厌氧颗粒污泥形成机理

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1、厌氧颗粒污泥及其形成机理郭晓磊　胡勇有　高孔荣摘　要：厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等构成的自凝聚体，其良好的沉淀性能和产甲烷活性是升流式厌氧污泥床反应器成功的关键。颗粒污泥的化学组成和微生物相对其结构和维持起着重要作用。颗粒化过程是一个多阶段过程，取决于废水组成、操作条件等因素。综述了近年来厌氧颗粒污泥及其形成机理的研究进展，内容包括厌氧颗粒污泥的基本特性和微生物相、厌氧颗粒污泥结构及其颗粒化过程。关键词：厌氧颗粒污泥　微生物相　结构　颗粒化过程CharactersandMechanismofFormationofAnaerobicGranularSludgeGuoXia

2、oleietalAbstract：Anaerobicgranularsludgeareself-immobilizedconsortiaofmethanogens,syntrophicacetogensandhydrolyticfermentativebacteria.Thegoodsedimentationandmethanogenicactivityofgranulesarekeyfactorsforanup-flowanaerobicsludgeblanketreactor.Thechemicalandmicrobiologicalcompositionsofgranulesareo

3、fsignificanceintheformationandthemaintenanceofgranulesstructure.Granulationisamulti-phaseprocess,dependingonfactorssuchaswastewatercomposition,operatingconditionetc..Thispaperisareviewofrecetresearchadvanceonthecharactersandmechanismofformationofanaerobicgranularsludge,concerningthefundamentalchar

4、aerobic,themicrobiologicalcomposition,thestructureandthegranulationprocessofanaerobicgranularsludge.▲　　上流式厌氧污泥床(UASB)作为一种高效厌氧生物反应器，在世界范围内被大量应用并且运转非常成功。其最大特点就是能够形成沉降性能良好，产甲烷活性高的颗粒污泥。厌氧颗粒污泥的形成使UASB中有较高的生物相，从而确保厌氧生化过程稳定高效地运行。迄今为止，许多研究者对厌氧颗粒污泥的形成进行了大量研究，从不同角度提出了不少机制、学说。本文就目前国内外对厌氧颗粒污泥性质、结构及其形成机理的研究作一综

5、述，为进一步研究提供参考。1　厌氧颗粒污泥的基本特性1.1　物理特性　　厌氧颗粒污泥的形状大多数具有相对规则的球形或椭球形。成熟的厌氧颗粒污泥(简称颗粒污泥)表面边界清晰，直径变化范围为0.14～5mm，最大直径可达7mm［1］。　　颗粒污泥的颜色通常是黑色或灰色。但贺延龄和Kosaric曾观察到白色颗粒污泥［1～2］。颗粒污泥的颜色取决于处理条件，特别是与Fe、Ni、Co等金属的硫化物有关。Kosaric等发现当颗粒污泥中的S/Fe值比较低时，颗粒呈黑色［2］。　　颗粒污泥的密度约在1030～1080kg/m3之间。密度与颗粒直径之间的关系尚未能完全确定，一般认为污泥的密度随直径的增大而

6、降低。　　用扫描电镜观察颗粒污泥表面，经常可以发现许多孔隙和洞穴，这些孔隙和洞穴被认为是基质传递的通道，气体也可经此输送出去［3～4］。直径较大的颗粒污泥往往有一个空腔［2］，这是由于基质不足而引起细胞自溶造成的，大而空的颗粒污泥容易被水流冲出或被水流剪切成碎片，成为新生颗粒污泥的内核［5］。颗粒污泥的孔隙率在40%～80%之间，小颗粒污泥孔隙率高而大颗粒污泥孔隙率低，因此小颗粒污泥具有更强的生命力和相对高的产甲烷活性［1］。　　颗粒污泥有良好的沉降性能，Schmidt等认为其沉降速度范围为18～100m/h，典型值在18～50m/h之间。根据沉降速率可将颗粒污泥分为三类：第一种，沉降性能

7、不好，18～20m/h；第二种，沉降性能满意，18～50m/h；第三种，沉降性能很好，50～100m/h。后两种属于良好的污泥［6］。杨秀山在处理豆制品废水时得到了79～180m/h沉降速度的颗粒污泥［7］。1.2　化学特性　　颗粒污泥的干重(TSS)是挥发性悬浮物(VSS)与灰分(ASH)之和。VSS主要由细胞和胞外有机物组成，通常情况下VSS占污泥总量的比例是70%～90%［1，8，9］。Lettinga给出的范围为