活性污泥工艺泡沫.doc

1 活性污泥工艺中泡沫的产生 选择性浮选理论能较好地对活性污泥过程中的发泡现象进行解释[10]。曝气系统的连续运行使得曝气池内气液两相得以充分的接触，在液相中产生大量的气泡。进水中带入的或者微生物自身所产生的生物表面活性剂的存在能降低液体的表面张力，使得气泡具有一定的弹性而不易破灭。另外，气泡上升过程中还会对液体中的固体颗粒进行浮选，在这过程中一些具有疏水表面的固体颗粒就会在气泡间产生架桥作用，减小各个原本分散的气泡间的距离，从而这些固体颗粒就会与气泡结合，产生更为稳定的泡沫。 活性污泥法过程中产生的泡沫可以分成如下4种形式[11]： （1）启动泡沫。活性污泥法运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。泡沫呈白色且质轻，且稳定性较差。随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。 （2）反硝化泡沫。活性污泥处理系统以低负荷串运转时，在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用而产生氮气，氮气的释放在一定程度上减小污泥密度并带动部分污泥上浮，从而出现泡沫现象，这样产生的悬浮泡沫通常不是很稳定。 （3）表面活性剂泡沫。能生物降解的洗涤剂的大量使用，或胶体有机质以及各烃类的大量流入都易于引起处理池表面产生泡沫。如果这种进水偶尔存在，发泡过程仅在短时内造成影响；若持续存在，长时间地运行会发展成稳定的生物泡沫。 （4）生物泡沫。由于活性污泥中某些微生物的异常生长，曝气过程中气泡会通过选择性浮选与微生物机体结合生成稳定的泡沫。这种现象可用压缩为3种组分的系统来描述：微生物十气泡十絮粒＝稳定的生物泡沫。生物泡沫粘度大，呈褐色、稳定性强，悬浮颗粒可达50 g/L，泡沫层相对密度大约是0.7，一般情况下很难将其吹走。 对于活性污泥法运行过程中的泡沫问题，过去主要归因于进水中表面活性物质的大量存在。但是近代大量研究表明，曝气过程产生的泡沫，主要是由于污泥中一些微生物的过度增殖而产生的生物泡沫。近年来，对活性污泥过程中泡沫问题的研究也都主要集中于生物泡沫的产生与控制等方面。 2 活性污泥法中的发泡微生物 2.1 发泡微生物的类群 生物泡沫的形成主要与活性污泥中微生物的种类和生长情况有关。很多研究表明，活性污泥中含分枝菌酸放线菌(mycolata)的生长和积聚会造成生物泡沫[12]，因为含分枝菌酸放线菌的细胞壁中所含的长链枝状的分枝菌酸构成了细胞表面疏水性（CSH），而CSH正是泡沫形成的选择性浮选的必要条件[13]。另有报道认为，微丝菌（Microthrix parvicella）的存在同样也会引起生物泡沫[14]。由于对微生物分类差异性认识的不足以及检测手段的限制，对于活性污泥过程中的生物泡沫究竟是由哪些微生物引起的问题至今还没有统一的报道。普遍认同的与生物泡沫有关的菌属主要有：（1）放线菌。包括：Nocardia amarne，革兰氏阳性，枝状菌丝；Nocardia pinesis，革兰氏阳性，松枝状；Rhodococcus sp.，革兰氏阳性，枝状菌丝。（2）丝状菌。包括：Microthrix parvicella，革兰氏阳性，丝状、无鞘无分枝；EikelbMm type 0675，革兰氏阳性，有鞘无分枝；Eikelboom type 0092，革兰氏阴性，无鞘无分枝。 在上述菌种中，最常见的是Nocardia amarne和Microthrix parvicella。另外，放线菌中的Nocardia asteroide、Mycobacterium sp.、Oerskovia sp.、Gordona sp.及丝状菌中的Eikelboom Type 1851、0581、0803、0041、0914和Nostocoidia limicola等微生物，虽然它们在曝气池中的浓度一般不足以产生生物泡沫，但是在稳定的泡沫中经常发现有它们的存在[15]。不同地区产生生物泡沫的微生物类群和数量会有所差别。有报道表明，在比较温暖的气候条件下，Nocardia amarne是主要的发泡微生物[16]。根据澳大利亚维多利亚、新南威尔士及昆士兰地区污水厂泡沫问题的调查显示，Nocardia amarne、Nocardia pinesis和Microthrix parvicella是该地区最常见的发泡微生物[1]。而在欧洲的城市污水处理厂，生物泡沫问题主要是由于Microthrix parvicella和Rhodococcus sp.引起的[17]。 2.2 微生物发泡阈值浓度 活性污泥中发泡微生物的浓度必须达到一定的阈值水平以上才能引起生物泡沫[18]。分子水平生物检测技术的提高为确定微生物发泡阈值浓度问题提供了技术支持。现在，相关rRNA水平的定量化技术及定量化荧光原位杂交（FISH）