好氧颗粒污泥技术进展及应用现状

1好氧颗粒污泥技术进展与应用现状好氧颗粒污泥技术进展与应用现状摘要：摘要：好氧颗粒污泥是一种具有良好沉降性能的颗粒状活性污泥。好氧颗粒污泥有较高的生物量，相较传统活性污泥有更高的有机负荷，并且运行成本也相对较低。因此，通过培养驯化好氧颗粒污泥并用于处理污水厂被广泛关注。本文简述了好氧颗粒污泥的概况及特性，介绍了相关的培养方法以及在实验室和工程方面的应用，并对好氧颗粒污泥的前景进行了展望。关键词：关键词：好氧颗粒污泥；性质；驯化；应用由于我国近些年水体富营养化和水污染严重，水污染控制技术的应用日益广泛。我国现有污水厂大多数采用活性污泥法处理污水。但是活性污泥法有污泥膨胀、沉降性能较差、剩余污泥量大等问题，严重限制了我国的污水处理。好氧颗粒污泥是废水系统中微生物在好氧条件下，微生物自生自凝聚形成的一种颗粒状、结构紧密、沉降性能好、污染物处理效果明显的特殊的活性污泥，相较传统活性污泥，好氧颗粒污泥不会出现污泥膨胀、出水水质变差等问题。因此，好氧颗粒污泥应用与工业废水中难降解有机物的去除。另外，颗粒污泥具有高容积负荷下降解高浓度有机废水的良好生物活性，具有很高的经济价值。通过对好氧颗粒污泥特性的描述，以及对其形成机理进行描述，可以定性的了解好痒颗粒污泥的性质及应用；通过总结好氧颗粒污泥的的驯化及培养方法以及当下对好氧颗粒污泥的应用，预测污水厂应用好氧颗粒污泥的进一步发展。1好氧颗粒污泥的技术现状好氧颗粒污泥的技术现状1.1好氧颗粒污泥的特性好氧颗粒污泥的特性1.1.1好氧颗粒污泥的物化性质好氧颗粒污泥的物化性质1）基本性质成熟的好氧颗粒污泥呈橙黄色，表面光滑，外观为球形或椭球形，其粒径在0.5-1.5mm，纵横比为0.76,形状系数稳定在0.45。好氧颗粒污泥的沉降速度与其大小和结构有关，一般在30-70m/h,约为传统活性污泥(8~10m/h)的3倍。好氧颗粒污泥主要包含C、H、O、N、S、P等6种元素，以及少量的Ca、Mg、Fe等金属元素。由于所含无机元素种类不同，污泥颗粒可能出现不同的颜色。如当颗粒污泥含大量钙元素是会呈现白色2[1]。采用气升式内循环间歇反应器，分别以蔗糖和乙酸钠为进水碳源对好氧污泥颗粒化进行研究发现，以蔗糖为碳源时，污泥颜色由接种时的棕黑色逐渐变为棕黄色，在运行第7d时，反应器内出现细小颗粒化污泥，随后颗粒污泥逐渐增多长大，形成成熟的颗粒污泥。以乙酸钠为碳源，发现接种的絮状污泥在运行前10d，污泥颜色由棕黄色逐渐变成橙黄色，随着运行，颗粒污泥逐渐长大，多数为不规则的圆形[2]。2）沉降性能颗粒污泥的沉降性能受其结构和粒径的影响，粒径越大，密度越高，沉降效果越好。颗粒污泥的污泥体积指数（SVI）为12.6-64.5ml/g，而普通活性污泥的SVI在100-150ml/g左右[3]。好氧颗粒污泥的沉降速率是普通絮凝污泥的3倍，较好的沉降性能可以增加污泥在反应器内的停留时间，提高了污泥中微生物体的降解能力。相关研究表明，污泥直径和沉降速率之间呈正相关[3]。3）EPS的组分胞外聚合物（EPS）是由于微生物的代谢而产生的一类粘性物质，其中，蛋白质是EPS的主要成分。McSwain的研究表明，好氧颗粒污泥的EPS含量较高，其主要成分为多糖类和蛋白质类[4]，在好氧颗粒污泥的形成过程中，蛋白质类物质的存在是好氧颗粒污泥形成的重要因素，但是Adav等认为多糖类物质是好氧颗粒污泥形成的重要因素，其在研究中发现，好氧颗粒污泥EPS中多糖类/蛋白质类的比例明显升高（由3.4升高到6.2），蛋白质与总糖的比值影响污泥的表面性质，是影响颗粒污泥形成的重要因素之一。表1中列出EPS在好氧颗粒污泥中的分布，观察可发现，用乙酸钠和苯酚培养的颗粒内核中的EPS主要以蛋白质为主，而外核以多糖为主。这种结构有利于污泥粒子间的凝聚和维持颗粒结构[5]。表1EPS在好氧颗粒污泥中的分布34）溶解氧浓度溶解氧浓度（DO）通过改变微生物生态系统和代谢途径，可以影响颗粒污泥的形成和性能。通常采用纯氧曝气和增加压力实现DO浓度维持在1.0mg/L。Chiu等[6]通过探针探测颗粒内部DO水平，推算出乙酸培养的颗粒污泥粒径在1.28-2.50mm范围内，表观氧扩散系数在1.24×10-9-2.28×10-9m2/s之间；苯酚培养的粒径在0.42-0.78mm范围内的颗粒污泥，表观氧扩散系数在2.50×10-9-7.65×10-9m2/s之间。Chiu等[7,8]研究表明由于聚集在颗粒外围的活性细胞层消耗了大部分吸附的DO，因此在颗粒核心区不存在DO，在长期放置过程中颗粒污泥没有可利用的DO。经过试验表明，DO浓度并不是影响好氧颗粒污泥形成的关键因素，但是DO浓度会影响颗粒污泥的粒径大小。较高的DO浓度下，污泥粒径较大时，而当DO浓度较低时，颗粒污泥的粒径相对