生物除磷體系中顆粒污泥的形成機理及其特性研究.pdf

1、顆粒污泥具有沉降效果好、生物量大、耐沖擊負荷能力強、容積負荷率高、工藝相對簡單、占地面積小，不需投加載體物質(zhì)等優(yōu)點，它集中了活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點，并避免了兩者所存在的缺陷，是一種較為理想的廢水生物處理形式，目前具有良好的發(fā)展前景。但在好氧顆粒污泥的培養(yǎng)中一般需要采用較短的沉淀時間，較大的曝氣量，較高深徑比的SBR反應器，這些條件使得好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及該技術(shù)的實際應用存在一定的難度。本研究依據(jù)在不具備上述培養(yǎng)條件的強化生物除磷體系

2、中有顆粒污泥自然形成的現(xiàn)象進行研究，對該顆粒的形成過程，顆粒的特性及顆粒的形成原因進行分析，以解釋該現(xiàn)象存在的原因，為好氧顆粒污泥的培養(yǎng)技術(shù)提供新的思路。
　　在控制沉淀時間均為為40min，曝氣量均為120L/h，相同的SBR反應器（H/D=40/15）及運行參數(shù)的條件下，系統(tǒng)在O/A方式的生物脫氮狀態(tài)下運行時，系統(tǒng)中的污泥呈絮體狀，平均SVI值為138.9mL/g；當系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐訟/O的強化生物除磷方式運行后，污泥的沉降性能得

3、到了改善，并隨著除磷效果的好轉(zhuǎn)，絮狀污泥開始聚集成顆粒狀。隨著系統(tǒng)的運行，顆粒逐漸增多長大。在運行穩(wěn)定期，平均的污泥濃度MLSS為4800mg/L，SVI值為25mL/g，顆粒的平均粒徑為0.8mm。
　　系統(tǒng)中形成的顆粒輪廓清晰，形狀不規(guī)則，呈花椰菜狀或蜂窩狀，結(jié)構(gòu)相對較為密實，污泥的比重為1.0767，平均沉速為12m/h；含有較多的空隙，利于顆粒內(nèi)外物質(zhì)的傳遞；機械強度高（完整性系數(shù)為99.6％），含水率為95.6%；由于存

4、在傳質(zhì)阻力，顆粒污泥的微生物活性較絮狀污泥有所降低。
　　對該系統(tǒng)中污泥出現(xiàn)顆?；F(xiàn)象的原因進行分析，發(fā)現(xiàn)在顆粒的形成過程中污泥的胞外聚合物并沒有明顯的變化，即EPS的含量與該顆粒的形成沒有必然的關(guān)系，但對顆粒的結(jié)構(gòu)進行觀察時發(fā)現(xiàn)EPS所具有的粘絲狀特性在顆粒的形成中起到了黏附架橋和骨架作用，在顆粒的形成過程中起著重要的作用。而該體系中有顆粒污泥的自然形成，可能是因為在厭氧段聚磷菌釋放了大量的PO43-，體系中存在的PO43-、C

5、a2+、Mg2+、NH4+及CO32-等離子之間可生成沉淀物質(zhì)，對這些沉淀微顆粒的測定發(fā)現(xiàn)它們帶有一定量的正電荷，這些微顆粒可作為顆粒形成的晶核，且可中和細胞所帶的負電荷，減少細胞間的靜電斥力，使細胞易于聚集在一起，形成了顆粒污泥。
　　另外，控制其它運行參數(shù)相同，調(diào)節(jié)進水中的pH值，發(fā)現(xiàn)在聚糖菌占優(yōu)的A/O系統(tǒng)中也出現(xiàn)了顆粒污泥，與除磷效果良好的反應器相比，該體系中的顆粒污泥粒徑較小，顆?；俾瘦^慢。分析認為該顆粒的形成與SBR

6、的A/O運行方式有關(guān)，A/O的運行方式造成了交替的厭氧飽食-好氧饑餓期，這種飽食-饑餓的狀態(tài)改變了微生物的代謝特性，使微生物面對饑餓期時，分泌了較多的胞外蛋白，這些胞外蛋白對顆粒的形成有一定的促進作用。另外在顆粒的形成過程中，胞外多糖的含量一直處于增加趨勢，其對顆粒的形成起到了骨架作用。同時研究還發(fā)現(xiàn)該顆粒污泥的形成與微生物細胞的疏水性無明顯關(guān)系。
　　故而可認為A/O運行方式所造成的飽食-饑餓期是顆粒污泥形成的主要原因，包括除磷