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【億升聚合氯化鋁廠家總結】好氧顆粒污泥原理及應用

作者:億升化工 來源:www.lucyavraamidou.com 日期:2016/12/7 8:39:00 人氣:7

好氧顆粒污泥是由相互聚集的、多物種的微生物構成的團體,被認為是一種特殊的自固定化生物。在過去的20年中,廢水生物處理領域理論研究和工程應用證明,固定化的活性污泥在水質凈化方面比懸浮活性污泥更具有效率。迄今為止,好氧顆粒污泥被認為是最有前途的廢水生物處理技術之一。由于好氧顆粒污泥具有很多優點,因此,近年來對其進行的研究也逐漸增多.但是對于其形成機理卻是眾說紛紜。沒有達成共識。筆者旨在通過對文獻的查閱和分析。綜述近年來好氧顆粒污泥形成機理的研究進展并對不同機理之間的區別與聯系作一些思考。


好氧顆粒污泥的基本特性


在好氧條件下,培養顆粒污泥的條件較為苛刻,并且在不同操作條件和培養目的下培育出的好氧顆粒污泥在顆粒大小、粒徑分布、顏色、功能上也都存在著差異。好氧顆粒污泥的特性:表面光滑、較高密度和高強度、高生物量、耐沖擊負荷、抗有毒物質。好氧顆粒污泥外觀一般為橙黃色或淺黃色,周洵平等總結了不同反應器在各自條件下培養的好氧顆粒污泥的特性


好氧顆粒污泥具有優良的沉降性能和近乎球形的規則形狀。E.Morgenroth等口]研究指出,顆粒污泥的形狀系數穩定在0.45,縱橫比一般在0.79左右。好氧顆粒污泥本身的生物相極其豐富,主要是形態各異的球菌、桿菌等。不同的培養條件對好氧顆粒污泥微生物群落有一定的影響。


好氧顆粒污泥泥水分離性能好,在反應器中能形成較高的污泥濃度。從而提高了反應器的容積負荷和抗負荷沖擊能力;剩余污泥量少,能有效地縮小沉淀池的體積。減少污水處理廠的占地面積;另外.好氧顆粒污泥還具有同步硝化反硝化(SND)功能。


2、好氧顆粒污泥形成機理


顆粒污泥的形成過程是一個包含物理、化學和生物作用的復雜過程,這個過程可以看作是在流體動力條件下.微生物自固定所形成的生物體聚團現象。由于操作條件、反應器類型、進水水質、培養目的不同,因此現有的形成機理并不能詮釋所有顆粒污泥的形成情況。表2對不同的理論作了一個歸類。


2.1晶核假說


晶核假說最先由G.Lettinga等提出,用于解釋厭氧顆粒污泥形成機理,他們認為:顆粒污泥的形成類似于結晶過程。接種污泥或反應器運行過程中產生的無機鹽沉淀或惰性有機物質作為晶核。顆粒污泥在晶核基礎上不斷發育,最終形成了成熟的顆粒污泥。對于好氧顆粒污泥,研究也證實了可適用于晶核假說原理。J.J.Heijnen等向氣提式內循環反應器(BAS)中投加一定量的球狀惰性載體(直徑0.1mm),形成了具有去除COD和氨氮能力的好氧生物膜顆粒污泥,證實了晶核假說。J.P.vanderHoekc]認為:投加鈣離子會加速形成顆粒污泥的原因是鈣離子為顆粒污泥提供了晶核。劉麗等研究了鈣離子在顆粒污泥中的分布,結果表明,鈣粒子分布于顆粒中心,也證實了晶核假說。晶核假說經過多年的研究得到一定程度的發展.劉建國等研究認為,好氧顆粒污泥的形成是絮狀污泥在形成較大粒徑菌膠團之后由于其內部DO缺乏,菌團逐漸解體,而細菌以解體的菌膠團為“內核”和“模板”進行大量繁殖,并最終形成主體菌群,進而形成沉降性能良好的顆粒污泥。這就是在晶核假說基礎上發展起來的“二次成核”假說。但是,有學者研究證明了在沒有投加“晶核”的條件下也會形成顆粒污泥。顆粒污泥并不是以晶核為基礎生長,而是完全靠微生物自身的電中和作用形成的。因此說晶核假說還需要進一步研究。


