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环保与综合利用2010年2月第29卷第2期46造纸废水处理中泡沫的控制措施唐国民1,喻金钟2(1.泰州科技学院化工系，江苏泰州225300；2.新乡百灵环保科技有限公司，河南新乡453002）摘要：本文对造纸废水处理站泡沫的产生原因进行了分析，并提出了一些解决对策。关键词：项目实践；泡沫中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：1001-6309(2010)02-0046-03造纸废水处理的稳定运行对于造纸企业生产的稳定性具有重要意义。有些企业经常会发生废水处理站泡沫横飞，特别是曝气池水面上覆盖有一层泡沫。本文以造纸废水常见处理单元为平台，结合自身的项目实践，对废水处理站的泡沫问题进行分析，以期对中小型造纸企业废水处理站的泡沫控制问题及工作人员有实质性的帮助。1泡沫的类型及产生机理1.1泡沫的类型1泡沫一般分为3种类型：（1）化学泡沫：是由废水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性物质在曝气或搅拌的作用下形成的，通常呈乳白色。（2）反硝化泡沫：如果曝气池中有硝化反应发生，则在沉淀池或曝气不足的区域会发生反硝化作用，产生的氮气等气泡携带部分污泥上浮，产生反硝化泡沫。（3）生物泡沫：微生物大部分含有脂类物质，如Microthrixparwicella细胞中蜡质的类脂化合物的含量高达11%，它能利用长链脂肪酸作为碳源，并将多余的长链脂肪酸储存于体内，使其细胞质与细胞壁中都含有大量的类脂物质，这些油脂甚至可以达到细胞干重的35%，使微生物的密度小于水，从而漂浮到水面。目前，大多数中小型造纸厂废水处理工程的主体工艺采用的是好氧工艺，多为活性污泥形式，且废水的氨氮含量极少，因此工艺流程中一般不考虑反硝化过程，废水的泡沫多为化学泡沫和生物泡沫两大类。1.2泡沫产生的机理气体分散在液体中的状态称为气泡。许多气泡相互结合在一起，彼此之间以很薄的液膜隔开，这种状态称为泡沫。纯净的液体并不产生泡沫，产生泡沫的液体必须有两种以上的成分。造纸废水处理站进水中含有细小悬浮物质和胶体物质，如细小的浆料纤维、各种过程填料等。在废水的流动、曝气等过程中，由于搅拌、湍流、振荡、喷射等操作形式的存在，所以大量的空气被带入废水中。进入废水中的空气被周围的细小悬浮物质包围形成气泡，在气泡的表面吸附着定向排列的表面活性剂分子，其疏水基伸向气泡的内部，亲水基向着细小悬浮物质而产生一层薄膜。形成的气泡由于细小悬浮物质的浮力而上升，在上升到废水上部细小悬浮物质的表面时，又把细小悬浮物质表面上的表面活性剂分子吸附上去，第二层表面活性剂分子的疏水基都是朝向空气的。因此，当气泡暴露于空气时，情况与其在废水内部时不同，气泡表面的液膜吸附有两层表面活性作者简介：唐国民先生(1977-),双师型教师,环评师,清洁生产审核师,2000年本科环境工程专业毕业于合肥工业大学,2005年研究生毕业于华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,研究方向：造纸清洁生产与污染控制新技术；联系电话电子邮箱:,。 wk_ad_begin(pid : 21);wk_ad_after(21, function()$(.ad-hidden).hide();, function()$(.ad-hidden).show();); 环保与综合利用PaperandPaperMakingVol.29No.2Feb201047剂分子，即形成双分子膜。气泡之间由于向外的疏水基之间存在引力而使气泡聚集到一起形成泡沫。2造纸废水处理中泡沫产生原因及其控制措施从上述泡沫产生机理看出，泡沫产生的途径有三：一是因各种原因（如搅拌、湍流、振动喷射等操作）液体中引入了空气；二是气泡有能与之粘附的轻质物料，如造纸废水中细小纤维等，该轻质物料可以是进水带入的，也可以是处理过程中产生的。控制措施就应该紧紧围绕这两条途径来提出：降低水体中空气的引入，降低水体中轻质物料的产生。造纸废水中很轻且能上浮的主要是丝状菌、微生物残片、微生物黏性分泌物等，其中丝状菌占主体。因此防止造纸废水中轻质物料的产生就是要防止上述物质的产生，所有的控制措施都应该紧紧围绕此进行。常见的造纸废水处理工艺流程一般都包括调节池、初沉池、水解酸化池、曝气池、二沉池处理单元。2.1调节池调节池主要是调节水量与水质，在此处理单元中，所产生的泡沫，主要是水体中含有的表面活性剂造成的，属于化学泡沫。此时可用水喷淋处理，也可加入消泡剂。