陳楊

摘 要：泡沫是氧化溝曝氣段中常見(jiàn)的現(xiàn)象， 但大量泡沫滯留在曝氣段中會(huì)影響污水處理廠的正常運(yùn)行， 甚至?xí)斐缮a(chǎn)故障。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)例， 分析了生物曝氣段中產(chǎn)生大量泡沫的原因， 制定了一套控制泡沫的工藝措施， 達(dá)到了預(yù)期的治理效果。

關(guān)鍵詞：泡沫；原因分析；控制措施

中圖分類號(hào)：TS262.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0009-02

氧化溝是污水處理廠的核心生產(chǎn)設(shè)施，是活性污泥吸收、消化、凈化廢水中污染物的主要場(chǎng)所?；钚晕勰嗟纳L(zhǎng)繁殖需要充足的氧氣和足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，曝氣池的進(jìn)水能夠提供大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而氧氣的供給主要依靠曝氣設(shè)備。曝氣池中大量泡沫的存在會(huì)直接影響氧氣的傳遞，降低表曝設(shè)備的充氧能力，這對(duì)微生物的生長(zhǎng)很不利，甚至?xí)绊懳鬯幚淼某鏊|(zhì)量[1]。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)氧化溝中產(chǎn)生大量泡沫的故障現(xiàn)象，分析了泡沫產(chǎn)生的原因，總結(jié)了一套能有效控制泡沫過(guò)量產(chǎn)生的工藝措施，可為同行提供借鑒。

1 泡沫故障

曝氣池中產(chǎn)生的泡沫主要分為化學(xué)泡沫和生物泡沫?；瘜W(xué)泡沫一般呈白褐色，其產(chǎn)生的主要原因是污水中存在大量的合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)，在曝氣或吹脫的作用下形成的。生物泡沫的顏色可能呈現(xiàn)土褐色，也可能呈現(xiàn)灰褐色，這主要是因?yàn)槠洚a(chǎn)生的機(jī)理不同。

某污水處理廠2013年發(fā)生過(guò)一次泡沫故障。從當(dāng)年4月2日起，氧化溝內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)泡沫，且產(chǎn)生量越來(lái)越多，以至于整個(gè)氧化溝表面幾乎全被泡沫覆蓋。泡沫厚度達(dá)100～150mm，呈暗灰色，有臭蒜味。氧化溝內(nèi)混合液的顏色也由淺棕色逐漸加深，變成了灰褐色，且由此導(dǎo)致二沉池內(nèi)泥位上升，出水混濁，SS高達(dá)138mg/L（設(shè)計(jì)出水SS≤10mg/L），CODCr也超過(guò)了50mg/L。

2 泡沫的產(chǎn)生原由

2.1 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

該污水處理廠位于城市污水排放總渠的下游，進(jìn)水中工業(yè)污水占70%（主要是食品廠污水），生活污水占30%。其設(shè)計(jì)規(guī)模為8萬(wàn)m3/d，水量變化系數(shù)K為1.32，采用改良型Carrousel氧化溝工藝。設(shè)計(jì)進(jìn)水CODCr=500mg/L、BOD5=200mg/L、SS=200mg/L、NH3=40mg/L、TP=5mg/L，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)工藝參數(shù)MLSS=3500～6000mg/L、MLVSS=2000～4000mg/L、FN=0.075～0.104kg·BOD5/kgMLVSS·D、DO=1.5～2.5mg/L。該廠建有兩組氧化溝，每條氧化溝上安裝有8臺(tái)DS-325倒傘型曝氣機(jī)。

2.2 實(shí)際運(yùn)行情況

2013年4月初，該污水處理廠每組氧化溝上有6臺(tái)曝氣機(jī)在運(yùn)行，表1是氧化溝中產(chǎn)生大量灰色泡沫時(shí)進(jìn)、出水水質(zhì)及水量數(shù)據(jù)，表2是發(fā)生灰色泡沫故障時(shí)該廠的實(shí)際工藝運(yùn)行參數(shù)。

