好氧颗粒污泥的形成机理及其影响因素

目曰自侧目日曰曰丫犷好氧颗粒污泥的形成机理及其影响因素邵春利‘李靖邵宁谢冰‘华东师范大学环境科学系,上海上海阂行环保开发实业有限公司,上海的摘要全面地综述了国内外在好氧颖拉污泥方面的研究现状,包括好氧颗粒污泥的基本特征、颖粒化过程中的影响因素、形成机理及其微生物组成,以及在污水处理方面的优势。同时,对其未来的研究和发展趋势作了展望。关键词好氧颗粒污泥性状影响因素形成机理综述,,,入夕,少,人,丽勺肠,,,,,,,,州川引言城市污水处理以活性污泥好氧生物处理为主,活性污泥结构及其沉降性能是保证处理效果的关键。但活性污泥法在实际运行中常碰到这些问题曝气池中的污泥浓度低,容易产生大量的剩余污泥反应器容积负荷较低、体积庞大,抗冲击负荷能力弱极易引起丝状菌大量生长,从而导致污泥膨胀,处理效率下降,甚至引起处理工艺瘫痪。如何保证活性污泥良好的结构和沉降性能是活性污泥法巫待解决的问题。近年来,将生物自凝聚原理应用于好氧反应系统中,实现了好氧污泥的颗粒化,经研究证实,这种颗粒污泥处理污水的效果甚好,较好地解决了活性污泥法中对活性污泥结构和功能的要求,同时好氧颗粒污泥对氮、磷、有机物以及某些有毒重金属的去除效果也相当好,受到该领域研究人员的关注,并日益成为研究和应用的热点一〕。好权颗粒污泥的基本特征外观、粒径好氧颗粒污泥颜色一般为橙黄色,具有相对规则的圆形或椭圆形外观,成熟的好氧颗粒污泥表面光滑,边界清晰。颗粒污泥表面有一些孔隙,这些孔隙被认为是底物与营养物质传递的通道闭。在厌氧好氧交替工艺中,颗粒直径大多在一,经过适度淘洗后的好氧颗粒污泥直径多在左右。而在反应器中,颗粒直径大多在一之间,稳定状态下形成的颗粒光滑、致密,颗粒直径为‘。含水率、密度好氧颗粒污泥的含水率一般为,低于普通活性污泥含水率以上,即采用好氧颗粒污泥比普通活性污泥的污泥量至少减少一半阁。给水排水砚增刊口二门爪阅口口丫杯好氧颗粒污泥具有相对较大的密度。一般中形成的颗粒污泥的相对密度为砰,稳定操作条件下的污泥浓度维持在岁〕。而在气升式间歇反应器中,污泥相对密度稳定在〕。有研究闭认为大多数情况下颗粒污泥的密度随直径的增大而减小。沉降性能、活性颗粒污泥有良好的沉降性能。单个颗粒污泥沉降速率在,颗粒污泥的为肠,一般约,而普通活性污泥的约为。。颗粒污泥反应器中曝气停止时,迅速形成明显的泥水分界面。污泥以上为澄清层,以下为污泥层受阻沉淀层。颗粒直径和沉降速率成正相关‘〕。一般通过测定污泥的耗氧速率来考察好氧颗粒污泥的活性。等阁在反应器中获得的好氧颗粒污泥平均为·,竺建荣等〕测得颗粒污泥的为·,而普通活性污泥的为·左右。由此可见,好氧颗粒污泥的生物活性要高于普通活性污泥。污泥顺粒化影响因紊进水底物性质在国内外培养活性污泥的试验中,多数试验用水均为人工配制的模拟废水,主要成分为葡萄糖、乙酸钠、乙酸以及无机混合底物等,‘〕。不同碳源培养下的好氧颗粒污泥,其内部微生物群落和结构也有着明显的差异。如以葡萄糖为底物培养出的好氧颗粒污泥中丝状菌为优势菌种而以乙酸为底物培养时却没有观察到丝状菌的存在〕。研究表明〕,进水有机物组成在一个很广的范围内均可促使污泥颗粒化,但进水中的含氮量过高或过低都会使反应器中污泥的颗粒化程度下降,使污泥沉淀性能变差。进水中较高的、及适当的对颗粒污泥的形成有利。进水方式等〕设置不同的间歇进水方式,得到的颗粒污泥差别很大。先进水再曝气得到了紧密光滑的好氧颗粒污泥而进水一段时间后,再边进水边曝气,得到的颗粒污泥表面有很多丝状体结构,且沉降性能不如前者。接种污泥好氧颗粒污泥反应器可采用不同接种污泥,如以普通的絮状活性污泥为接种污泥比,’·”〕或以去除为主的悬浮、不沉降的细胞为接种污泥还有直接采用厌氧颗粒污泥进行驯化培养〕。直接采用厌氧颗粒污泥进行驯化的方法简便且成功率高,而以普通絮状活性污泥为接种污泥,启动时间长,控制难度较大〕。王芳等〕研究发现,以活性污泥为接种污泥形成的好氧颗粒污泥表面光滑、轮廓清晰,具有紧密的细菌结构而以厌氧颗粒污泥为接种污泥进行驯化形成的好氧颗粒污泥结构蓬松,污泥表面被大量丝状菌体覆盖,并且可以看出在污泥表面和内部都存在大量的空隙。有机负荷污泥浓度的提高,增加了污泥碰撞接触的机会,为颗粒化的发生提供了有利的条件。研究中所采用的容积负荷一般为一掩〔耐·’。,〕,这个范围要明显高于正常的好氧活性污泥反应器。另有大量试验结果表明,负荷在一定范围内对好氧污泥颗粒化过程没有直接影响,但会影响到颗粒污泥的物理结构和形状图〕。研究证明’,〕,过高负荷容易引起丝状菌大量生长,从而阻碍污泥沉淀并导致反应器操作状态不稳定,但如果较高的负荷伴随着较高的水流剪切力,则可能会形成结构紧密的颗粒污泥山〕。水力剪切力水力剪切力是形成好氧颗粒污泥的重要影响因素之一。等〕在反应器中以较低的表观