泡沫是從哪來的？

泡沫是怎麼産生的？

很多人連這點都沒搞清，治到最後，池子裡白的黃的黑的……什麼顔色都有，跟養蠱一樣。

這就是沒有重視泡沫帶來的後果，導緻事倍功半甚至更加嚴重。要知道，大量泡沫的産生對污水造成的危害不可小觑，比如：

因此，要應對這些危害，就必須搞清楚泡沫的成因以及種類，才能對症下藥。

一般來說，污水處理中産生的泡沫主要分為兩類：一類是由于污水中含有表面活性劑等化學物質引起的化學泡沫，呈乳白色；一類是由于生化反應過程中絲狀菌等微生物引起的生物泡沫，呈褐色。

化學泡沫的産生主要是因為污水中有一些物質容易發泡，而且還能使泡沫保持穩定，比如：

• 表面活性劑。一般來說，表面活性劑的親水性或清油性越高，越容易發泡。
• 澱粉、蛋白質、蔗糖等物質。這些物質雖然沒有表面活性，但是分子結構中含有親水基團或親油基團，所以也有和表面活性劑類似的效果。
• 各種懸浮物質。這些物質單獨存在時并不能發泡，但若混入表面活性劑等産生的泡沫中，就能使泡沫穩定。
• 鹽類。像氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋁等鹽類水溶液，單獨存在時也不發泡，但泡沫形成後，就能增加泡沫的穩定性。

至于生物泡沫的産生就比較複雜了，它形成的直接原因是由于絲狀菌和放線菌的大量增殖。

這些細菌大都含有脂類物質，可利用長鍊脂肪酸作為其碳源，多餘的長鍊脂肪酸被存儲在體内，所以這類微生物密度比水輕，很容易漂浮到水面，形成泡沫。

絲狀微生物大多呈絲狀或枝狀，易形成網狀結構，能捕掃微粒和氣泡浮到水面。被絲網包圍的氣泡，增加了表面張力，因此氣泡比較穩定，不容易破碎。

知道了化學泡沫是如何形成和穩定的，要想控制，隻要破壞這些條件就好了。一般遵循六大原則：

1）除去氣泡物質，盡量使液體純萃；2）利用加熱等方法，使液體粘度下降；3）降低泡膜的穩定程度；4）給予沖擊，破壞不穩定的泡沫；5）添加與起泡劑反應或者能溶解起泡劑的物質；6）添加消泡劑。

具體包括物理消泡法和化學消泡法。

其中物理消泡法主要是通過物理手段破壞泡沫的穩定性，有以下幾種：

變溫法

變溫法最簡單，使用也最普遍。這個方法的原理是利用溫度的上升或下降來破壞泡沫的穩定性。通過加熱，泡沫的表面張力就會增加，粘度下降，發生排液現象使泡膜迅速變薄、破裂；通過冷卻，則可以降低泡沫的表面彈性，穩定性下降。

加熱法可在市面上泡沫去設置熱源，如蒸汽管道、遠紅外加熱等。冷卻法可在泡沫區設置冷卻盤管，也可以向泡沫區噴灑溫度較低的水。

變壓法

變壓法是通過增大氣泡内外壓差，使氣泡膨脹，破壞泡膜彈性，最終使泡沫破裂。合成海綿塔就是基于變壓法原理的物理消泡技術。

合成海綿表面有大量親水基團和細孔，吸附水的能力很強，可加強泡沫排水，減少泡沫之間的液膜厚度，同時可使泡沫間的液體壓力急劇下降，泡沫内的壓力大于泡間壓力，泡沫内外壓差使得泡沫崩塌破裂。

合成海綿價格低廉、無毒害、柔軟、彈性高，可制備成不同形狀提高消泡效率，應用前景比較樂觀。

機械法

機械法消泡是通過在液面上泡沫區設置轉盤式破沫器、栅式消泡器等裝置，利用裝在轉軸上的漿葉、打棒、栅條，在旋轉過程中沖擊液面上的泡沫，擊碎泡沫，達到消泡的目的。

超聲波法

由于超聲波具有很大的能量，會使泡沫産生聲壓作用。也就是說，當聲波通入泡沫中時，由于聲波振動，泡沫所受的壓力就會發生變化。泡沫在未受到超聲波作用前，隻受到大氣壓力，當超聲波加到泡沫上後，則其所受壓力增大，促使泡沫破裂。

超聲波消泡與化學法消泡比較，能降低消泡成本；與機械消泡法比較，其設備體積小、功率消耗少、消泡效率高。

水力噴射法

水力噴射消泡是将水用噴嘴噴射到泡沫表面，将泡沫擊碎。水力消泡一般以清水、處理後的水、廢水等作為消泡水水源。消泡效果取決于噴嘴射出水流後的散射狀況。射出的水滴大小适中，分散的面積越大，消泡效果越好。

