好氧颗粒污泥的形成机理初探论文

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1、好氧颗粒污泥的形成机理初探论文摘要：以活性污泥曝气池中的絮状活性污泥为接种污泥，在实验控制的条件下，在序批式运行的反应器中可以快速地形成颗粒污泥，反应器启动4d就开始形成颗粒污泥,趋于成熟后，SVI值在50~60mL/g,直径在2~4mm，MLSS达到6.8g/L。好氧颗粒污泥具有良好的COD去除率和良好的沉降性能，并对好氧颗粒污泥的基本性质及形成机制作了初步的分析。关键词：好氧颗粒污泥颗粒化过程剪切力在生物处理系统中，处理效能的高低主要由微生物的特性及微生物的浓度所决定.freel3·d)1,其主要原因就是UASB中活性污泥以颗粒状存在。因此，在反应器中积累大量的活性污泥，而且沉降性能好，

2、不需要额外的沉淀池。近几年，研究已经转向开发SBR(sequecingbatchreactor)反应器中的好氧颗粒污泥2-4。相对于常规的好氧污水处理系统，好氧颗粒污泥存在着如下优点,规则的、密实的、坚固的微生物结构，良好的沉降性能，较高的微生物量，以及对有机负荷冲击的应变能力强等。Morgenroth2和Peng5等人的文献中提到，好氧颗粒污泥的形成的时间分别需要20和40d左右。目前，国内外对好氧颗粒泥的研究刚刚起步，没有足够的文献对其形成机制、进化过程等进行明确的阐述。本研究工作旨在通过跟踪观察好氧颗粒污泥的快速形成及生长过程，对其形成机制进行初步的探讨。1.实验材料与方法1.1实验装

3、置实验所用反应器为上流式玻璃圆柱体，内径为5cm，总高度为70cm，有效容积为1.5L，实验在室温下运行。接种污泥取自上海市闵行污水处理厂，接种量为600mL(污泥浓度为1.86g/L)活性污泥。采用体外曝气的方式通过回流水提供溶解氧。每昼夜运行2或3个周期，每个周期包括10min沉淀，5min进水，5min排水，其他时间为曝气反应时间。1.2实验用水采用人工合成模拟废水(表1)。表1模拟废水的成分基质名称浓度/（g.L-1）基质名称浓度微量元素10/（μg.L-1）C6H12O60.9375NaAC1.28蛋白胨0.005NH4Cl0.20K2PO4.3H2O0.08CaCl20.02Fe

4、SO4.7H2O0.02MgSO4.7H2O0.03H3BO30.05ZnCl20.05CuSO4.5H2O0.06MnSO4.H2O0.05(NH4)6Mo7O24.4H2O0.05AlCl3.6H2O0.091CoCl2.6H2O0.05NiCl2.6H2O0.0921.3分析项目和方法（1）COD、SV、MLSS,、SVI等均按照美国国家标准方法9分析测定。（2）颗粒的形成过程及微生物相变化通过数码相机和光学显微镜(UNICM250)跟踪观察。（3）耗氧速率OUR通过溶氧仪(orgenroth2等人也发现了类似的现象。2.2颗粒化污泥快速形成过程图2a–d形象地表明了在人工配制的模拟废

5、水系统中，好氧颗粒污泥的进化过程。图2a为取自污水厂的新鲜活性污泥,从外观上看主要由絮状微生物组成，在显微镜下观察，可以发现该污泥中存在着大量的丝状菌。启动1d后，驯化期结束，污泥床开始增长。但污泥主要还是以絮状体为主，且颜色没有变化。图2b为运行4d的颗粒污泥，污泥逐渐驯化成较不规则的颗粒状，但颗粒比较松散，且颜色逐渐变为淡咖啡色,显微镜下依然可以看到丝状微生物的大量存在。图2c为运行10d的照片，颗粒污泥已完全转变为黄色，且颗粒直径都比较均匀。图2d为运行16d趋于成熟的颗粒污泥，在显微镜下观察，发现丝状微生物逐渐在减少，而颗粒污泥也逐渐由松散转为密实，形状为较规则的球形，颗粒污泥基本达

6、到成熟。好氧颗粒污泥的表面和横截面的电镜照片（图3）表明，好氧颗粒污泥是由多种微生物相互作用而构成的密实的具有多孔状的通透性结构，而这种结构又增强了基质和气体传递。a.(接种污泥)b.(4天)c.(10天)d(16天)图2不同时期颗粒污泥的照片图3好氧颗粒污泥的表面（左图）和横截面（右图）的电镜照片在培养好氧颗粒污泥的过程中，COD负荷不断提高，而出水COD也经历了由高到低，再由低到高的轻微波动的过程。图4给出了运行过程中，COD的去除情况。由图4可知，在好氧颗粒污泥形成的过程中，进水COD波动较大，原因与反应器中微生物量的变化有关。同时，较高浓度的COD可以克服传质阻力，有利于絮状的和颗粒

7、状的污泥生长。当颗粒污泥形成后，微生物量增加，所以在较高的COD负荷下，出水水质仍基本可以保持在30~100mg/L之间。启动期，进水COD浓度保持在700mg/L，COD的去除率在91.7%~94.6%,在较高的COD进水浓度(1500mg/L),去除率也在90%以上，出水COD可以稳定在100mg/L左右。这说明，颗粒污泥的形成能够使反应器中有较高的微生物量，并具有较高的COD降解能力。图4反应器中COD