好氧颗粒污泥技术进展及应用现状

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OK好氧颗粒污泥的形成机制_特性及应用研究进展

第31卷第2期2010年2月环境科学ENV I R O N ME NT AL SCI E NCEVo.l 31,No .2F eb .,2010好氧颗粒污泥的形成机制、特性及应用研究进展彭永臻,吴蕾,马勇,王淑莹,李凌云(北京工业大学环境与能源学院,北京市水质科学与水环境恢复工程重点试验室,北京 100124)摘要:好氧颗粒污泥凭借其密实的结构、多样的微生物种群以及优良的沉降性能,已经引起了污水生物处理领域许多学者的兴趣.本文总结了近年来国内外好氧颗粒污泥技术和应用的最新研究成果,包括好氧颗粒污泥的形成机制、好氧颗粒污泥的特性及其微生物相、环境条件对好氧颗粒污泥形成的影响、好氧颗粒污泥模型以及在处理市政污水和含毒工业废水上的应用,并展望了好氧颗粒污泥的应用前景.关键词:好氧颗粒污泥;形成机制;影响因素;微生物相;沉淀时间;曝气强度中图分类号:X70311 文献标识码:A 文章编号:025023301(2010)022*******收稿日期:2009203218;修订日期:2009206226基金项目:国家自然科学基金项目(50808004);北京市高校人才强教深化计划高层次人才资助项目(PHR20090502);北京市教委科技创新平台项目(PXM2008_014204_050843)作者简介:彭永臻(1949~),男,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为污水的生物处理与过程控制,E 2m ai:l pyz @b j ut Advan ces :G ranu la ti on M echan is m,Character istics and App lication of Aerob ic Sl udge G ranu lesPENG Yong 2zhen ,WU Le,i MA Y ong ,WANG Shu 2yi n g ,LI L i n g 2yun(K ey Labora tory of Be iji ng f or W ater Quality Science and W a ter Envi ron m enta l R eco very Engi neer i ng ,College of Environ m enta l and Energy Engineer i ng ,Beiji ng University of Technology ,Be ijing 100124,Ch i na)Abstr ac t :Aerob i c sl udge granules with co mpact struc t ure ,wide diverse m icrobia l spec i es and exce ll ent settli ng capabiliti es have dra wn interest of researchers engagi ng i n work i n t he area of b i olo gica lwastewa ter treat ment .Th i s revie w provi des recent advances o n aero b ic b i ogranulatio n technolo gy and app licati on .Granulati on m echan is m ,characteristi cs and its m icrobia l phase ,i n fluence of d ifferent envi ro nm enta l factors ,granulatio n model and its appli catio n in treating the m un ici pa l and t oxic i ndustria l waste wate r were d i scussed .Then a prospect concerned f or fut u re research is also put forward .K ey word s :aerobic granu les ;for m i ngm echan i s m;e ffecti ng factors ;m icrobia l phase ;se ttling ti m e ;aerati on i ntensit y颗粒污泥是微生物自凝聚形成的一种特殊形式的活性污泥,具有良好的沉降性能、密实的结构、较高浓度的生物量、较强的冲击负荷和抵抗有毒有害物质的能力.颗粒污泥是20世纪80年代首次在厌氧系统中发现的,并应用于废水处理系统,但厌氧颗粒污泥存在着启动时间长、操作温度高以及脱氮除磷效率低等缺点,这就使得好氧颗粒污泥的培养和应用受到了国内外学者的普遍关注.M i s hi m a 等[1]首次在好氧上向流反应器中发现了好氧颗粒污泥,H e ij n en 和van Loosdrech t 在1998年首次申请了好氧颗粒污泥的专利.但是,此时由于好氧颗粒培养方式的诸多局限,导致好氧颗粒污泥的试验研究受到很大限制.好氧颗粒污泥真正的试验研究是从20世纪90年代末开始,一方面借助共焦激光电镜技术从微观层面去了解颗粒污泥形成的机制、途径、物化特性、种群结构与分布等,另一方面从宏观层面研究处理效果、参数优化及运行模式等,并逐渐将好氧颗粒污泥与实际废水联系起来,为好氧颗粒污泥的工业化放大作铺垫.本文总结了国内外有关好氧活性污泥形成的四步途径和三种假说,以及在污水处理过程中的特性和生物相分布,并分析了好氧颗粒污泥形成的影响因素.1 好氧颗粒污泥形成机制111 四步途径关于颗粒污泥的颗粒化过程,国内外学者利用现代分子生物学技术进行了大量研究.L i u 等[2]提出了好氧污泥颗粒的形成主要由以下四步途径完成:¹物理作用使得最初的细菌向细菌靠拢或细菌向基质表面运动,形成最初的微生物聚合体.基质可以是污泥中已经存在的细菌聚合体,也可以是惰性的无机或有机物.运动所需的作用力主要来自水流推动力、扩散力、重力、热力以及细胞之间的相对运动;º物理、化学和生物之间的作用力,使得细菌与细菌之间以及细菌与固体表面之间相互吸附,进一步形成微生物聚合体,但是这种吸附是可逆的;»胞环境科学31卷外聚合物(EPS)产生的生物凝胶是微生物细胞之间强有力的吸引力,这种吸引力使得细菌与细菌之间以及细菌与固体表面之间的吸附不再可逆,微生物聚合体逐渐形成;¼在水力剪切力的作用下,结构稳定的好氧颗粒污泥形成.Chen 等[3~5]在SBR 中用含有500mg/L 苯酚的合成废水成功培养出好氧颗粒污泥,通过多色荧光原位杂交技术,检测了刚接种的新鲜污泥和培养成熟的颗粒污泥的内部结构(见图1).荧光染色和CLS M 都表明,微生物自凝聚是颗粒污泥形成的最初步骤.聚合在一起的微生物在附着点分泌EPS ,增殖使得污泥生长,最终形成颗粒污泥.Step Ñ:未絮凝的细胞;Step Ò:絮凝污泥的蓬松结构;St ep Ó:在核心区域包含死亡细胞的初形成的颗粒污泥:a .