2.2選擇壓驅動假說


選擇壓可以看作水力負荷率和氣體負荷率(取決于污泥負荷率)的和,這兩個因素在不同沉降特征的污泥組分選擇中起重要作用n”。在反應器中,只有較大顆粒才能在給定的時間內沉淀下來,而密度較小的絮狀污泥由于其沉降性能不好則會被洗脫出系統。類似于生物進化理論,這個物理篩選過程為反應器中的生物量提供了一個“選擇壓”,那些適合系統的,密度高、體積大、沉降性能好的顆粒污泥才能存在于系統中。J.H.Tay等[]研究了不同的選擇壓對硝化細菌顆?;挠绊?,并推斷了污泥顆?;枰獜娺x擇壓。X.H.Wang等[1進行了選擇壓對顆粒穩定性影響的研究。結果表明.在過高的選擇壓下不能形成顆粒污泥,在較低的選擇壓下,顆粒污泥在形成后131d開始分解,只有逐漸提高選擇壓才能培養出穩定成熟的顆粒污泥。


這個沉降一洗脫過程是一個純粹的物理篩選過程,沒有微生物的作用和反應,但是小的絮狀污泥形成大的顆粒污泥需要微生物分泌的胞外多聚物(EPS)相互黏合來抵抗高上流速度產生的剪切力以避免一開始就被洗出[1引,否則,微小的絮狀污泥沒有機會隨著環境變化而形成大顆粒污泥,而且事實證明,很多情況下顆粒污泥都是由小逐漸長大成熟。因此以物理過程來解釋顆粒污泥形成的選擇壓驅動理論仍需要進一步完善。


2.3細胞表面疏水性假說


根據熱力學原理,增加細胞表面疏水性將導致其表面Gibbs能降低,增強細胞間的親和力,使細胞間產生更強的連接,進而形成一個致密結構,更進一步促使凝聚成團的細菌脫離水相.因此可以說細胞表面疏水性是微生物自聚集的重要推動力。蔡春光等研究表明:在顆粒污泥形成過程中微生物細胞表面的疏水性發生了很大的變化.這表明顆粒污泥的形成與細胞表面疏水性的增加有密切聯系。較高的表面疏水性有利于顆粒污泥的形成。B.M.Wilen等也證明.接種污泥中疏水的細菌數目越多。形成良好沉降性能的好氧顆粒污泥的速度就越快。但是,并沒有研究者提到較低的表面疏水性不能形成顆粒污泥。因此,表面疏水性在顆粒污泥形成過程中起了輔助增強的作用,而不是決定性作用。


2.4胞外多聚物假說


胞外多聚物(EPS)是顆粒污泥的一種重要的化學組成部分,其主要物質是多聚糖、蛋白質、酶蛋白、核酸、磷脂及腐殖酸。它能輔助細胞相互粘在一起,因此可能對于污泥顆?;纬蛇^程有幫助。EPS假說是目前較為流行的一種理論。


L.W.HulshoffPol等研究表明.胞外多聚物中的成分和比例與污泥沉降性能有密切關系。J.EScht等在總結前人工作的基礎上提出了胞外多聚物假說模型。C.DiIacoci等研究證實了EPS對顆粒污泥形成的增強作用。有研究表明。饑餓條件會誘發EPS被它的生產者所降解,從而導致細菌分離n,事實上,在SBR反應器中,顆粒污泥的消失與胞外聚合物的急速下降緊密相關。但是饑餓條件也會引起細胞表面疏水性的降低。因此。引起細菌分離的關鍵因素不一定是EPS的減少,細胞表面疏水性的降低也起了一定作用。


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