水力消泡也存在明顯缺點，該技術增加了反應器的水力負荷，并且對高粘度液體産生的泡沫去除效果較差，不能根除起泡現象。

那什麼是化學消泡呢？

化學消泡就是通過在水中添加消泡劑或者在泡沫表面噴灑消泡劑，消除或抑制泡沫的生成。

一種比較理想的消泡劑應具有以下特性：表面張力比發泡介質低；水溶性低，且對乳化和化學分解作用有抗拒性；分子間聚合力小，不會提高系統的表面黏度；擴散速率高；對人和環境基本無毒；不會明顯增加污水中的BOD、COD和TOC。

消泡劑的消泡效果，根據污水的特點不同而不同。因此，污水廠用的消泡劑，應根據各地污水的特點，選用不同的消泡劑。

目前，處理污水所用的消泡劑主要有矽（樹脂）類和表面活性劑類兩類。

矽（樹脂）類消泡劑通過把矽樹脂用乳化劑乳化後分散在水中，為了提高消泡效果，有時也投加SiO2細粉。這種消泡劑對有較大範圍的發泡液的消泡效果比較顯著，尤其是對含纖維工業、食品工業以及糞便的污水的消泡效果比較明顯。

表面活性劑類消泡劑主要用來對含纖維、造紙、金屬表面處理的廢水産生的泡沫進行消泡。除上述提到的兩類消泡劑外，還有鍊烷烴類、礦物油類消泡劑等。

生物泡沫控制方法

生物泡沫的特點就是持續穩定且很難控制。

而且，由于污水廠的地域不同，工藝、環境條件也不盡相同，導緻産生生物泡沫的絲狀細菌的類群也不一樣，采取的控制措施也不同。大體可以分為調整生化反應參數、投加化學藥劑和物理處理方法三大類。

調整生化反應參數

1）縮短停留時間

由于産生泡沫的絲狀菌和放線菌等微生物生長速率普遍較低，因此減少細胞平均停留時間是一種控制生物泡沫的有效方法。

縮短細胞平均停留時間能将系統中大部分生長緩慢的絲狀細菌排出系統之外，減少生物泡沫的産生量。但同時也會将世代時間較長的硝化細菌和反硝化細菌排出，影響生物處理系統的硝化作用和反硝化作用，降低脫氮效果。

2）增加進水負荷

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争超過絲狀細菌，優先生長，成為優勢菌屬，有效的控制泡沫和浮渣的産生。

3）降低曝氣池空氣輸入率

降低曝氣池空氣輸入率，能在一定程度上控制生物泡沫的發展。

原因是，降低空氣輸入率相應減少了曝氣池中微氣泡生成量以及溶解氧濃度，有效抑制了Nocardia等菌屬的過度增殖。

但是，随着空氣輸入率的降低，曝氣池中的硝化作用會受到抑制，出水濁度也會相應有所提高，這是必須注意的。

投加化學藥劑

投加化學藥劑是采用具有強氧化性的殺菌劑（如氯、H2O2、NaCIO）、混凝劑、消毒劑等化學藥劑控制生物泡沫的産生。

1）氯和氧化劑

在美國和澳大利亞的污水處理廠經常加氯以控制活性污泥中生物泡沫的産生，并将其作為一種最普遍使用的方法。

當水中氯濃度達到1000～2000mg/L時，可以在8～24小時内有效控制由 Nocardia産生的泡沫，而在泡沫表面每小時加入2～3kg的氯并不會影響系統的處理能力。

另外，投加低濃度H2O2能夠氧化活性污泥中的生物殘渣和生物代謝過程中産生的毒素，改善菌膠團菌生活的微環境，促進菌膠團菌的生長，使菌膠團菌和絲狀菌的生長達到平衡，避免生物泡沫的産生。

2）混凝劑

投加陽離子型聚丙烯酰胺已被證明是有效控制生物泡沫的方法之一。投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑可以通過其凝聚作用改善污泥的沉降性，減少生物泡沫。

但是投加混凝劑隻能短期除去曝氣池表面的泡沫，僅能作為一種應急處理的手段，不能作為污水處理廠長期控制泡沫的方法使用。投加混凝劑等化學藥劑消泡效果起效較快，但可能對出水水質産生一定影響以及産生大量污泥，增加污水處理廠的運行費用。

物理方法

1）生物泡沫浮選

生物泡沫選擇性浮選或撇出是一種有效的生物泡沫去除方法，通過将含有放線菌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，從而抑制泡沫的産生。

在亞特蘭大的WPCP污水廠研究表明，使泡沫及浮渣從曝氣池中溢流到相鄰池子内去除，能夠獲得良好的生物泡沫去除效果。

2）生物選擇器

生物選擇器是一個混合池，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。

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