污水处理厂产生泡沫的原因
污水处理厂产生泡沫主要有以下几种原因:
一、化学物质因素
表面活性剂的存在
表面活性剂是泡沫产生的常见原因之一。在生活污水中,含有大量的洗涤剂成分,如烷基苯磺酸钠等。这些表面活性剂的分子结构具有双亲性,一端是亲水性基团,另一端是亲油性基团。
当它们进入污水中时,亲水性基团会与水分子相互吸引,亲油性基团则会朝向空气,在气 - 液界面形成定向排列,降低了液体的表面张力。这使得污水更容易产生泡沫,并且泡沫比较稳定,不容易破裂。
例如,在洗衣废水排入污水厂后,如果洗涤剂含量较高,就会在污水表面产生大量的白色泡沫。
高浓度的有机物
污水中含有较高浓度的溶解性有机物,如蛋白质、油脂等。这些有机物在微生物分解过程中,会产生一些中间产物,它们也具有一定的表面活性。
以蛋白质为例,在污水中,蛋白质分子可能会发生水解,产生氨基酸等小分子物质。这些小分子物质含有羧基、氨基等官能团,它们能够改变液体的表面性质,促进泡沫的形成。在食品加工废水处理中,由于含有大量的蛋白质和油脂,容易产生泡沫。
二、物理因素
曝气过程
在污水处理的曝气池中,曝气是为了向污水中提供足够的氧气,以支持微生物的生长和代谢。当空气通过曝气设备进入污水时,会形成大量的微小气泡。
这些气泡在上升过程中,如果污水的表面张力较大,气泡就不容易破裂。而且,气泡之间相互碰撞,会融合形成更大的泡沫。例如,在活性污泥法处理污水的曝气池中,曝气强度过大时,会产生大量的白色泡沫,泡沫可能会溢出曝气池。
水流冲击
污水在管道中流动或在处理单元之间转移时,由于水流速度的变化、阀门的开启和关闭等原因,会产生水流冲击。这种冲击会使污水中的气体被卷入液体中,形成泡沫。
比如,在污水从一个沉淀池快速流入曝气池时,由于落差和水流速度的突然改变,可能会产生泡沫。
三、生物因素
微生物生长繁殖
在污水处理过程中,微生物起着关键的作用。当污水中的营养物质充足、环境条件适宜时,微生物会大量繁殖。有些微生物在生长过程中会分泌一些胞外聚合物(EPS)。
EPS 是一种高分子聚合物,它具有粘性和表面活性。这些微生物及其分泌的 EPS 会吸附在气泡表面,使气泡更加稳定,不易破裂。例如,在一些采用生物膜法处理污水的系统中,生物膜中的微生物会产生 EPS,导致泡沫的产生。
丝状菌膨胀
丝状菌是微生物中的一类,在正常情况下,丝状菌和菌胶团细菌保持一定的平衡。但是,当污水中的营养比例失调(如氮、磷含量不足)、溶解氧浓度较低等情况出现时,丝状菌会大量繁殖,出现丝状菌膨胀现象。
丝状菌的大量生长会使活性污泥的结构变得松散,形成大的絮体。这些絮体容易吸附在气泡上,使气泡难以破裂,从而产生大量的泡沫。而且这种泡沫通常比较粘稠,颜色较深,有时会呈现出黑色或褐色。