温度对好氧颗粒污泥形成和稳定的影响

论文摘要

好氧颗粒污泥是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌等菌群组成,具有沉淀性能好、微生物量大、同步脱氮除磷等优点。在市政废水、有毒废水、重金属离子废水等处理上具有重大优势及广阔前景。然而,由于好氧颗粒污泥的稳定性欠缺、能耗高等因素限制,对于好氧颗粒污泥的研究大部分仅限于实验室的理论研究。本课题组在以前的研究中发现,在恒温室中培养未见明显的季节性,而在非恒温室采用水浴控制反应器温度时,颗粒污泥的培养表现出明显的季节性。在夏季难以形成颗粒且不稳定。本课题旨在找出颗粒污泥在夏季高室温难以培养的原因。本实验以西安某污水处理厂氧化沟污泥作为接种污泥,在室温27～31℃下于3个相同的SBR反应器中进行驯化培养,R1原水和反应器均不控温,反应器温度25～28℃,R2原水不控温,反应器控温（23±2℃）,R3原水与反应器都控温（23±2℃）,利用无纸记录仪记录反应器及原水温度,并记录室温。通过对水质参数、颗粒形态、颗粒沉淀性、丝状菌等参数进行分析,确定了夏季颗粒污泥难以稳定的原因。实验结果表明：（1）三个反应器均形成了好氧颗粒污泥,但伴随着大量丝状菌。R1、R2、R3的粒径范围分别是是1152.2～2385.5μm、467.0～1361.1μm、444.7～1326.0μm。R1、R2、R3圆度在3以下分别占颗粒总体积的43.29%、90.25%、66.26%。较高的反应器温度不利于形成规则颗粒,进水温度略高的反应器（R2）有利于形成规则的颗粒。（2）反应器温度对颗粒的形成和稳定的影响要大于进水温度的影响,夏季较高的曝气温度是颗粒难以形成和稳定的主要原因。（3）曝气温度低于反应器温度有利于消除颗粒的非空间平衡生长及有利于颗粒污泥的稳定；曝气温度高于反应器温度会强化颗粒的空间非平衡生长,加剧颗粒内部的空洞化,不利于颗粒的稳定生长。（4）曝气温度与颗粒表面的温差,进水时水温的变化,导致一些异养菌难以适应,而丝状菌在变化中占据竞争优势,导致丝状菌快速繁殖。（5）高室温条件下,温度首先影响硝化菌,NH4+-N去除率远远小于冬季（其余实验条件相同）。系统恶化之前,温度对异养菌影响甚微,丝状菌的大量存在并未导致出水COD升高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 水资源及水污染
• 1.2 水污染的处理方法
• 1.3 温度与废水
• 1.4 温度对有机废水处理影响的研究现状
• 1.4.1 温度对活性污泥法的影响
• 1.4.2 温度对生物膜法的影响
• 1.4.3 温度对厌氧生物处理的影响
• 1.5 研究背景和意义
• 1.6 课题来源
• 1.7 主要研究内容
• 2 好氧颗粒污泥的研究现状
• 2.1 好氧颗粒污泥形成机理
• 2.1.1 "晶核假说"原理
• 2.1.2 胞外多聚物（Extracelleular Polymer,简称ECP）假说
• 2.1.3 自凝聚（auto-immobilizationo:self-immobilization）原理
• 2.1.4 选择压驱动假说
• 2.1.5 真菌（丝状菌）假说
• 2.2 好氧颗粒污泥的稳定性研究
• 2.2.1 基质对好氧颗粒污泥稳定性的影响
• 2.2.2 曝气对好氧颗粒污泥稳定性的影响
• 2.2.3 饥饿状态对好氧颗粒污泥稳定性的影响
• 2.2.4 菌群对好氧颗粒污泥稳定性的影响
• 2.2.5 温度对好氧颗粒污泥稳定性的影响
• 2.3 好氧颗粒污泥技术的应用研究
• 3 实验装置及方法
• 3.1 实验装置
• 3.1.1 实验装置及流程
• 3.1.2 实验条件
• 3.1.3 接种污泥及实验废水的组成
• 3.2 实验测定项目及方法
• 3.2.1 葡萄糖和乙酸含量的测定
• 3.2.2 颗粒形态观察
• 3.2.3 颗粒粒径分析
• 3.2.4 MLSS、出水SS
• 3.2.5 出水水质的测定
• 3.2.6 SVI测定
• 3.2.7 温度的测定及记录
• 3.2.8 pH的测定
• 3.2.9 状菌的测定
• 4 温度对好氧颗粒污泥形成及稳定的影响
• 4.1 环境温度对原水水质的影响
• 4.2 颗粒的形成
• 4.3 温度对沉降性能的影响
• 4.4 温度对出水水质的影响
• 4.5 温度对丝状菌的影响
• 5 讨论
• 5.1 环境对微生物的选择
• 5.2 进水温度对好氧颗粒污泥形成的影响
• 5.3 恒温室与水浴控制条件下曝气的差异
• 5.4 温度对沉淀性能的影响
• 5.5 温度对丝状菌的影响
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录:在学术刊物上发表的论文