蛋白质;b .油脂;c .A 2多糖;d .总细胞;e .死亡细胞;.f B 2多糖图1 好氧颗粒污泥在不同培养阶段中的CL S M 照片F i g .1 C LS M i m ages of aerob i c granu l es i n d ifferent cu l ti vati on stages112 三种假说11211 微生物自凝聚假说微生物的自凝聚现象被认为是颗粒污泥形成的一个假说.Tay 等[6]认为好氧污泥颗粒的形成是微生物在静电斥力和水力作用下的自凝聚过程.发生在细胞内部、细胞之间的相互作用以及多种属的细菌及细菌之间、蛋白质之间的吸附作用,使得微生物相互聚集形成紧密的有规则形状的三维立体结构.事实上,好氧颗粒污泥可以看作是高密度的细菌团体,也可看作是一种特殊形式的生物膜.每个颗粒污泥包含上百万个不同种类的细菌,细菌间的相互黏着促进了好氧污泥的颗粒化,最终形成具有规则椭圆形外观的微生物聚合体.11212 选择压驱动假说在SBR 反应器中,通过控制沉降时间,只有在某个特定的时间范围内沉降速率快的颗粒污泥能在反应器内保存下来,而沉降性能差的就会从反应器中淘洗出去.这种沉降淘洗过程是一个纯粹的物理屏蔽过程,与微生物的性质无关.W ang 等[7]认为颗粒污泥的稳定性会随着选择压的不断增强而逐渐增强.Tay 等[8]通过变化排水口的高度获得不同的选择压,比较了不同的选择压下好氧颗粒污泥的形成过程,研究发现硝化颗粒污泥需要高强度的选择压.11213 胞外多聚物(EPS)假说EPS 是微生物分泌于细胞表面的大分子黏性物质,能够改变细胞表面的物理化学性质,主要包括蛋白质、多糖、腐殖质酸和油脂等,这些物质有利于微生物细胞凝聚,对颗粒污泥的形成和稳定起到重要作用.Liu 等[9,10]认为,EPS 是微生物细胞和颗粒态物质相连接的桥梁.高浓度的多糖可以帮助细胞之间的吸附,并且通过聚合物矩阵增强微生物结构,如果胞外多糖代谢机制受阻,将会影响微生物聚合体的形成.2 好氧颗粒污泥的特性211 物理特性21111 基本特性好氧颗粒污泥与传统的絮状污泥具有完全不同2742期彭永臻等:好氧颗粒污泥的形成机制、特性及应用研究进展的形态特征.成熟的好氧颗粒污泥呈规则的圆形外观,表面光滑,边界清晰,平均粒径分布在012~510 mm,密度从11004~11065不等,含水率一般为97% ~98%,低于普通活性污泥(含水率99%以上),S V I 1216~6415mL/g,远高于普通活性污泥(10mL/g).21112沉降性能颗粒污泥的沉降性决定着固液分离的效率,受其结构和粒径的影响,粒径越大,沉降越快.好氧颗粒污泥的沉降速率是絮状污泥的3倍,较高的沉降速率增加了生物体在反应器内的停留时间,使反应器内维持较多的生物量,提高了生物体的降解能力. 212化学特性21211表面疏水性细胞的疏水性是细胞之间相互结合的重要亲和力.疏水性增加,细菌表面自由能降低,细菌之间的黏附性能增加,从而促使细胞聚集,颗粒污泥的形成随之加剧.蔡春光等[11]在试验中接种污泥细胞表面的疏水性为42%,形成颗粒污泥后细胞表面的疏水性增加到65%.Tay等[12]在研究中发现,颗粒污泥细胞表面的疏水性比接种污泥的疏水性增加了近2倍.21212污泥表面电荷活性污泥表面含有可解离的阴离子基团,相同电荷的污泥粒子相互靠近到一定程度就会发生双电层重叠,产生静电排斥力,在污泥粒子间形成斥力势能,阻碍污泥粒子间的接近.斥力势能的大小与粒子所带电荷数量呈正相关,因此污泥表面电荷降低,污泥粒子间的静电斥力减少,有利于污泥粒子间相互接近聚集形成稳定的颗粒结构.蔡春光等[11]启动试验时污泥表面电荷为-01622meq/g,颗粒结构形成后污泥表面电荷下降了1/2,随后污泥表面电荷变化趋于稳定.21213EPS的组分激光放射矩阵(EE M)可以用来描述颗粒污泥EPS的特征.在波长220~230/340~350nm、270~ 280/340~350nm和330~340/420~430nm处,存在着3个波峰,根据Chen等[13]提出的分类体系,这些物质分别属于Ò(芳香蛋白质)、Ô(可溶解性的微生物的产物)和Õ(腐殖质酸).Adav等[14]使用7种萃取方法将EPS从好氧颗粒污泥中萃取出来,不同萃取方法得到EPS的量不同,并认为用甲酰胺和氢氧化钠等化学物质作为萃取剂要比其他方法优越.Sheng等[15]和Adav等[16]研究发现,EE M波峰强度的改变和位置的改变会引起萃取出的EPS化学性质改变.蛋白质是EPS中的主要成分,其与总糖的比值影响污泥的表面性质,是影响颗粒污泥形成的重要因素,蔡春光等[11]观察到在颗粒的形成过程中蛋白质的含量有增加的趋势,蛋白质与总糖(中性糖和糖醛酸)的比值从2112增加到5135,二者比值的增加,有利于污泥粒子间的凝聚和维持颗粒结构.而多糖在颗粒形成初期有所降低后来略有增加,总体变化幅度较小;糖醛酸和DNA在EPS中占比例较少,在整个颗粒化过程中没有明显的变化.21214颗粒内部溶解氧(DO)梯度Ch i u等[17]通过探针探测颗粒内部D O水平,推算出乙酸培养的颗粒污泥粒径在1128~2150mm 范围内,表观氧扩散系数在1124@10-9~2128@ 10-9m2/s之间;苯酚培养的粒径在0142~0178mm 范围内的颗粒污泥,表观氧扩散系数在2150@10-9 ~7165@10-9m2/s之间.Ch i u等[18,19]研究表明由于聚集在颗粒外围的活性细胞层消耗了大部分吸附的DO,因此在颗粒核心区不存在DO,在长期放置过程中颗粒污泥没有可利用的DO.213微生物生态学特性扫描电镜(SE M)、光学显微镜以及和FIS H联合使用的CLS M都能用来观察颗粒污泥种群结构,以鉴定不同条件下异养菌、硝化菌、反硝化菌、聚磷菌(PAO)和聚糖菌(G AO),发现好氧颗粒污泥内微生物的种群结构和基质种类密切相关.Jiang 等[20~23]鉴定了10株以苯酚培养的成熟颗粒污泥微生物,其中6株属于B2Pr oteobacteria,3株属于Acti n obacteria,1株属于C2Proteobacteria,并且发现属于A2Proteobacteria的PG201在颗粒污泥中普遍存在,且是苯酚降解的优势菌;属于B2Proteobacteria的PG208,苯酚降解能力最小,且有很高的自我聚合趋势.Adav等[24]和Jiang等[25]研究发现,Rodotorula、Tric hosporon和Ca nd i d a tropica lis等酵母菌,也是能降解高浓度苯酚及苯酚化合物的优势菌.另外, W eber等[26]以酿酒废水培养的颗粒污泥中大部分菌属为Thiothri x或Spha erotilus na tans,W illia ms 等[27]以葡萄糖和乙酸为碳源和以硝酸盐为氮源培养的颗粒污泥,主要是Epistylis、Ge otrichum、P ote riooc hro mona s、Ge otric hum klebahnii中的菌株.Toh等[28]利用FI S H2CLS M技术表明,好氧氨氧化细菌N itroso mona s spp.生长在颗粒污泥表面以下70~100L m处,厌氧菌Ba cteroides spp.