厭氧顆粒污泥形成機理

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1、厭氧顆粒污泥及其形成機理郭曉磊　胡勇有　高孔榮摘　要：厭氧顆粒污泥是由產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)乙酸菌和水解發(fā)酵菌等構(gòu)成的自凝聚體，其良好的沉淀性能和產(chǎn)甲烷活性是升流式厭氧污泥床反應(yīng)器成功的關(guān)鍵。顆粒污泥的化學(xué)組成和微生物相對其結(jié)構(gòu)和維持起著重要作用。顆?；^程是一個多階段過程，取決于廢水組成、操作條件等因素。綜述了近年來厭氧顆粒污泥及其形成機理的研究進(jìn)展，內(nèi)容包括厭氧顆粒污泥的基本特性和微生物相、厭氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)及其顆?；^程。關(guān)鍵詞：厭氧顆粒污泥　微生物相　結(jié)構(gòu)　顆?；^程CharactersandMechanismofFormationofAnaerobicGranularSludgeGuoXia

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

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

4、aerobic,themicrobiologicalcomposition,thestructureandthegranulationprocessofanaerobicgranularsludge.▲　　上流式厭氧污泥床(UASB)作為一種高效厭氧生物反應(yīng)器，在世界范圍內(nèi)被大量應(yīng)用并且運轉(zhuǎn)非常成功。其最大特點就是能夠形成沉降性能良好，產(chǎn)甲烷活性高的顆粒污泥。厭氧顆粒污泥的形成使UASB中有較高的生物相，從而確保厭氧生化過程穩(wěn)定高效地運行。迄今為止，許多研究者對厭氧顆粒污泥的形成進(jìn)行了大量研究，從不同角度提出了不少機制、學(xué)說。本文就目前國內(nèi)外對厭氧顆粒污泥性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及其形成機理的研究作一綜

5、述，為進(jìn)一步研究提供參考。1　厭氧顆粒污泥的基本特性1.1　物理特性　　厭氧顆粒污泥的形狀大多數(shù)具有相對規(guī)則的球形或橢球形。成熟的厭氧顆粒污泥(簡稱顆粒污泥)表面邊界清晰，直徑變化范圍為0.14～5mm，最大直徑可達(dá)7mm［1］?！　☆w粒污泥的顏色通常是黑色或灰色。但賀延齡和Kosaric曾觀察到白色顆粒污泥［1～2］。顆粒污泥的顏色取決于處理條件，特別是與Fe、Ni、Co等金屬的硫化物有關(guān)。Kosaric等發(fā)現(xiàn)當(dāng)顆粒污泥中的S/Fe值比較低時，顆粒呈黑色［2］?！　☆w粒污泥的密度約在1030～1080kg/m3之間。密度與顆粒直徑之間的關(guān)系尚未能完全確定，一般認(rèn)為污泥的密度隨直徑的增大而

6、降低?！　∮脪呙桦婄R觀察顆粒污泥表面，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)許多孔隙和洞穴，這些孔隙和洞穴被認(rèn)為是基質(zhì)傳遞的通道，氣體也可經(jīng)此輸送出去［3～4］。直徑較大的顆粒污泥往往有一個空腔［2］，這是由于基質(zhì)不足而引起細(xì)胞自溶造成的，大而空的顆粒污泥容易被水流沖出或被水流剪切成碎片，成為新生顆粒污泥的內(nèi)核［5］。顆粒污泥的孔隙率在40%～80%之間，小顆粒污泥孔隙率高而大顆粒污泥孔隙率低，因此小顆粒污泥具有更強的生命力和相對高的產(chǎn)甲烷活性［1］。　　顆粒污泥有良好的沉降性能，Schmidt等認(rèn)為其沉降速度范圍為18～100m/h，典型值在18～50m/h之間。根據(jù)沉降速率可將顆粒污泥分為三類：第一種，沉降性能

7、不好，18～20m/h；第二種，沉降性能滿意，18～50m/h；第三種，沉降性能很好，50～100m/h。后兩種屬于良好的污泥［6］。楊秀山在處理豆制品廢水時得到了79～180m/h沉降速度的顆粒污泥［7］。1.2　化學(xué)特性　　顆粒污泥的干重(TSS)是揮發(fā)性懸浮物(VSS)與灰分(ASH)之和。VSS主要由細(xì)胞和胞外有機物組成，通常情況下VSS占污泥總量的比例是70%～90%［1，8，9］。Lettinga給出的范圍為