好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其穩(wěn)定性的基礎研究.pdf

1、本課題在不同條件下成功培養(yǎng)了不同性能的好氧顆粒污泥,研究了影響好氧顆粒污泥性能的幾種重要因素,包括：反應器的排水高度與直徑的比(H/D)、胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)、碳源、溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)等,對好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其穩(wěn)定性進行了基礎性研究,為克服好氧顆粒污泥絲狀菌膨脹、維持好氧顆粒污泥穩(wěn)定性提供思路。 采用實際生活污水,在H/D分別

2、為1:1、1.5:1和5:1的3個SBR反應器(編號分別為A、B和C)中培養(yǎng)好氧顆粒污泥,研究反應器的H/D對污泥好氧顆粒化的影響。粒度分布、污泥形態(tài)觀察結果表明在較大H/D反應器中所形成的好氧顆粒污泥粒徑更大,結構更密實,更穩(wěn)定,形態(tài)更規(guī)則。C反應器的顆粒污泥多由球菌和桿菌組成,無絲狀菌；而A、B反應器的顆粒污泥含有大量的絲狀菌。在此基礎上,探究H/D、最小沉速、沉淀時間等因素之間的相關關系,為好氧顆粒污泥技術的實際應用提供思路。

3、 采用高速離心法、EDTA法、陽離子交換樹脂法(Cation Exchange Resin, CER)、甲醛法和甲醛+NaOH法五種常用方法提取普通活性污泥和好氧顆粒污泥的EPS,采用三維熒光光譜對這五種方法進行評價以及對EPS組分深入分析。結果表明,EPS的主要成分除蛋白質、多糖和核酸外,還有一定量的類腐殖酸和類富里酸物質。單純高速離心法無法有效提取EPS;勻漿對于好氧顆粒污泥EPS的提取是必不可少的一步；透析作用使得腐殖酸和富里

4、酸等物質流失,因此透析前后的EPS提取液均應作為分析對象。CER法較為溫和,不容易造成細胞破壁,是一種比較有效的方法。雖然甲醛+NaOH法對EPS的提取最大,但對細胞的破壁程度也最大。EDTA和甲醛嚴重干擾核酸的化學測定,使結果偏大。EDTA和NaOH嚴重干擾胞外蛋白的三維熒光光譜分析。 在對五種方法進行比較之后,采用CER法提取普通活性污泥、好氧顆粒污泥、厭氧顆粒污泥和厭氧酸化污泥的EPS,采用三維熒光光譜對這四種活性污泥EP

5、S中成分深入分析。結果表明,不同種類活性污泥EPS含量不同,由化學測定結果和三維熒光光譜結果得到四種活性污泥EPS含量大小順序為：厭氧顆粒污泥>好氧顆粒污泥>普通活性污泥>厭氧酸化污泥。試驗對比了厭氧顆粒污泥清洗前后EPS三維熒光光譜結果,證明水質對EPS結果有嚴重的影響。同時,結果表明顆粒污泥EPS含量大于絮狀污泥EPS,EPS在污泥顆?；^程中起著積極的作用。 影響好氧顆粒污泥的形成的另一重要因素是碳源,碳源的不同導致培養(yǎng)的

6、好氧顆粒污泥特征不同。本實驗采用乙醇、醋酸鈉、蛋白胨和葡萄糖四種物質分別作為單一碳源培養(yǎng)好氧顆粒污泥。結果表明,采用乙醇碳源無法實現(xiàn)污泥好氧顆?；?僅兩周便發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。醋酸鈉碳源能夠實現(xiàn)污泥顆?；?但在顆粒周圍發(fā)現(xiàn)大量絲狀菌生長。而以蛋白胨和葡萄糖為碳源,實現(xiàn)污泥好氧顆?；臅r間短,且沒有發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。4個反應器運行過程中,始終保持較好的CODcr去除率,均在90％左右。在顆?；^程中EPS發(fā)生了明顯的變化,顆?；^程中胞

7、外蛋白、腐殖酸和富里酸不斷增加,胞外多糖有所減少,而當顆粒污泥發(fā)生絲狀菌污泥膨脹時,胞外多糖含量升高,胞外蛋白含量減小。底物類型和DO濃度對好氧顆粒污泥絲狀菌膨脹有一定的影響。采用三個完全相同的反應器(R1、R2和R3)分別培養(yǎng)好氧顆粒污泥。R1和R2采用預接種好氧顆粒污泥,采用蛋白胨碳源,R3接種普通活性污泥,采用葡萄糖碳源。R1反應器曝氣量為0.08m3/h,R2和R3反應器曝氣量為0.04m3/h。實驗結果表明,接種好氧顆粒污泥較

8、接種普通活性污泥更易實現(xiàn)污泥好氧顆?；?；以糖類物質為底物培養(yǎng)的好氧顆粒污泥,在高負荷低DO條件下較蛋白胨培養(yǎng)的更容易發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。為避免好氧顆粒污泥發(fā)生絲狀菌污泥膨脹而解體應控制反應器中CODcr:N:P的比例、在有機負荷升高時及時調整DO濃度。 以厭氧/好氧方式運行SBR反應器處理實際生活污水,考察沉淀時間對培養(yǎng)具有除磷功能的好氧顆粒污泥的影響。好氧顆粒污泥培養(yǎng)及穩(wěn)定運行階段,出水磷含量平均在0.92mg/L左右,最低為