生长在颗粒275环境科学31卷污泥800~900L m处,在800~1000L m处有一些死亡的细胞.Le ma ire等[29]在小试SB R中通过交替厌氧/好氧运行,以颗粒污泥为介质实现了同步硝化反硝化和除磷,并稳定运行450d,P AO2 Acc umuliba cter spp.为主要微生物,在颗粒污泥外200mm处占主导地位,主要的G AO为Co mpetiba cter spp.,在颗粒污泥内部核心占主导地位.214好氧颗粒污泥的稳定性21411EPS与好氧颗粒污泥稳定性的关系EPS对好氧颗粒污泥的稳定性很重要,EPS的减少会使得聚合在一起的细菌分离.McS wa i n等[30]和Adav等[16,31]使用激光共焦扫描电镜(CLS M)、荧光微球和寡核苷酸探针检测好氧颗粒污泥形成过程中的内部结构变化,M cS wain等[30]使用异硫氰基荧光素(FI TC)、伴刀豆球蛋白A(Con A)凝集素复合物和活细胞核酸染色剂63(S YTO63)以及探针探测了颗粒污泥内部的蛋白质、A2多糖以及细胞,上述学者认为,颗粒污泥内部的非蛋白核心提供了颗粒污泥的稳定性.Adav等[32]利用酶的选择性对EPS中蛋白质、A2多糖,B2多糖和油脂进行水解,研究发现, EPS水解之后好氧颗粒污泥稳定性相应地发生了显著变化.虽然核心区域存在多余的蛋白质,但蛋白质的选择性去除对颗粒污泥的稳定性的影响甚微,而B2多糖的水解会引起颗粒污泥的瓦解.最新的观点认为:颗粒污泥的稳定是由一个网状结构决定的,这个网状结构以B2多糖为骨架,内含有蛋白质、油脂、A2多糖以及细胞.因此,一些特定EPS(不是全部)的富集能够加速污泥的颗粒化和维持颗粒污泥的稳定性.21412环境条件与好氧颗粒污泥稳定性的关系Tay等[33]研究表明,常温下放置8周的颗粒污泥与新鲜的颗粒污泥相比,其粒径变小且外形不规则,由于细胞水解,还会释放可溶性有机物.放置后的颗粒污泥中蛋白质被消化后会形成液泡,而不像新鲜颗粒污泥中存在/间隔0和固体蛋白.但是,Zhu 等[34]在室温下用葡萄糖培养的颗粒污泥在7周后其颗粒大小、颜色和沉降性均没有受到影响.Adav等[35]认为,低温下用苯酚培养的颗粒污泥含有稠密的B2多糖网状结构,比乙酸培养的颗粒污泥更易保存.特别指出的是,在-20e保存的颗粒污泥经过48h的恢复可以保持80%~99%的活性.还发现在-20e保存180d的颗粒污泥内部存在专性厌氧菌属Ba cte roi d es sp..因此,低温有助于保持颗粒污泥的稳定性和恢复细胞的生存能力.在缺少外加有机物的情况下,高温储存的颗粒污泥内部会产生内源呼吸作用,颗粒内部的EPS基质会被厌氧菌/消化0掉,从而导致颗粒污泥解体.215好氧颗粒污泥模型颗粒污泥系统是一个复杂的生物处理系统,受到多种因素的影响,如扩散系数、转移速率、颗粒大小以及微生物的空间分布与密度等.这些因素相互交织,错综复杂,仅用试验的方法无法得到单个因素的影响特性.因此,一个良好的数学模型可以为许多影响好氧颗粒污泥工艺的因素如去除率以及颗粒污泥内部不同微生物种群的空间分布等提供更深入的洞察力[36].K reft等[37]提出的好氧颗粒污泥模型,深入详细地探究了颗粒内部微生物相和EPS分布以及影响颗粒污泥外形的因素如丝状菌枝状生长.Xavier 等[38]提出的多尺度模型描述了4类微生物在颗粒污泥中的二维空间分布:异养微生物、氨氧化菌、亚硝酸氧化菌和聚磷菌,以及微生物种群的代谢机制和好氧颗粒污泥反应器的动力学特性.模型显示,微生物种群沿径向优先分布,与层面相比,种群分布更加不均一.这种生物群体不均匀结构和不对称生长使得用典型的微电极检测方法较为困难.颗粒的外层由于受到侵蚀而包含较少的惰性物质.因此,与活性污泥相比,好氧颗粒污泥包含更多的惰性物质,主要来自细胞衰亡.N i等[39]提出的好氧颗粒污泥数学模型描述了SBR反应器内自养和异养颗粒污泥的同步生长情况.模型假设自养菌生长颗粒污泥外层,异养菌生长在颗粒污泥核心内部,这就说明自养微生物要比异养微生物需要的氧多.同时,他们还研究了反硝化菌在好氧颗粒污泥中的生长和储存行为[40,41].de K reuk等[42]提出的好氧颗粒污泥数学模型,描述了溶解氧的渗透梯度、缺氧和好氧时微生物增长速率以及营养物质的去除.日本W aseda大学提出了一个相似的多尺度硝化颗粒污泥模型,该模型表明产生EPS的异养菌会依靠细胞溶出产物增殖.这些异养菌将生成的部分硝酸盐反硝化,主要在颗粒污泥内部生长.在这些位置,它们分泌EPS,巩固颗粒污泥的结构,增强整个颗粒密实度.硝化菌主要在颗粒的外层生长,脱落速率较快,使得它们的污泥停留时间较短[36].南洋理工大学的I vanov教授提出的模型指出颗粒之间相互碰撞,气泡冲刷和机械搅拌而产生的剪切力会使颗粒机械密实度增强,进而会影响微生物的分布、脱落和颗粒污泥的孔透性.孔透2762期彭永臻等:好氧颗粒污泥的形成机制、特性及应用研究进展性的改变可以影响物质向颗粒内部传递,从颗粒污泥剥离的部分可以形成新的颗粒,两者都会导致颗粒污泥不同的种群结构[36].3影响好氧颗粒污泥形成的影响因素311种泥类型颗粒污泥的接种污泥大多选用污水处理厂中的活性污泥,活性污泥的微生物种群类型对颗粒污泥形成非常重要.与亲水性细菌相比,疏水性细菌更易吸附于活性污泥絮体上,污泥中疏水性细菌越多,具有优良沉降性的颗粒污泥形成的越快.一般而论,丝状细菌和荚膜细菌丰富的接种污泥有利于颗粒化.与接种絮状污泥相比,直接采用厌氧颗粒污泥进行驯化更为简便且成功率高,启动时间短[43,44].312底物组成好氧颗粒污泥已在多种底物中培养成功,如葡萄糖、乙酸、苯酚、淀粉、乙醇、蔗糖、生活污水以及其他含有有机组分的废水.这些底物均具有较高的黏性,可以提高细胞表面的疏水性,有助于细胞之间的相互聚合.但是不同底物培养的好氧颗粒污泥,其内部结构和微生物种群存在明显差异:以苯酚为碳源和能源的颗粒污泥主要以P roteoba cteri u m为主导细菌[20,31];以无机碳源培养的颗粒污泥硝化菌群占优势[8,45];以醋酸盐为碳源的颗粒污泥主要由短杆菌组成;以葡萄糖为底物时,好氧颗粒污泥中观察到大量丝状菌存在,而以乙酸为底物的颗粒污泥结构密实,却没有观察到丝状菌的存在[6].二价和三价的阳离子,如Ca2+、Mg2+、Fe2+和Fe3+等都能与阴离子结合形成颗粒污泥的核心. Jiang等[46]表明,Ca2+能够加速颗粒污泥的形成.当100g Ca2+加入到进水中,16d颗粒污泥培养成功,而不加Ca2+的颗粒污泥形成用了32d.313有机负荷相对较高的有机负荷(OL R)有利于厌氧颗粒污泥的形成,但对好氧颗粒污泥没有显著影响,从215~15kg/(kg#d),好氧颗粒污泥均能形成.但较高OL R会影响到颗粒污泥的物理结构和形状.有研究表明,当进水负荷从310增加到610kg/(kg#d)时,好氧颗粒污泥的粒径从116增加到119mm[47,48].314p H和游离氨p H对颗粒污泥的形成有很重要的影响,低pH 有利于颗粒污泥的形成.Y ang等[49]表明pH为4,有大量真菌存在时,颗粒污泥粒径可达到7mm,当pH 为8时,细菌占优势,粒径仅为418mm.FA的增加可降低细胞的疏水性和EPS的量,使好氧颗粒污泥培养失败.Yang等[50]以乙酸为碳源培养颗粒污泥,当FA浓度<2315mg/L时,颗粒污泥均可培养成功.