颗粒污泥及其形成过程_周孟津

第12卷第4期1992年12月北京师范学院学报(自然科学版)JournalofBeijingTeachersCollege(N时uralSeineeesE《liiton)Vol.12,No.4D6C。1991颗粒污泥及其形成过程’周孟津杨秀山李维美谢威藩娓(北京师范学院生物系)(北京市太阳能研究所)摘要本文综述了颗粒污泥的性能及形成条件,对在豆制品废水厌氧消化处理的UASB反应器里颗粒污泥形成的过程进行了观察和照相,将颗粒污泥的形成过程分为5个时期,即絮凝污泥丝状菌增长期,颗粒污泥亚单位生成期,亚单位聚集期,初生颗粒生长期及颗粒污泥生长和成熟期.论述了每个时期的污泥形态及工艺运转负荷和注意事项。关镇词:豆制品废水,厌氧消化,uAs卫,颗粒污泥,颊粒污泥生成过程.中图分类号:Qo3。`1概述上流式厌氧污泥床(简称UASB)的成功运转,使得厌氧消化器内出现了一种主要由厌氧消化细菌构成的微生态颗粒,人们称它为颗粒污泥(Garnularsludge)〔`〕,也有人称它团粒(Ag邵吧gate)或团球(f短llet).1.1颗粒污泥的特性颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的产甲烷活性〔2,,因而使UASB反应器内可以积累大量高活性的污泥,使UASB具有更高的消化效率。清华大学在啤酒废水厌氧消化的研究过程中,发现颗粒污泥的沉降速度80%以上可达15~50mm·s一’,52%在20~30二m·s一’的范围内.污泥体积指数每克VSS的SVI为17.4ml,每千克VSS的COD降解速率达3.37kg/d.颗粒污泥能够在每克VSS的乙酸盐负荷为4~79/d范围内保持其最大比产甲烷速率〔3’.l·2颖粒污泥中的细菌构成由于厌氧消化微生物学过程的复杂性,所以颗粒污泥中的微生物种类繁多闭吴唯民曾认为,污泥的颗粒化过程主要靠能形成胞囊的甲烷八叠球菌(Me协aosacr云,动的作用.而VerierD.等人。’则认为甲烷八叠球菌的附着能力很差,所以在污泥颗粒化过程中的作用不大,它们在颗粒污泥中的出现是被丝状细菌网络其中的结果,颗粒结构的形成,有利于细菌之间代谢产物的交换,特别是有利于种间氢转移〔6’.近来,竺建荣则认为,颗粒污泥是以甲烷毛发菌。f时加。sae才a)(原称甲烷丝菌乃介才标肋幼对劝为主体构成一个颗粒污泥的生长核,外周附着生长产氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和发酵性细菌.细菌之间主要收稿日期:1991一04一26本项目为国家“七五”重点科研攻关项目DOI:10.19789/j.1004-9398.1991.04.004北京师范学院学报(自然科学版)1991年靠细胞壁组分的相互作用吸附在一起.以甲烷毛发菌为主的食乙酸产甲烷菌迅速增长,颗粒污泥的产甲烷活性也相应提高.1.3颗粒污泥的形成条件厌氧消化在自然界的存在已久,然而从来未发现顺粒污泥的形成,在人工条件下的UASB消化器里颗粒污泥的出现引起了科学家们的极大兴趣,近几年来,从多方面探讨了颗粒污泥的形成条件。有关接种物对颗粒污泥形成的影响Weiga矶等人的研究表明〔了,,利用消化过的污水污泥、牛粪或新鲜牛粪为接种物均可生成颗粒污泥,只不过是经过厌氧消化的接种物可以较快地形成颗粒污泥.国内的实践也表明用阴沟污泥、厌氧消化过的猪粪、鸡粪、酒精废醒等为接种物都可形成颗粒污泥.郑元景闭认为,颗粒污泥的形成对接种物要求不严.关于颗粒污泥形成的营养要求,从处理水质来看,在我国处理酒精废水.豆制品废水、啤酒废水及维生素C生产废水等均形成了颖粒污泥.Letit二ga等(1980年),RoS,(1984年),Sam一Soon等(1987年)分别报导了在处理甜菜糖、葡萄糖—淀粉和苹果汁废水的UASB系统中颗粒污泥的形成〔”’.Sam一S。血等人认为颗粒污泥形成的一个基本条件是高氢分压环境,碳水化合物废水在处理时容易形成颗粒污泥,脂类废水和乙酸、丙酸混合废水,由于它们只能在低氢分压条件下转化,所以难以形成颗粒污泥.在完全混合式消化器里和含有大量硫酸盐的造纸废水中,由于其只能维持低氢分压运转,所以不能形成颗粒污泥.竺建荣也认为最重要的影响因素是基质的种类和浓度,碳水化合物有利于多糖类基质的生成,比降解后生成的挥发性脂肪酸更有利于颗粒化过程,然而在酸化废水中发育的颗粒比碳水化合物中的颗粒有良好的vSl性状〔`。,.有关水力负荷条件Hulshoffpol等曾指出,颗粒化的一个先决条件是污泥的比活性为每克VSS去除cODO.6g/d以上,最小升流液速为lm3/mZ·d的活性污泥淘,采用较高的表面水力负荷,能将颗粒污泥出现期形成的小颗粒污泥和絮状污泥分开,有利于污泥颗粒化.试验表明,当表面水力负荷在0.25m3/mZ·h以上,产气率为0.15~o.3ms/m3·h时,便可产生水利分级现象.表面水力负荷在0.3m3力nZ·五以上对水利分级现象非