谈谈废水处理煤化工废水处理过程中泡沫产生和制约

摘要：泡沫对废水处理装置的正常运行和出水水质都会产生影响，导致运行人员操作环境的恶化，以及运行处理成本的增加。本文对煤化工废水产生的泡沫，从其危害性，以及产生的机理和控制等方面进行了介绍。
关键词：煤化工 废水处理 泡沫 控制
废水处理技术已有百年历史，随着社会的发展，人们对于环境保护越来越重视，所以废水的处理也越来越重要，尤其是生物处理法（常见的活性污泥法和生物膜法）应用很广泛。近几十年科学的发展，产生了很多难降解的废水，煤化工废水就是其中之一，这也对水处理技术提出了更高的要求。煤化工行业活性污泥法应用比较普遍，但是都存在一定程度泡沫问题。对废水处理装置的操作、运行和控制都造成了影响，泡沫问题已成为近年来活性污泥法运行操作中较为突出的问题。

一、废水的特性

近年国内煤化工行业发展很快，但是煤化工企业所产生的废水是公认的难处理废水之一，所产生的废水是一种含有大量有毒有害物质的废水，该废水经过焦油分离装置、酚氨回收等处理工序后进入生化处理。废水CODcr在5000mg/l左右、氨氮在200～500mg/l，废水所含有机污染物包

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括酚类、油、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等有毒、有害物质，生化处理过程中难以实现对有机污染物的完全降解，对环境构成严重污染，是一种典型的难降解的工业废水。对于该类废水尽管在设计都考虑到泡沫的问题，但是泡沫问题还是存在的，为了防止对环境的污染，更加有效地利用煤炭资源，对该类废水必须进行处理，所以煤化工废水处理的关键之一就是泡沫的控制。

二、泡沫的危害性

相对于其他废水，煤化工废水产生的泡沫更加复杂和难以控制，并且严重影响污泥的活性，导致污泥与空气以及营养物质的接触困难，使污泥大量死亡上浮，造成污泥流失严重，严重时导致废水处理系统无法运行，而且污染环境。泡沫还会导致以下问题发生：（1）调试阶段，虽说泡沫产生是正常现象，但是泡沫多时会造成接种污泥的流失，增加投资成本，影响调试；（2）刮风时到处飞扬，对废水处理装置造成污染和腐蚀，不仅影响环境，还存在安全问题；（3）泡沫具有粘性，它会粘附污泥絮体等固体物质进入泡沫层，降低曝气池的充氧效率；（4）泡沫风干后形成的物质，易着火，存在安全隐患；（5）含有泡沫的废水进入二沉池后，堵塞溢流堰，造成出水不均，影响沉淀效果；（6）影响刮渣系统的运行，天气寒冷池面易结冰造成装置的损坏；（7）使出水悬浮物增多，影响出水水质；（8）有些特殊的泡沫，存在异味，影响环境；（9）影响污泥的正常性能，污泥细碎，造成沉降困难，最终引发污泥膨胀；（10）泡沫的存在，干扰液面计的测量准确，造成测量失误，还会造成测量仪表的腐蚀和损坏。