但目前,p H和FA对好氧颗粒污泥影响的详细抑制机制以及其他代谢产物和化学物质对好氧颗粒污泥可能的抑制还需进一步研究.315SB R的运行方式31511运行周期SB R的运行方式为进水、曝气、沉淀和排水.L i u 等[51]表明,当运行周期从115h增加到8h时,颗粒污泥的比增长速率从01266d-1降低到了01031 d-1,相应的污泥产率(VSS/COD)从01316减少到01063.与运行周期4h相比,颗粒污泥在运行周期为115h时的粒径最大,而且结构最为密实.31512碳源匮乏期碳源匮乏形成的/饥饿期0并不是好氧污泥颗粒化的先决条件,但它却可以增加颗粒污泥的疏水性.有研究表明,即使处于饥饿期,EPS也不会被内源消耗掉,细胞表面疏水性能保持不变[52].但是, Castellanos等[53]和San i n等[54]却发现碳源的缺乏对细胞表面的疏水性有很大影响,较长时间的碳源缺乏会削弱颗粒污泥的稳定性.而SBR的脉冲进水方式却可使得颗粒污泥具有很好的密实性.Liu等[55]研究了强化颗粒污泥稳定性的最佳饥饿时间为313h. 31513曝气强度Adav等[16]研究了用苯酚废水在相同反应器不同的曝气强度下培养颗粒污泥的过程.低曝气强度下,没有颗粒污泥形成.当曝气强度为3L/m in时,颗粒污泥培养成功,粒径稳定在110~115mm,且结构密实.当曝气强度为2L/m i n时,颗粒污泥粒径在310~315mm之间,但表面生长有丝状菌.31514温度大多数颗粒污泥的培养都是在室温下进行,低温下不易培养.de K reuk等[56]研究发现,8e运行下的颗粒污泥外形形状不规则,且表面丝状菌过量生长,导致沉降性能变差,颗粒污泥相应的反硝化和去除有机物的能力也变差.卢然超等[57]研究了8e、15e、22e对形成好氧颗粒污泥的影响,表明22e 下对好氧颗粒污泥的形成有利.31515反应器类型与水流方向高景峰等[58]考察了排水高度和直径比(H/D)对污泥颗粒化的影响,结果表明,H B D=5B1的SBR 反应器用了16d实现了污泥好氧颗粒化,且形成的277环境科学31卷好氧颗粒污泥粒径更大,结构更密实,形态更规则.而H B D=1B1的反应器则用了32d.Tay等[59]采用2个运行条件相同的直径分别是5和20c m的SBR 反应器进行试验,结果发现,在20c m的S BR反应器内污泥均匀的分布,而5c m的SBR反应器内污泥呈轴向分布.20c m的SB R反应器运行100d后,有丝状菌生长,5c m的SBR反应器内好氧颗粒污泥非常稳定,而且无丝状菌过量生长现象发生.Liu 等[2]认为,和完全混合式反应器相比,SBR的循环流动适宜用于培养好氧颗粒污泥.然而,SB R反应器内水力动力学对好氧颗粒污泥的形成和稳定的影响还需进一步研究.4好氧颗粒污泥在污水处理中的应用好氧颗粒污泥具有诸多优势,许多研究学者在实验室规模的好氧颗粒污泥反应器中开展了多种高浓度有机废水、金属废水、含毒物质废水及生活污水的研究,具体见表1所示.表1好氧颗粒污泥在污水处理中应用1)Tab le1Appli cati on of aerob i c granu la sludge i n was t ewater treat m en t处理对象处理效果文献有毒有机废水高浓度苯酚废水当苯酚浓度为500m g/L,颗粒污泥的比降解速率为1g/(g#d);当苯酚浓度为1900m g#L-1,比降解速率为0153g/(g#d)[60]高浓度嘧啶废水(含苯酚)苯酚浓度为500m g/L时,颗粒污泥可降解的嘧啶浓度为250~2500mg/L,最大比降解速率为7310m g/(g#h)[31] P NP废水PNP浓度为4011m g/L,比降解速率为1913mg/(g#h),达到峰值[61] 2,42二氯苯酚废水(DCP)出水2,42DCP和COD浓度为418m g/L和41m g/L,去除率分别为94%和95%,最大比降解速率为3916m g/(g#h)[62] MTBE废水出水MTBE浓度为15~50L g/L,去除率超过9919%[63]奶制品废水容积交换率为50%时,COD、N和P的去除效率分别为90%、80%和67%[64]屠宰废水C OD和TP的去除率在98%以上,TN和VSS的去除率在97%以上[65]氮、磷废水C OD、TOC、PO3-42P、N H+42N、TN平均去除率80%、70%、71%、92%和47%[66]金属废水好氧颗粒污泥对Cu2+和Zn2+的最大吸附速率为24611m g/g和180m g/g[67]颗粒有机废水颗粒污泥浓度为0195g/L MLSS,总C OD去除率为50%,可溶解性C OD去除率为80%[68]含铀废水酸性条件下(pH1~6),可以实现铀的快速吸附(<1h),吸附量在6~100m g/L,最大吸附速率为(218?2)m g/g(干重)[69]1)PNP为对硝基苯酚;MTB E为甲基叔丁基醚由此可见,好氧颗粒污泥包含多种好氧、兼性及厌氧的微生物,组成一个完整的微生物群落,对废水中多种污染物质具有良好的降解潜力,多用于处理高负荷废水和有毒废水,具有沉降系统体积小、抵抗能力强、出水水质好等优点.5存在的问题与展望目前,许多研究学者报道了在SBR反应器中成功培养出好氧颗粒污泥的实例,然而在培养和应用上还存在以下问题:¹好氧颗粒污泥的不稳定性.少量或适量的丝状菌有利于改善颗粒污泥的沉降性能.然而在培养过程中,由于底物、营养物质和DO 在颗粒污泥内部的扩散效率不同,容易引起丝状菌的过量生长,使得沉降性能变差,颗粒污泥被淘洗出来,最终导致颗粒污泥培养失败;º异养菌和目标菌的竞争.与硝化菌、聚磷菌相比,异养菌生长较快,这就使得颗粒污泥中目标微生物数量较少,从而减弱对污染物的去除能力;»目前还没有描述关于好氧颗粒污泥从最初形成到最终消亡的全过程以及颗粒污泥的分层结构生成过程的数学模型.综合目前的研究成果,今后好氧颗粒污泥技术的发展方向为:¹探求各种压力下(如底物、营养物质和D O)丝状菌的生长类型,为抑制丝状菌膨胀提供理论基础;º深入研究各种控制因素的变化对好氧颗粒污泥稳定性的影响,以实现工艺长期稳定的维持;»开发颗粒污泥的联合工艺.颗粒污泥生化反应器可以和其他处理单元联合使用来弥补彼此的不足,如将膜反应器和好氧颗粒污泥结合起来的好氧颗粒污泥膜反应器(AGS BR);¼培养具有基因工程微生物的好氧颗粒污泥.利用基因工程学移植技术把多种目标基因移植到一种微生物体内,使该微生物可以达到降解多种有毒物质的目的.该领域的研究尚处于探索阶段,具有广阔的研发前景.参考文献:[1]M i sh i m a K,Naka m ura M.Self2i m m ob iliz ati on of aerob icacti vated2s l udge)a p ilot2study of t he aerob i c up fl ow sl udgeb l anket process i n mun ici pal se wage2treat m en t[R].Kyoto,Japan:15th Bienn i al Con f of t h e International A ss oc on W ater278。

