好氧顆粒污泥培養(yǎng)及微型動物群落和多樣性研究.pdf

1、好氧顆粒污泥（Aerobic granular sludge，AGS）介于活性污泥和生物膜之間，又比懸浮生物填料有更高的微生物活性和承受能力，是近年來新興的處理技術。相較于絮狀污泥，好氧顆粒污泥具有極佳的沉降性能、單位容積對有機物的處理效果好、可承受較高的沖擊負荷、減少對二沉池的體積要求以及可同時脫氮除鱗的特點。對于好氧顆粒污泥的培養(yǎng)，由于研究者不同的方法和實驗條件，其形成機理和培養(yǎng)方法很難達成共識。選擇顆粒污泥進行培養(yǎng)，系統(tǒng)啟動速度較

2、快，可大大縮短污泥培養(yǎng)周期，但目前顆粒污泥較為昂貴，好氧顆粒污泥就更為稀缺，尚不適合大規(guī)模的實際工程應用。許多研究顯示，微型動物在好氧顆粒污泥形成過程中對顆?；型苿拥淖饔谩鹘y(tǒng)活性污泥中生物相的診斷已經(jīng)較為成熟，而好氧顆粒污泥具有更豐富、復雜的微生態(tài)系統(tǒng)有待研究。鑒于此，本文在利用晶核培養(yǎng)好氧顆粒污泥的基礎上，探索顆粒污泥形成過程中微型動物的群落物種多樣性及穩(wěn)定性。
　　本研究主要內容包括：⑴采用氣升式間歇反應器(SBAR，Se

3、quencing Batch Airlift Reactor)，并使用蔗糖、牛肉膏蛋白胨及馬鈴薯淀粉為營養(yǎng)物質的模擬生活污水進行好氧顆粒污泥的培養(yǎng)。研究表明，接種活性污泥（R1）和在此基礎上另投加厭氧顆粒污泥（R2）以及氫氧化鐵鐵絮體（R3）為晶核的條件下，成功馴化得到成熟的好氧顆粒污泥的時間均為50d左右，3組反應器中最終成熟的好氧顆粒污泥粒徑分別為：604.7μm、643.8μm、640.4μm；COD的去除率達到：93%；NH+4

4、-N的去除率均在第50d達到97.5%；0.5mm粒徑的顆粒沉降速度分別為：5.647 cm/s、5.756 cm/s、5.682 cm/s；含水率分別為：96%、95%、95%；比耗氧速率（SOUR）分別為：2.19mg O2/(MLVSSg·min)、2.36mg O2/(MLVSSg·min)和2.63 mg O2/(MLVSSg·min)；脫氫酶活性分別為：3.517μg TF/（mgMLSS·h）、5.889μg TF/（mg

5、MLSS·h）、6.485μg TF/（mgMLSS·h）。污泥體積沉降指數(shù)SVI在20~30ml/g之間。R2、R3在日常鏡檢中可以看出其顆粒圓度和完整度要高于R1,且微生物活性R2、R3要明顯大于R1。⑵在對不同大小的有機晶核進行比較的研究中，R1’為對照組，分別在實驗組投加厭氧顆粒污泥（R2’）和破碎后的厭氧顆粒污泥（R3’），在負荷較低的情況下在第50d培養(yǎng)出了穩(wěn)定的好氧顆粒污泥。COD、TN、NH4+-N的去除率為95%、70

6、%和95%，MLSS分別為5.4、5.5、6.0g/L；SVI最終穩(wěn)定至35mL/g；沉降速度分別為：4.886 cm/s/4.986 cm/s/4.935 cm/s。R1、R2、R3分別在第55d、50d和40d形成了顆粒，可以看出破碎厭氧顆粒污泥的投加的確比普通絮狀活性污泥更有利于促進絮狀污泥的顆粒化，但是 R3的顆粒形狀不均勻，且穩(wěn)定性、抗沖擊能力較差。在溫度降低之后，R3最先破碎。⑶以第一輪實驗中普通活性污泥和生物鐵污泥成粒過程

7、中微型動物群落作為研究對象，系統(tǒng)考察了活性污泥馴化過程中微型動物群落結構和優(yōu)勢種群變化規(guī)律，同時比較了兩組好氧顆粒污泥體系在形成顆粒過程中微型動物群落物種多樣性、穩(wěn)定性及微生物指數(shù)（SBI）。結果表明，好氧顆粒污泥培養(yǎng)前期與活性污泥法馴化期的微型動物群落演變相似，種群先增多后趨于穩(wěn)定的過程：微型動物群落的結構和多樣性的穩(wěn)定要在顆粒形成之后并滯后于處理效果穩(wěn)定（COD、TN、TP等）。在對照組R1和投加鐵的R3中，微型動物的物種穩(wěn)定性和多

8、樣性穩(wěn)定性比較而言，馴化初期R3比R1穩(wěn)定性要差，但是顆粒成熟之后，R3要優(yōu)于R1。⑷通過對不同方法下好氧顆粒污泥的形成進行研究，以更快的時間馴化出不同性能的穩(wěn)定好氧顆粒污泥，對形成過程中的微型動物群落進行分析，結果表明，顆粒化過程中微型動物種群群落結構的演替異于活性污泥工藝。在好氧顆粒污泥形成過程中，微型動物、水力選擇壓（沉淀時間）和水力剪切力（曝氣強度、反應器構型等）相互協(xié)作對顆?；兄匾淖饔谩６Ш说耐都?，可以促進顆粒的形成，