通過(guò)對(duì)表1、表2的數(shù)據(jù)分析，可以看出：在故障階段，雖然進(jìn)水CODCr較正常，在設(shè)計(jì)取值范圍內(nèi)，但SS過(guò)高，超過(guò)了設(shè)計(jì)值的2倍多；從氧化溝內(nèi)污泥濃度數(shù)據(jù)來(lái)看，MLSS都在6000mg/L以上，有時(shí)甚至超過(guò)了8000mg/L，且MLVSS也都在4000mg/L以上，通過(guò)計(jì)算得知，這時(shí)的BOD5污泥負(fù)荷FN都在0.04kg·BOD5/kg·MLVSS·d以下，遠(yuǎn)低于最小設(shè)計(jì)取值0.075kg·BOD5/kg·MLVSS·d，是典型的活性污泥超低負(fù)荷運(yùn)行工況；氧化溝內(nèi)的溶解氧DO均在工藝運(yùn)行要求的下限值1.5mg/L以下；混合液的溫度較高，都在20℃以上。所有這些運(yùn)行中的不利因素，都為易產(chǎn)生泡沫的絲狀菌———諾卡氏菌的大量繁殖創(chuàng)造了有利的生存環(huán)境。諾卡氏菌是絲狀菌具有極強(qiáng)的疏水性，密度較小，在曝氣作用下，菌絲能伸出水面，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，俗稱“空中菌絲”，諾卡氏菌死亡后，絲體也能夠繼續(xù)漂浮在液面，形成泡沫。

再者，由于污水處理廠進(jìn)水中含有較多的食品加工廢水，而該廠又無(wú)除油裝置，這種富含油脂的廢水非常適宜諾卡氏絲狀菌的生長(zhǎng)，會(huì)更進(jìn)一步加速諾卡氏菌繁殖。這一對(duì)生物泡沫生成機(jī)理的推斷為生物相檢測(cè)所證實(shí)———在對(duì)活性污泥生物相的鏡檢中，發(fā)現(xiàn)有大量的絲狀菌、草履蟲(chóng)等存在，而鐘蟲(chóng)等好氧菌種少且不活躍[2]。所以可以認(rèn)定氧化溝內(nèi)大量泡沫的產(chǎn)生確實(shí)與絲狀諾卡氏菌的大量繁殖有關(guān)。

另外，該污水處理廠采用的是Carrousel氧化溝工藝，利用倒傘型曝氣機(jī)為氧化溝進(jìn)行表曝充氧，預(yù)處理沒(méi)設(shè)初沉池，這種工藝在進(jìn)水SS較低時(shí)運(yùn)行較為正常，若進(jìn)水中懸浮物SS嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)取值，且氧化溝混合液MLSS又很高的情況下就會(huì)發(fā)生類似氣浮的現(xiàn)象：倒傘型曝氣機(jī)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，倒傘中心區(qū)產(chǎn)生真空，空氣被吸入到混合液中并分散為小氣泡，而進(jìn)水中含有的大量微小懸浮物和懸浮油及乳化油會(huì)粘附在氣泡上隨著小氣泡上浮到混合液的表面，逐漸形成泡沫浮渣，加速氧化溝中大量泡沫的生成集結(jié)[3]。

3 泡沫故障的處理措施

如果曝氣池內(nèi)這些泡沫浮渣不及時(shí)清除，將會(huì)在生物曝氣池表面越集越多，這對(duì)污水處理是很不利的，特別是對(duì)采用表曝工藝的上述污水處理廠，因?yàn)楸砥貦C(jī)主要靠水躍和液面更新來(lái)給混合液充氧。厚厚的泡沫浮渣漂浮在氧化溝表面，減小了混合液與空氣接觸的面積和時(shí)間，雖然液面在不斷更新，但混合液中的氧含量卻沒(méi)有增加，而生物菌的新陳代謝卻在不斷地消耗氧，所以混合液內(nèi)的溶解氧DO會(huì)沿流程不斷地減少，這將改變活性污泥中菌群的比例———好氧菌減少，絲狀菌增加，特別是在上述污水處理廠的混合液環(huán)境中，為諾卡氏絲狀菌的大量繁殖提供了滋生溫床，更會(huì)加居泡沫的生成，惡化優(yōu)勢(shì)好氧菌種的生活環(huán)境，降低好氧菌消化吸收廢水中污染物的能力，影響出水水質(zhì)。