好氧颗粒污泥处理实际污(废)水的研究与工程化应用进展

好氧颗粒污泥以反应器中污泥浓度高、降速沉度快、冲击负荷能力强、耐能够同时实现脱氮除磷等特点，为目前污（）处理领域的研究热点之成废水
现脱氮除磷等特点成为目前污（）处理领域的研究热点之一。介绍了好氧颗粒污泥在实际城废水市生活污水、工业废水处理中的研究现状，以及基于好氧颗粒污泥的技术开发与工程化应用的最新
研究进展，出其在污水处理设施升级改造或新工艺设计中具有良好的应用前蒂。指
第２６卷
第４期
中国给水排水
ＣＨＩＡＡＴＥＲ＆ＷＡＳＷＴＥＷＡＴＥＲ
Ｖ０．６Ｎｏ４１２．
Ｆｂ．０１ｅ２Ｏ
２１００年２月
好氧颗粒污泥．理实际污（水的研究与．：处：废）工翟化应用进展
季民魏燕杰李超秦菲菲王芬，，，，
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｉｈａｖｎａｅｆｈｇｏｃｎｒｔｏｔｄａｔｇｓｏｉｈｃｎｅｔａｉｎ，ｒｐｉｅｔｎｅｏｉａｄｓｔｉｇｖｌｃｔｓｒｎｂｌｙｔｔ・ｌｙ，ｔｏｇａｉｉｏｗｉｈｔｓａｄｓｏｋｏｄｎｔｎｈｃｌａｉｇ，ａｄｃｐｃｔｆｓｍｕｔｎｏｔｏｅｎｐｏｐｏｕｓｒｍｏａ，ａｒｂｃｒｎｕａｎａａｉｙｏｉｌａｅｕｓｎｉｇｎａｄｈｓｈｒｅｖｌｅｏｉｇａｌｒｒ

好氧颗粒污泥的研究进展

好氧颗粒污泥的研究进展好氧颗粒污泥的研究进展一、引言随着城市化进程的不断加快，城市污水处理厂面临着越来越大的挑战。

好氧颗粒污泥作为一种新型的生物处理技术，被广泛应用于生活污水、工业废水和农业废水的处理过程中。

本文将对好氧颗粒污泥的研究进展进行综述。

二、好氧颗粒污泥的形成机制好氧颗粒污泥是由耐寒、耐酸、耐碱和耐高浓度有机物条件的细菌群体构成的。

其产生的主要原因是良好的沉降性能和附着性能的结合。

在好氧条件下，细菌通过对废水中有机物的降解，产生胞外聚合物，并将颗粒污泥附着在胞外聚合物上，形成一个结构相对稳定的颗粒状污泥。

三、好氧颗粒污泥的特征1. 大比表面积：好氧颗粒污泥相对于传统的生物颗粒污泥具有更大的比表面积，能够提供更多的接触面积，加速废水中有机物的降解。

2. 高活性：好氧颗粒污泥在有机物降解过程中有很高的活性，能够在短时间内完成废水的处理过程。

3. 良好的沉降性：好氧颗粒污泥具有较高的沉降速度，能够减少后续工艺中的沉淀时间和体积。

4. 抗冲击负荷能力强：好氧颗粒污泥能够适应不同浓度和类型的废水，对于冲击负荷有较高的抗性。

5. 高浓度处理能力：好氧颗粒污泥可以在较高浓度下进行处理，节约了处理过程中的能量和药剂的消耗。

四、好氧颗粒污泥的应用好氧颗粒污泥在污水处理方面有着广泛的应用。

其主要应用于以下几个领域：1. 生活污水处理：好氧颗粒污泥能够有效地降解生活污水中的有机物和氨氮，并减少污泥的产生量。

2. 工业废水处理：好氧颗粒污泥能够适应不同类型的工业废水，并对废水中的有机物进行高效降解。

3. 农业废水处理：好氧颗粒污泥在农业废水处理中的应用十分广泛，能够提高农田灌溉水的质量，促进农作物的生长。

五、好氧颗粒污泥的优势和挑战好氧颗粒污泥相对于传统的生物处理技术具有独特的优势，如较高的处理效率、较少的运维成本和较小的占地面积等。

然而，好氧颗粒污泥的应用也面临一些挑战，如操作复杂、运行稳定性不足和污泥浓度波动等。

好氧颗粒污泥技术进展及应用现状

好氧颗粒污泥技术进展与应用现状摘要：好氧颗粒污泥是一种具有良好沉降性能的颗粒状活性污泥.好氧颗粒污泥有较高的生物量，相较传统活性污泥有更高的有机负荷,并且运行成本也相对较低。