三、泡沫产生的机理及控制

1.泡沫的产生机理及影响因素

泡沫的形成一般有化学泡沫和生物泡沫两种形式[3]。（1）化学泡沫是由污水中的洗涤剂以及一些表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的，这些泡沫一般呈白色且质轻，在系统运行初期，化学泡沫较多，随着活性污泥的增多，大量洗涤剂或表面物质会被微生物吸收分解掉，化学泡沫也会逐渐减少。（2）生物泡沫的形成主要与微生物的生长和种类有关，某些环境因素的改变造成丝状菌和放线菌等微生物异样生长，再加上这类微生物呈丝状或枝状，吸附曝气作用产生的气泡，由于气浮作用以及其本身比水轻，易漂浮到水面，最终导致泡沫的产生。当水中存在油脂类物质时，增加了泡沫表面的张力，使其更加稳定，不易破碎。所以造成生物泡沫粘度大，呈黄褐色，具有稳定、持续、较难控制的特点。
泡沫的产生与很多因素有关[4]，以下对其进行说明：（1）温度：每一种微生物都有其最适宜的温度区间，当环境温度适合时就会大量繁殖，不适合时就会得到抑制。泡沫微生物也一样，一般认为，温度较高时生物泡沫主要由放线菌引起，而温度较低是主要由Rhodococcus（红微菌属）丝状细菌引起。而对于引起污泥膨胀和泡沫产生的放线菌，在适宜的温度范围内生长速率随温度上升而增加；（2）PH值： 通过研究，对于单一底物而言，Nocardia和Rhodococcu菌种的最佳pH为7.0～8.5， 当pH降低时， 能有效地减少泡沫的形成。但是PH值降低会使出水水质恶化，污泥上浮严重；（3）DO与曝气方式：一般所说的泡沫是指好氧池泡沫，如果降低DO，可以有效的抑制泡沫的形成。但有些泡沫微生物能适应缺氧条件，繁殖生长。如果采用的曝气方式不同，泡沫的形成程度也不同，一般微小气泡或小气泡比大气泡里更易产生泡沫。并且泡沫层厚，曝气量大的地方泡沫多于曝气量小的地方；（4）污泥停留时间：由于泡沫的微生物生长周期长，生长速率较低的特点，所以减少污泥停留时间可以减少泡沫的产生；（5）F/M与底物种类：较高的F/M与底物浓度，有些放线菌会占绝对优势，大量增殖，泡沫也会迅速出现。

2.泡沫的控制[4]

对于煤化工废水，在设计施工时可能已经考虑到了这些问题，虽然能减少泡沫的产生，但并不能完全消除，目前，对于煤化工废水产生的的泡沫，国内还没有较成功的案例。以下对泡沫的消除和控制进行介绍：（1）水喷洒法：在曝气池上设置消泡系统，利用自来水或处理过的回用水喷洒泡沫，打碎泡沫，使泡沫减少。这种方法不能从根本上消除泡沫，但是该法是目前最常用的一种消泡方法；（2）投加杀菌剂或消泡剂：对于难以控制的生物泡沫，可以投加一些杀菌剂或消泡剂，调整配比后喷洒，可以达到消泡的目的。（3）降低污泥停留时间：一般，泡沫微生物生长周期长，降低污泥停留时间，可以达到抑制泡沫产生的目的；（4）投加絮凝剂：该法可以使泡沫失去稳定性，泡沫破碎，絮体沉降性增加，达到消除表面泡沫的目的；（5）调节PH值：最适宜微丝菌生长的PH值为7.7～8.0，最适宜放线菌生长的PH值为7.8，因此当PH值降低时，能有效控制这些微生物的生长，减少泡沫的形成；（6）溶解氧的控制：适当降低DO能减少泡沫的产生，生产中要控制曝气量均匀，合理调节曝气量。但是这种方法硝化作用受到抑制，出水浊度也会升高；（7）回流厌氧消化上清液：厌氧消化池上清液能抑制泡沫微生物，如果回流至曝气池可以控制曝气池泡沫的形成.（8）生物选择器：曝气池前设置生物选择器，使回流污泥与进水充分混合、接触，就可以抑制泡沫微生物，使优势菌群得到增殖。
四、结论
煤化工废水是一种新型的难降解废水，缺少实际的控制经验，对于这种废水泡沫问题，应根据泡沫产生的机理和现有的泡沫控制经验，结合工艺特点进行全面分析，并考虑控制措施的经济性、可行性、可靠性等因素，制定相应措施，才能解决泡沫问题。泡沫产生的机理和影响因素是复杂的，并且经常与污泥膨胀等异常情况同时出现[6，7]。虽然目前泡沫研究取得了一定的成果。但是对于煤化工这个新型行业，对于这种废水泡沫的控制缺乏经验和有效的手段，很多方面还需要进一步的研究 。
参考文献
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