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好氧颗粒污泥被认为是微生物自凝聚的产物,它与传统活性污泥相比具有很多优势,因此受到人们越来越多的关注。水流剪切力、沉淀时间、容积负荷和换水率等因素对好氧颗粒污泥的形成分别表现出不同程度的影响。其中,关于沉淀时间对污泥颗粒化的诱导作用,许多研究都是在不断减少沉淀时间或在较短的沉淀时间内培养好氧颗粒污泥的,从而掩盖了水流剪切力、容积负荷等其它影响因素对颗粒化的作用。针对这一问题,本文通过对污泥颗粒化的关键影响因素,如污泥接种量、沉淀时间、容积负荷和曝气强度,进行系统的研究来揭示它们对好氧颗粒污泥形成和稳定的作用。论文获得的主要结论如下:
(1)在污泥接种体积为25﹪、沉淀时间为50min、曝气强度为0.0047~0.0056m/s(此时曝气量为1.0~1.2L/min)、容积负荷为0.25kg/(m3d)的情况下,成功地培养出了粒径较大、数量较多的好氧颗粒污泥,其颜色呈棕黄色。污泥接种体积为50﹪和75﹪,在其他条件相同的情况下,也出现了少量细小的颗粒污泥。
(2)在沉淀时间为5min、污泥接种体积为25﹪、曝气强度为0.0003~0.0007m/s(此时曝气量为0.1~0.2L/min)、容积负荷为0.5kg/(m3d)的情况下,经过40d的培养驯化,未能出现颗粒污泥,污泥形态仍呈絮状,且一部分污泥沉底导致泥水混合液中污泥浓度有所降低。其间产生的颗粒污泥诱导核因结构松散且不稳定而不断解体成絮状,对污泥颗粒化没有贡献。
(3)用低曝气强度实验结束时的絮状污泥接种,将曝气强度提高为0.0047~0.0056m/s(此时曝气量为1.0~1.2L/min),在容积负荷为0.5kg/(m3d)的情况下,逐渐缩短沉淀时间,成功地培养出了好氧颗粒污泥。初期颗粒呈棕黄色,后来逐渐转变为米粒大小的淡黄色颗粒污泥和粒径较大的黑色颗粒污泥,且反应器中污泥完全颗粒化。
实验表明,好氧颗粒污泥的形成遵循诱导核机制,即成熟颗粒污泥由不同尺度诱导核转化而成,诱导核的形成和稳定是污泥颗粒化的关键。曝气强度是颗粒污泥诱导核形成和稳定的关键影响因素,沉淀时间、自由沉淀空间和容积负荷对诱导核形成之后的颗粒污泥成长、稳定以及颗粒形态有重要影响。沉淀时间还影响着污泥颗粒化程度是否完全。