因此,通过培养驯化好氧颗粒污泥并用于处理污水厂被广泛关注。

本文简述了好氧颗粒污泥的概况及特性,介绍了相关的培养方法以及在实验室和工程方面的应用,并对好氧颗粒污泥的前景进行了展望.关键词:好氧颗粒污泥;性质；驯化；应用由于我国近些年水体富营养化和水污染严重,水污染控制技术的应用日益广泛.我国现有污水厂大多数采用活性污泥法处理污水.但是活性污泥法有污泥膨胀、沉降性能较差、剩余污泥量大等问题，严重限制了我国的污水处理。

好氧颗粒污泥是废水系统中微生物在好氧条件下，微生物自生自凝聚形成的一种颗粒状、结构紧密、沉降性能好、污染物处理效果明显的特殊的活性污泥，相较传统活性污泥，好氧颗粒污泥不会出现污泥膨胀、出水水质变差等问题。

因此，好氧颗粒污泥应用与工业废水中难降解有机物的去除。

另外,颗粒污泥具有高容积负荷下降解高浓度有机废水的良好生物活性,具有很高的经济价值.通过对好氧颗粒污泥特性的描述,以及对其形成机理进行描述，可以定性的了解好痒颗粒污泥的性质及应用;通过总结好氧颗粒污泥的的驯化及培养方法以及当下对好氧颗粒污泥的应用，预测污水厂应用好氧颗粒污泥的进一步发展。

1 好氧颗粒污泥的技术现状1.1好氧颗粒污泥的特性1.1.1好氧颗粒污泥的物化性质1）基本性质成熟的好氧颗粒污泥呈橙黄色，表面光滑，外观为球形或椭球形，其粒径在0。

5-1.5 mm，纵横比为0.76，形状系数稳定在0.45。

好氧颗粒污泥的沉降速度与其大小和结构有关，一般在30—70m/h，约为传统活性污泥（8~10 m/h)的3倍.好氧颗粒污泥主要包含C、H、O、N、S、P等6种元素，以及少量的Ca、Mg、Fe等金属元素.由于所含无机元素种类不同，污泥颗粒可能出现不同的颜色.如当颗粒污泥含大量钙元素是会呈现白色[1］.采用气升式内循环间歇反应器,分别以蔗糖和乙酸钠为进水碳源对好氧污泥颗粒化进行研究发现,以蔗糖为碳源时,污泥颜色由接种时的棕黑色逐渐变为棕黄色，在运行第7d 时，反应器内出现细小颗粒化污泥,随后颗粒污泥逐渐增多长大，形成成熟的颗粒污泥。

好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展

好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展一、引言随着人口的增加和工业化的迅速发展，污水排放量持续增加，可持续地处理和利用污水成为了亟待解决的环境问题之一。

好氧颗粒污泥污水处理技术是一种高效、经济且环保的处理方法，目前已经得到了广泛的研究和应用。

本文将对好氧颗粒污泥污水处理技术的研究现状和未来发展进行探讨。

二、好氧颗粒污泥污水处理技术的基本原理好氧颗粒污泥污水处理技术是利用特定菌群形成的颗粒污泥，通过生物降解将有机物质转化为无机废物，并同时去除废水中的氮、磷等污染物。

该技术具有操作简单、投资和运营成本低等优点，并且能够实现废水的高效处理和资源回收利用。

三、好氧颗粒污泥污水处理技术的研究现状当前，关于好氧颗粒污泥污水处理技术的研究已经取得了一系列的成果。

研究人员通过实验室试验和中试验证，提出了一系列改进和优化方案，使得好氧颗粒污泥污水处理技术得以更好地应用于工程实践。

其中主要包括以下几个方面的研究成果： 1. 好氧颗粒污泥形成机制的研究研究人员通过对污水处理过程中颗粒污泥的形成机制进行分析，揭示了好氧颗粒污泥形成的微生物机理和生态过程。

这对于优化好氧颗粒污泥的形成和稳定性具有重要的指导意义。

2. 操作条件的优化研究研究人员通过调控污水处理系统中的操作条件，如温度、溶解氧浓度、进水流速等，提高好氧颗粒污泥的形成速率和降解废水的效率。

同时，研究人员还通过引入外部原子团和添加剂等手段，优化好氧颗粒污泥的微生物组合和能力。

3. 废水处理过程中对氮、磷等污染物的去除好氧颗粒污泥污水处理技术不仅能够降解有机物，还能够去除废水中的氮、磷等营养元素污染物。

研究人员通过改进好氧颗粒污泥处理系统中的氮、磷去除工艺，提高了废水中氮、磷的去除率和回收利用率。

四、好氧颗粒污泥污水处理技术的发展方向虽然好氧颗粒污泥污水处理技术已经在实际应用中取得了一定的成功，但仍然存在一些问题和挑战。

为了进一步推动该技术的发展和应用，研究人员需要在以下几个方面进行深入的研究： 1. 提高好氧颗粒污泥的处理效率和稳定性目前好氧颗粒污泥处理技术还存在着同时处理废水中多种污染物和提高处理效率的难题，研究人员需要进一步优化处理系统的操作参数和调控策略，提高好氧颗粒污泥的形成速率和降解废水的效率。

好氧颗粒污泥技术

好氧颗粒污泥技术好氧颗粒污泥因其具有较高的微生物量，具备脱氮除磷能力和良好的沉淀性能，在工业废水和城市污水处理中的应用潜力很大，但在其形成机理方面还存在问题并未彻底弄清。

本文分析了好氧颗粒污泥的特点及其形成过程的影响因素，如胞外聚合物、水力剪切力、温度等；归纳了关于好氧颗粒污泥的形成假说，总结了其在城市污水和工业废水处理方面的应用情况以及好氧颗粒污泥稳定性及形成机理方面存在的问题，论述了好氧颗粒污泥技术今后的发展趋势。

