好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)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(yīng)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(duì)好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其穩(wěn)定性進(jìn)行了基礎(chǔ)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(shí)際生活污水,在H/D分別

2、為1:1、1.5:1和5:1的3個(gè)SBR反應(yīng)器(編號(hào)分別為A、B和C)中培養(yǎng)好氧顆粒污泥,研究反應(yīng)器的H/D對(duì)污泥好氧顆?；挠绊?。粒度分布、污泥形態(tài)觀察結(jié)果表明在較大H/D反應(yīng)器中所形成的好氧顆粒污泥粒徑更大,結(jié)構(gòu)更密實(shí),更穩(wěn)定,形態(tài)更規(guī)則。C反應(yīng)器的顆粒污泥多由球菌和桿菌組成,無(wú)絲狀菌；而A、B反應(yīng)器的顆粒污泥含有大量的絲狀菌。在此基礎(chǔ)上,探究H/D、最小沉速、沉淀時(shí)間等因素之間的相關(guān)關(guān)系,為好氧顆粒污泥技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供思路。

3、 采用高速離心法、EDTA法、陽(yáng)離子交換樹(shù)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(duì)這五種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)以及對(duì)EPS組分深入分析。結(jié)果表明,EPS的主要成分除蛋白質(zhì)、多糖和核酸外,還有一定量的類腐殖酸和類富里酸物質(zhì)。單純高速離心法無(wú)法有效提取EPS;勻漿對(duì)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(zhì)流失,因此透析前后的EPS提取液均應(yīng)作為分析對(duì)象。CER法較為溫和,不容易造成細(xì)胞破壁,是一種比較有效的方法。雖然甲醛+NaOH法對(duì)EPS的提取最大,但對(duì)細(xì)胞的破壁程度也最大。EDTA和甲醛嚴(yán)重干擾核酸的化學(xué)測(cè)定,使結(jié)果偏大。EDTA和NaOH嚴(yán)重干擾胞外蛋白的三維熒光光譜分析。 在對(duì)五種方法進(jìn)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(duì)這四種活性污泥EP

5、S中成分深入分析。結(jié)果表明,不同種類活性污泥EPS含量不同,由化學(xué)測(cè)定結(jié)果和三維熒光光譜結(jié)果得到四種活性污泥EPS含量大小順序?yàn)椋簠捬躅w粒污泥>好氧顆粒污泥>普通活性污泥>厭氧酸化污泥。試驗(yàn)對(duì)比了厭氧顆粒污泥清洗前后EPS三維熒光光譜結(jié)果,證明水質(zhì)對(duì)EPS結(jié)果有嚴(yán)重的影響。同時(shí),結(jié)果表明顆粒污泥EPS含量大于絮狀污泥EPS,EPS在污泥顆粒化過(guò)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(dǎo)致培養(yǎng)的

6、好氧顆粒污泥特征不同。本實(shí)驗(yàn)采用乙醇、醋酸鈉、蛋白胨和葡萄糖四種物質(zhì)分別作為單一碳源培養(yǎng)好氧顆粒污泥。結(jié)果表明,采用乙醇碳源無(wú)法實(shí)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?qū)崿F(xiàn)污泥顆?；?但在顆粒周圍發(fā)現(xiàn)大量絲狀菌生長(zhǎng)。而以蛋白胨和葡萄糖為碳源,實(shí)現(xiàn)污泥好氧顆粒化的時(shí)間短,且沒(méi)有發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。4個(gè)反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中,始終保持較好的CODcr去除率,均在90％左右。在顆粒化過(guò)程中EPS發(fā)生了明顯的變化,顆?；^(guò)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(dāng)顆粒污泥發(fā)生絲狀菌污泥膨脹時(shí),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(duì)好氧顆粒污泥絲狀菌膨脹有一定的影響。采用三個(gè)完全相同的反應(yīng)器(R1、R2和R3)分別培養(yǎng)好氧顆粒污泥。R1和R2采用預(yù)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(yīng)器曝氣量為0.08m3/h,R2和R3反應(yīng)器曝氣量為0.04m3/h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,接種好氧顆粒污泥較

8、接種普通活性污泥更易實(shí)現(xiàn)污泥好氧顆?；?；以糖類物質(zhì)為底物培養(yǎng)的好氧顆粒污泥,在高負(fù)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(yīng)控制反應(yīng)器中CODcr:N:P的比例、在有機(jī)負(fù)荷升高時(shí)及時(shí)調(diào)整DO濃度。 以厭氧/好氧方式運(yùn)行SBR反應(yīng)器處理實(shí)際生活污水,考察沉淀時(shí)間對(duì)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(yùn)行階段,出水磷含量平均在0.92mg/L左右,最低為