針對(duì)上述泡沫故障現(xiàn)象，根據(jù)氧化溝內(nèi)泡沫浮渣產(chǎn)生的原因，上述污水處理廠采取以下幾個(gè)措施逐步消除了氧化溝中大量泡沫的產(chǎn)生。

第一是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量情況調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)，從運(yùn)行管理上減少泡沫的產(chǎn)生。從每組氧化溝進(jìn)水處的曝氣機(jī)開(kāi)始，開(kāi)啟第一臺(tái)，短暫停運(yùn)下游的兩臺(tái)，將泡沫向氧化溝出水口趕，依此方式逐漸先將氧化溝中的泡沫趕到二沉池，從二沉池布水渠中把這些泡沫浮渣清理出混合液，然后全部開(kāi)啟每組氧化溝上的8臺(tái)曝氣機(jī)向混合液充氧曝氣，提高氧化溝中溶解氧的濃度DO，使DO保持在正常的范圍（1.5～2.5mg/L）之內(nèi)；同時(shí)，依據(jù)污泥負(fù)荷FN，調(diào)整混合液中活性污泥濃度MLVSS，使MLVSS恢復(fù)到正常的工藝控制參數(shù)范圍（2000～4000mg/L）之內(nèi)。

第二是在污水處理廠預(yù)處理工段降低進(jìn)水中懸浮物SS和油脂的含量，減少后續(xù)工段浮渣的產(chǎn)生。首先是在集水井內(nèi)增加預(yù)曝氣裝置，提高油水的分離效果，同時(shí)在沉砂池中增設(shè)除油、除渣裝置，用來(lái)清除油污和浮渣。然后是依據(jù)長(zhǎng)期（2013年10月～2015年5月）對(duì)進(jìn)水中SS的監(jiān)測(cè)情況，經(jīng)過(guò)對(duì)SS數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水中SS有80%都超過(guò)了400mg/L，有時(shí)甚至超過(guò)了750mg/L。針對(duì)這種情況，上述污水處理廠在沉砂池之后增加了斜板式沉淀池，提高懸浮物沉淀效率，快速削減進(jìn)水中SS的含量，降低過(guò)高SS對(duì)后續(xù)污水處理運(yùn)行的影響。

第三是從進(jìn)水源頭上加強(qiáng)管理，監(jiān)督各排水企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，降低污水中污染物的含量，減小工業(yè)污水大幅度波動(dòng)對(duì)污水處理廠運(yùn)行工況的影響，提高污水處理運(yùn)行工藝的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

泡沫的產(chǎn)生可能與污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)，也可能與工藝運(yùn)行有關(guān)。污水中含有大量起泡物質(zhì)能夠產(chǎn)生泡沫，高懸浮物、高油質(zhì)廢水在微小氣泡的作用下亦會(huì)產(chǎn)生泡沫，這些泡沫都屬于物化性泡沫，最好通過(guò)沉淀、混凝沉淀、氣浮等工藝方法在預(yù)處理工段去除。而生物泡沫的產(chǎn)生主要與工藝運(yùn)行參數(shù)MLSS和DO的控制有關(guān)：MLSS過(guò)高，DO太低易產(chǎn)生灰褐色泡沫；MLSS太低易產(chǎn)生土褐色泡沫，依據(jù)進(jìn)水情況加強(qiáng)對(duì)工藝參數(shù)MLSS、DO的控制，可以消除生物泡沫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭銘，陳萬(wàn)金，等.環(huán)保設(shè)備———原理·設(shè)計(jì)·應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[2]哈爾濱建筑工學(xué)院.給水排水[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990.

[3]蘭紫荊.鐵屑內(nèi)電解法處理含油廢水的研究[J].江蘇環(huán)境科技，2007，20（1）：29～30.