污水生物处理系统内，微生物聚集的形式主要有絮状污泥、生物膜和颗粒污泥3种，其中颗粒污泥由于具有微生物量多、沉降性好等优点而受到研究者的关注。

颗粒污泥中，好氧颗粒污泥（AGS）具有表面光滑、密度大、沉降性能良好、能够维持较高的生物量以及承受较高的有机负荷等优点。

M. Pronk等指出，好氧颗粒污泥系统的总体能耗为13.9 kW·h，比荷兰传统活性污泥厂的平均耗能水平低58%~63%，其出水水质可以达到传统活性污泥法工艺的出水水质甚至更好。

好氧颗粒污泥系统所需要的体积也比现有的常规活性污泥装置所需要的体积低33%左右，在能耗和土建费用方面均有所减少。

与厌氧颗粒污泥相比，好氧颗粒污泥的形成周期较短，约为30 d。

在耗能方面，好氧颗粒污泥可在常温条件下进行培养，同时在污水浓度方面局限性小，对高浓度工业废水和城市生活污水的处理均有良好效果。

污泥在好氧条件下进行培养，颗粒的分层结构形成好氧、缺氧和厌氧区域，其结构特征可以实现一定程度的脱氮除磷效果。

本研究通过对近年来相关文献的整理，拟对好氧颗粒污泥的形成机理进行总结，并对各影响因素之间的相互作用进行分析。

1 好氧颗粒污泥的形成机理好氧颗粒污泥的形成是由众多因素共同作用完成的复杂过程，其中既有微生物的作用，也包含物理、化学等方面的作用，国内外学者对于好氧颗粒污泥的形成进行了长期研究，主要形成以下几种学说。

01 微生物自凝聚原理自凝聚是一种在适当条件下自发产生的微生物凝聚现象。

好氧颗粒污泥的研究进展

好氧颗粒污泥的研究进展好氧颗粒污泥（Aerobic Granular Sludge）是一种由生物污泥自发形成的颗粒状胶状物，具有优良的底物去除能力和沉降性能。

它广泛应用于污水处理领域，成为一种重要的生物处理技术。

本文将介绍好氧颗粒污泥的形成机理、特性及其在污水处理中的应用，同时还会讨论当前研究中存在的问题和未来发展方向。

好氧颗粒污泥的形成是一个自发的过程，通常可以通过在好氧条件下操作A/O（Anoxic/Oxic）MBR（膜生物反应器）系统来培养。

在MBR系统中，碳源和氮源的供应对于好氧颗粒污泥的形成起到关键作用。

通常，底物的有机负荷较高、C/N比较低的条件下有利于好氧颗粒污泥的形成。

此外，污泥搅拌强度的调节也对颗粒污泥的形成有一定影响。

好氧颗粒污泥具有许多独特的特性。

首先，颗粒污泥可实现高效的底物去除，因为颗粒内部具有丰富的氧气和营养物质供应，同时外界底物也可以通过颗粒表面被动态地吸附、解吸。

其次，颗粒污泥具有优良的沉降性能，即使在高浓度悬浮物的情况下也能保持良好的沉降速度和沉降精度。

这对于提高系统的处理能力、减少投加的化学沉淀剂等意义重大。

此外，好氧颗粒污泥还具有较高的抗冲击负荷能力和稳定性，能够适应复杂的操作条件和负荷波动。

好氧颗粒污泥在污水处理中具有广泛的应用前景。

首先，在城市污水处理厂中，颗粒污泥可用于替代传统活性污泥工艺，能够显著减少系统的投资和运行成本。

其次，颗粒污泥能够高效去除底物和氮磷等污染物，提高处理效果并降低排放标准。

同时，颗粒污泥还可用于强化生物除硝、厌氧氨氧化等高级氮移除工艺，为污水处理的提标升级提供了技术支持。

然而，目前在好氧颗粒污泥的研究中还存在一些问题。

首先，颗粒污泥的形成机理尚不完全清楚，需要进一步的研究来揭示其内部的微生物组成和作用机制。

其次，颗粒污泥在长期运行中可能出现破碎和泥团损失等问题，这对稳定运行造成一定困扰。

此外，颗粒污泥的控制和调节方法也需要进一步改进和完善。

好氧颗粒污泥在污水生物处理汇总

好氧颗粒污泥在污水生物处理汇总一、引言随着工业化和城市化的发展，污水的产生和处理成为了一个重要的环境问题。

污水中的污染物，如化学需氧量（COD）和氨氮，是水体富营养化的主要原因，对水生生物和人类健康产生严重影响。

因此，寻求有效的污水处理方法，同时去除COD和氨氮，成为当前的研究重点。

好氧颗粒污泥（AGS）作为一种新型的生物处理技术，具有较高的去除效率和稳定性，受到了广泛关注。

二、好氧颗粒污泥的研究进展好氧颗粒污泥（AGS）是一种由微生物群体在好氧条件下形成的生物膜，具有沉降性能和生物活性。

在过去的十年中，AGS在基础理论和工程应用上都取得了显著进展。

研究表明，AGS对COD 和氨氮有较高的去除效率，且在低温、低溶解氧的条件下仍能保持良好的性能。

此外，AGS还具有较好的抗冲击负荷能力和较高的污泥产率。

在AGS的形成过程中，微生物通过自身的新陈代谢和物理化学作用，将污水中的有机物和氨氮转化为新的生物质和能量。

同时，通过物理作用，微生物将污水中的悬浮物和胶体物质沉降下来，使出水水质得到改善。

这个过程不仅去除了污染物，还产生了具有沉降性能的颗粒污泥，提高了污水处理的效率和质量。

三、污水生物处理的三大工艺污水生物处理的主要工艺包括活性污泥法、生物膜法和厌氧生物处理法。

活性污泥法是最常用的生物处理技术之一，具有处理效果好、能耗低等优点。

生物膜法适用于处理水量较小的污水，具有较高的生物量浓度和较低的能耗。

厌氧生物处理法适用于处理高浓度有机物和含氮、磷的污水，具有能耗低、产甲烷等优点。

四、同步去除COD和氨氮的沉降能力和形成标志在污水生物处理过程中，同步去除COD和氨氮是提高处理效率和质量的关键。

研究表明，AGS具有良好的同步去除COD和氨氮能力。

在AGS的形成过程中，微生物通过自身的代谢活动，将污水中的有机物和氨氮转化为新的生物质和能量。

同时，微生物的物理化学作用将污水中的悬浮物和胶体物质沉降下来，使出水水质得到改善。

连续流培养好氧颗粒污泥研究进展

连续流培养好氧颗粒污泥研究进展连续流培养好氧颗粒污泥研究进展摘要：随着城市化的快速发展，废水处理成为当今社会中日益突出的气候挑战之一。

传统的废水处理工艺方式存在着投资成本高、占地面积大、能耗大以及对水质处理效果不稳定等问题。

为了解决这些问题，连续流培养好氧颗粒污泥出现在废水处理领域，并且取得了显著的进展。

本文将综述连续流培养好氧颗粒污泥的研究进展，包括流培养原理、颗粒污泥特性以及应用前景等方面，对该技术的优点和潜在问题进行分析讨论，以期为废水处理行业的发展提供参考。

