厌氧颗粒污泥的特性及其培养和应用研究

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1、厌氧颗粒污泥的特性及其培养和应用研究1、厌氧颗粒污泥的特性2、厌氧颗粒污泥的培养3、厌氧颗粒污泥的应用4、厌氧颗粒污泥的前景和展望1、厌氧颗粒污泥的特性厌氧颗粒污泥的外观并不十分规则，一般呈球形或椭球形，肉眼可观察到颗粒的表面包裹着灰白色的生物膜。成熟的厌氧颗粒污泥表面边界清晰，直径变化范围为0.5~3mm（最大直径可达7mm），密度约在1.03~1.080kg/m3之间。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，一般呈灰黑或褐黑色。通常颗粒污泥具有良好的沉降性能。沉降速度多在5~10mm/s之间。厌氧颗粒污泥的性质与培养条件有关。采用不同形式的反应器，不同的操作条

2、件，不同种类的处理废水等都会培养出不同性质的颗粒污泥，因此对颗粒污泥品质的优劣很难有明确的定义。我们讨论颗粒污泥的特性时，主要考虑其颗粒化程度、沉降性能、及活性。通常情况下，颗粒化程度越高，粒径越大的颗粒污泥沉降性能越好，对有机物的去除率也就越高。金涛等人[2]通过对内循环厌氧反应器颗粒污泥沉降性能的研究，得出结论：污泥床下部大粒径污泥比上部多，而污泥床下部的颗粒污泥的沉降速度要比上部大。然而，颗粒污泥的产甲烷活性，似乎不与上述呈同样的规律。HulshoffPol等研究表明[3]，主要由杆状菌、丝状菌组成的球形及松散球形颗粒污泥的粒径较大，且丝状菌附着在惰性粒子表面的丝状菌含量越多，污泥

3、颗粒粒径越大，沉降性能越好，对有机物去除率也就越高；主要由产甲烷八叠球状菌组成的紧密球状颗粒污泥，产甲烷活性较前者高很多，但其粒径较小，沉降性能不如前者，因而所能承受的负荷也不如前者高。由此我们可以预见，分开培养不同菌种组成、产生于不同阶段的颗粒污泥，会利于它们各司其职，取得更好的处理效果（尤其是脱氮除磷效果），这将成为厌氧污泥技术发展的一个趋势。沈耀良教授等[3]对于ABR反应器处理高、低浓度废水时污泥的颗粒化及其微生物生态特性的研究证明了这点。ABR反应器中，每个隔室中进行着由不同种群微生物参与的对有机基质的生物降解过程。另外，徐宏英等[4]在35℃下以奶粉人工合成废水为底物连续进行

4、了两段厌氧反应（ⅠⅡ-ASBR），对ⅠⅡ两柱中厌氧颗粒污泥的形态及微生物组成进行扫描电镜观察，并测定了其不同基质中的比产甲烷活性。结果表明，ⅠⅡ-ASBR反应器中微生物均以颗粒污泥的形式存在，Ⅰ柱的颗粒污泥粒径大，结构紧密，菌群复杂多样，以球菌、杆菌及甲烷八叠球菌为主；Ⅱ柱中的颗粒污泥粒径较小，呈明显的多孔、网状结构，菌群以产甲烷丝菌及短杆菌为主，球菌较少。若从比产甲烷活性角度，Ⅰ柱颗粒污泥以产氢产甲烷菌及甲烷八叠球菌为主，Ⅱ柱中颗粒污泥则以杆菌及甲烷丝状菌为优势。两柱均能形成适合各自运行模式及环境条件的优势菌。2、厌氧颗粒污泥的培养21接种污泥及接种量厌氧消化污泥、河底淤泥、牲畜粪便、

5、化粪池污泥及好氧活性污泥等均可作为污泥种而培养颗粒污泥。如果接种污泥已经是颗粒污泥，只需培养驯化一下即可，采用颗粒污泥为种泥，可加快颗粒化进程，缩短反应器的启动时问。如果采用活性污泥接种的话就比较麻烦，但共同点必须是种泥内含有可降解目标废水中有机物的微生物。一般说来，用处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥是最有利的[10]。没有处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥时，厌氧消化污泥或粪可优先考虑。池勇志等[11]的研究表明，为了高效、快速地降解废水中的难生物降解有机物,建议向厌氧反应器中投加优势菌(产甲烷菌),以进一步提高厌氧反应器降解废水中难生物降解有机物的效率和速度。所需的接种量目

6、前还没有明确的界定，一般认为接种量为UASB反应器有效容积的10％一30％为佳。22废水中有机物浓度及营养元素、微量元素的含量废水的性质对颗粒污泥的驯化、培养有着直接的影响，同时在很大程度上决定颗粒污泥的组分和特性。张伟[5]通过以城市污水处理厂厌氧消化污泥接种的UASB处理不同有机物浓度的废水，得出结论：利用厌氧反应器处理不同类型的废水可得到不同性质的颗粒污泥，肺水中有机物含量高的颗粒污泥产甲烷活性较好，有机负荷高的进水得到的颗粒污泥粒径较大。培养颗粒污泥的进水COD浓度一般在1000-5000mg/L为宜，高的进液浓度有利于底物向构成颗粒污泥的细菌细胞传递，因而有利于颗粒污泥的形成和

7、生长。但浓度不能过高，过高时细菌生长过快，形成的污泥结构松散、沉降性能差；过低会延长培养时间，甚至难以形成厌氧颗粒污泥。[1]在当废水中N、P等营养元素不足时，不易于形成颗粒，对于已经形成的颗粒污泥会发生细胞自溶，导致颗粒破碎，因此要适当加以补充[6]。N源不足时，可添加氮肥、含氮量高的粪便、氨基酸渣及剩余活性污泥等；P源不足时，可适当投加磷肥。SharmaJitender等[7]研究发现少量铁、镍、钴和锰等微量元素离子的加入能提高