若水量不是很大，可以人工增设喷淋头。2.2沉淀池有些工程为了强化此单元沉淀效果，在进口处加入一定量的聚胺物质，结果使得沉淀池表面覆盖大量泡沫及泥状物质，此单元也主要是属于化学泡沫。其原因可能是沉淀池入口流速较大产生水面冲击且加药量没有控制好。2.3水解酸化池水解酸化池出现泡沫可能是工艺条件没有控制好，有甲烷气体产生，甲烷粘附细小颗粒而上浮至水面。检查方法是：找一根橡皮软管送到水下，水面一段接上玻璃管，由玻璃珠控制出口，打开出口烧一下，看看能点着不；能点着说明有甲烷产生且量不小，此时就应该注意调整水解酸化的工艺条件，控制甲烷的产生。也有可能是搅拌系统出现了问题，此时应该检查搅拌系统，控制搅拌速度，免得在水面发生冲击。2.4曝气池2曝气池在投入使用初期，因其废水中存在一定量的表面活性剂，曝气池表面覆盖一层泡沫，这是化学泡沫，等污泥培养成熟后表面活性剂得到降解，其泡沫自然消失。若曝气系统采用的水面下的曝气如穿孔曝气，则不会影响曝气效率，此时不用管它；若采用的是表面曝气如转刷曝气，就会影响表面曝气效率，此时可在水面转刷曝气处喷洒自来水消泡。随着污泥的成熟，曝气池会随之产生生物泡沫，这种泡沫主要是曝气池中产生了微生物轻质物料，如丝状菌、微生物残片、微生物黏性分泌物等，气泡粘附在这些细小物料上而浮至水面，生物泡沫比较稳定，产生了便难以消泡，因此控制重点应放在预防泡沫的产生上，可以采取以下措施：2.4.1控制曝气量曝气量对泡沫的影响表现在三个方面：首先是曝气本身在废水中引入了大量气泡；二是气泡本身具有浮力，带动粘附着的细小颗粒一起上浮形成泡沫；三是水体中溶解氧量下降使丝状菌的生长受到一定程度的抑制，从而减少气泡和细小丝状菌粘附上浮的机会。由于在能够产生泡沫的丝状菌中Nocardiaamarae是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长,但Microthrixparvicella却能忍受缺氧状态。因此可以适当降低曝气强度，尽量抑制一部分丝状菌的过度繁殖，但前提条件是不影响好氧菌的生长态势，否则将会弱化好氧处理单元的效果。2.4.2缩短排泥周期因为丝状菌的平均世代时间长于菌胶团中的细菌，因此缩短排泥周期，提高排泥频率将会很好地抑制丝状菌的生长，起到很好的控制效果。因此在实际处理操作过程中，应视具体情况，及时调整污泥泥龄，缩短排泥周期。2.4.3保持较高的污泥浓度适当提高污泥浓度，减少微生物的营养，此时微生物的生长受到一定抑制，新陈代谢速度减缓， 环保与综合利用2010年2月第29卷第2期48从而使其产生的微生物残片和微生物絮凝剂的量也相应减少，可以减少气泡附着上浮的机会，减少泡沫的产生。降低微生物营养有两种方式：一是降低进水的COD浓度，二是提高污泥浓度，对于一个投产的废水运行系统来讲，进水的COD一般保持比较稳定，若要降低进水的COD浓度，就要用水稀释，这不是一个明智的方法；好的方法就是适当提高污泥回流阀的开启程度，提高活性污泥池中的污泥浓度。2.4.4延长水流在活性污泥池中的停留时间延长停留时间，相当于减少了微生物的营养，在一定程度上抑制微生物絮凝剂的产生。从而减少气泡粘附上浮的机会。2.4.5好氧工艺方式的选择由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期长，所以延长污泥停留时间都会有利于这些微生物的生长。如采用延时曝气方式就易产生泡沫现象，而且一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。条件允许情况下优先采用接触氧化工艺，这样丝状菌的功能能够发挥且因填料表面微生物的吸附作用，将其吸附在表面而不能随气泡浮升至水面。2.5各种措施组合使用对于上述措施，在实际中可以组合使用。如曝气池中泡沫，可以通过调节曝气量，提高污泥回流比，延长水力停留时间等；又如在夏季，由于温度偏高，水体中气泡更易上浮，此时污泥停留时间可适当缩短，水力停留时间适当延长；而到冬天，因温度偏低，此时为了确保出水效果，可适当将其回调。2.6池子的结构设计在造纸废水处理工艺设计初期，就应该考虑到池子的结构问题，尽量避免对水面的冲击和扰动。在池子建好以后，也可以按照下面途径进行改造：(1)选用直径大一点的管道作为进水管，且进水口距离水面的高度尽量小些，有可能的话可以从水下喇叭口进水，以尽量减小对水面的冲击和对水体的扰动而产生湍流；(2)各种搅拌装置的搅拌速度应有控制，防止搅动水体时产生湍流；(3)穿孔曝气管可以改造成沿池子某个方向对称布置，避免水流短路，使水流状态在全池更加均一；(4)可以用PVC板或ABS工