陽離子型聚丙烯酰胺消褪了 11 萬 m3/d 污水廠曝氣池里泡沫的成功實例。投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑可以通過其凝聚作用提高污泥的壓密性來改善污泥的沉降性, 減少生物浮沫。

但是投加混凝劑有一個缺點,就是僅能期除去曝氣池表面的絲狀菌,一般 2~3 周以后又會出現,不具有長效性,僅能作為一種緊急處理的手段,不能在污水處理廠長時間應用該方法。

投加消毒劑:季銨鹽季銨鹽 AFP( polyquaternary ammonium) 是一種針對消除絲狀菌的化學消毒劑, 可以用于殺滅許多種 水 生 細 菌 。 在 生 產 性 實 驗 中 , 劑 量 為 150g/kg MLSS 時可幾乎全部殺滅 M. parvicella。在實際工程運用中, 連續 5 天加入 AFP 20g/kg MLSS 后, SVI值從 340mg/L 降至 130mg/L。鏡檢發現, 活性污泥絮體周圍的 M. parvicella 大部分已被破壞, 而且投加 AFP 后, 該年冬季沒有發生生物泡沫現象, 這說其有一定的時效性。

其他方法

1.噴灑水:這是一種最常用的物理方法。通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面的氣泡,來減少泡沫。打散的污泥顆粒部分重新恢復沉降性能,但絲狀細菌仍然存在于混合液中,所以,不能根本消除泡沫現象。

2.投加特別微生物:有研究提出,一部分特殊菌種可以消除Nocardia菌的活力,其中包括原生動物腎形蟲等。另外,增加捕食性和拮抗性的微生物,對部分泡沫細菌有控制作用。


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