一直困擾你的生物泡沫，到底是如何形成的？

　　生物浮沫是一個由氣-水-微生物細胞形成的穩(wěn)定三相系統(tǒng)，形成的直接原因是由于絲狀細菌的大量增殖 。 這 些 絲 狀 細 菌 大 都 含 有 脂 類 物 質(zhì) , 如 M.parvicella 可利用長鏈脂肪酸作為其碳源和能源，多余的長鏈脂肪酸被儲存在體內(nèi)， 這種由油脂組成大液珠可以達到細胞干重的 35%， 使得這類微生物比重比水輕，易漂浮到水面。而且絲狀微生物大都呈絲狀或枝狀， 易形成網(wǎng)， 能捕掃微粒和氣泡浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡,增加了其表面的張力，使氣泡不易破碎， 穩(wěn)定。

　　同時曝氣池氣泡的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力。形小、質(zhì)輕和具有疏水性的物質(zhì)容易被氣浮，當水中存在油、脂類物質(zhì)和含脂微生物時則更容易產(chǎn)生表面泡沫現(xiàn)象。一旦泡沫形成， 泡沫層的生物停留時間就獨立于曝氣池內(nèi)的污泥停留時間， 易形成穩(wěn)定持久的泡沫。

影響生物浮沫形成的因素

　　工藝條件，水質(zhì)和環(huán)境條件都會對生物浮沫的形成產(chǎn)生影響。誘導絲狀細菌生長的工藝環(huán)境條件與發(fā)生污泥膨脹時有相同的條件，但也有區(qū)別，發(fā)生污泥膨脹常常伴隨著生物泡沫，但是發(fā)生生物泡沫不一定會發(fā)生污泥膨脹，往往會有一個滯后期。

高負荷( >0.2kg BOD5/kg MLVSS.d) 產(chǎn)生生物浮沫的污水廠的比例是低負荷( <0.1kg BOD5/kg MLVSS.d) 的兩倍多，不同的負荷下，生物浮沫中的絲狀微生物的類群是不同的，在高負荷條件下，Nocardia 和放線菌會大量增殖， 產(chǎn)生泡沫。而低溫下M. parvicella 則無論負荷高低，在絲狀細菌種群中始終處于優(yōu)勢。底物中長鏈脂肪酸含量與生物浮沫的發(fā)生密切相關, 脂肪酸是泡沫微生物 N. amarae的唯一碳源, M. parvicella 喜歡長鏈脂肪酸如油酸作為碳源，廢水中的油、脂的存在，有利于這些絲狀微生物的生長。

不 同 的 絲 狀 微 生 物 對 p H 的 要 求 不 一 樣 ,Nocardia amarae 的生長對 p H 值極敏感, 最適宜的p H 值為 7.8, M. parvicella 最適宜 p H 值為 7.7～8.0。當 p H 值從 7.0 下降到 5.0～5.6 時, 能有效地減少泡沫的形成。這主要是因為低的 p H 值超過了產(chǎn)生泡沫的微生物群落對 p H 的極限。因此當 p H 值為 5.0 時,就能有效控制其生長。

生物泡沫中的 Nocardia 是嚴格好氧的微生物,在缺氧或是厭氧的條件下, 都不能利用基質(zhì)和生長, 但并不會死亡。而 M. parvicella 和其他絲狀菌有所不同， 它可以利用硝酸根作為其最終電子受體,因此即使在現(xiàn)有的脫氮除磷系統(tǒng)中的缺氧段或是厭氧段, 仍可以順利的生長。甚至有人認為, 富含M. parvicella 的活性污泥的反硝化速率和那些絮體形成細菌為高。

與生物泡沫形成有關的菌類都有各自適宜的生長溫度和最佳溫度, 如 Nocardia amarae 為 23～27℃, 而 Nocardia pinensis 生長范圍相對較窄; M.parvicella 的適應范圍很廣, 為 8～35℃, 適合的生長環(huán)境是低溫(≤12℃～15℃), 當環(huán)境或水溫有利于它們生長時, 就可能產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。不僅如此, 溫度還會對活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落發(fā)生改變, 導致生物泡沫的產(chǎn)生, 這可以從許多生物泡沫的產(chǎn)生具有季節(jié)性可以看出。如許多污水處理廠在冬季和春季, 生物泡沫容易產(chǎn)生, 而且 SVI 值也隨之上升; 而在夏季和秋季, 情況便會好轉, SVI 值便會下降。

究其原因, 主要是因為生物泡沫中的 M. parvicella 可以利用長鏈脂肪酸作為其碳源和能源。在低溫下,因為油脂的溶解度下降, 這些基質(zhì)會聚集在曝氣池表面, 給憎水性微生物 M. parvicella 等提供了有利的生長條件。

此外, 如果在油酸脂充足的情況下, 較高的溫度不僅會影響油脂的提供狀況, 而且也會使其他菌種在競爭中占有優(yōu)勢, 使活性污泥絮體中微生物的種群發(fā)生變化。因此低 溫 能 為 M.parvicella 和其他微生物競爭基質(zhì)方面提供了有利的條件。

據(jù)觀察,不同曝氣方式產(chǎn)生的氣泡不同,微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產(chǎn)生生物泡沫, 并且泡沫層易集中于曝氣強度低的區(qū)域。

控制 M. parvicella 生長的最佳設計模式是連續(xù)推流式系統(tǒng)， 這或許是因為以下幾點:

• 形成絮體的微生物可利用較高的吸收量去除大量的COD

• 防止了膠體物質(zhì)水解后的溶解性產(chǎn)物的擴散