1. 引言废水处理是一个复杂的过程，涉及到许多废水的处理技术。

传统的生物处理方法通常采用悬浮生物膜工艺，但其存在着很多问题，如沉淀污泥量大、不易转化有机物质等。

为了解决这些问题，科学家们开展了一系列的研究，发展出了连续流培养好氧颗粒污泥技术。

2. 连续流培养原理连续流培养好氧颗粒污泥技术是一种将废水中的有机物质通过颗粒污泥微生物转化降解的过程。

其基本原理是在适宜的菌落形成条件下，维持颗粒污泥床内生物多样性的稳定，通过废水与氧气的接触，使颗粒污泥微生物对有机物质进行降解。

3. 颗粒污泥特性与传统的生物膜工艺相比，连续流培养好氧颗粒污泥具有明显的特点。

首先，颗粒污泥具有较高的微生物密度，可以降低废水处理系统的占地面积；其次，颗粒污泥具有较好的沉淀性能，可以减少沉淀剂的使用量；此外，颗粒污泥对水质浊度的影响较小，可以提高废水处理系统的稳定性。

4. 应用前景连续流培养好氧颗粒污泥技术在废水处理行业有着广阔的应用前景。

首先，该技术可以有效地去除废水中的有机物质，减少对水体的污染；其次，连续流培养好氧颗粒污泥技术可以提高废水处理系统的处理效率，节约能源消耗；此外，该技术还可以应用于工业废水处理、厌氧微生物颗粒的培养等方面。

5. 优点与潜在问题尽管连续流培养好氧颗粒污泥技术在废水处理领域有着广泛的应用前景，但仍存在一些潜在的问题，如污泥颗粒结构的不稳定性、操作过程中必要的通气、调节等等。

好氧颗粒污泥表征技术研究进展

0 引言污水处理中生物颗粒化技术主要包括厌氧颗粒化技术和好氧颗粒化技术。对于厌氧颗粒化技术 , 各国学者已做了大量的研究工作 , 用于工业化污水处理的厌氧生化装置也已在世界范围内应用, 如 UASB、 EGSB 等
[ 14]
测量法, 随机取若干颗粒污泥 , 在显微镜下利用刻度尺读出长度 a 和宽度 b, 单个污泥的粒径 D = ( ab ) / 2 , 平均粒径由单个颗粒算术平均得到, 胡林林等利用此方法测定好氧颗粒污泥的最小粒径为 0 . 5 mm, 最大粒径接近 4 mm, 70 % 以上的粒径于 0 . 6~ 1 . 4 mm 的范围内
AB STRACT : The study o f the aerob ic granu lar sludge has beco m e concerned topic a long w ith the emerg ing of aerobic granulation bio techno logy . T he researche r had applied d ifferent characterization approachesw hen they studied aerobic g ranular sludge . In the present study , the physica l characterization, physico che m ica l characterization, b ioche m ica l characterization, perfor m ance para m eter cha rac terization of the aerob ic granular sludge and the application o f the PCR , F ISH, DGGE to the aerob ic granu lar sludg e w ere rev iewed . K EY W ORDS : ae robic granular sludge ; character ization; mo lecu lar b io logy techno logy ; m icrob ia l comm un ity

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理探究进展一、好氧颗粒污泥的特性好氧颗粒污泥是一种具有一定规模的聚结结构，由微生物、胞外聚合物和微粒等组成。

它的表面有丰富的三维空间网络结构，提供了微生物生长和代谢所需的环境。

好氧颗粒污泥的微生物群落种类多样，包括有氧和厌氧微生物，在污水处理中发挥着重要的作用。

此外，好氧颗粒污泥具有较高的沉降速度和良好的污泥液固分离性能。

二、好氧颗粒污泥的应用好氧颗粒污泥在生物除磷、生物脱氮、有机废水处理等方面具有广泛的应用。

在生物除磷过程中，好氧颗粒污泥能够通过吸附、沉积和释放磷酸盐等方式将废水中的磷去除，从而达到去除磷的目标。

在生物脱氮过程中，好氧颗粒污泥能够利用有机物为电子供体，将废水中的硝酸盐还原为氮气，实现去除氮的效果。

此外，好氧颗粒污泥还可以用于有机废水的处理，将废水中的有机物降解为无机物，从而净化废水。

三、好氧颗粒污泥的形成机理好氧颗粒污泥的形成机理与微生物的生长、代谢和聚结有关。

经过长时间的好氧反应，微生物群落逐渐适应环境，形成完善的代谢系统。

微生物通过产生胞外聚合物将污水中的有机物吸附和聚结在一起，形成颗粒污泥。

同时，厌氧和有氧微生物之间的协同作用也是颗粒污泥形成的重要机理之一。

厌氧微生物能够提供电子给有氧微生物，增进其代谢活动，从而加速颗粒污泥的形成。

四、好氧颗粒污泥探究的展望目前，对于好氧颗粒污泥的探究主要集中在其特性、应用和形成机理等方面。

将来的探究可以从以下几个方面展开：起首，可以深度探究好氧颗粒污泥的微生物群落结构和功能，以更好地了解其在污水处理中的作用机制；其次，可以优化好氧颗粒污泥的形成过程，提高其形成效率和稳定性；最后，可以探究好氧颗粒污泥与其他污泥处理技术的结合应用，实现更高效的污水处理效果。

综上所述，好氧颗粒污泥作为一种在好氧环境中形成的微生物聚结结构，在污水处理中具有重要的应用价值。

通过对其特性、应用和形成机理的探究，可以更好地理解其作用机制，并优化其应用效果。

好氧颗粒污泥技术的研究与应用

好氧颗粒污泥技术的探究与应用引言随着城市化进程的加快和人口的快速增长，废水处理成为每个城市务必面对的问题。

传统的处理方法往往接受生化池来处理废水，但存在着处理效果不佳、耗能高等问题。

而好氧颗粒污泥技术的出现，为废水处理提供了一种更有效的解决方案。

本文将对好氧颗粒污泥技术进行深度探究和探讨，并对其应用前景进行分析。

一、好氧颗粒污泥技术的基本原理好氧颗粒污泥技术通过引入氧气和废水中的有机物质，利用微生物的代谢作用来降解有机物，最终实现废水的净化。

好氧颗粒污泥技术的基本原理包括颗粒污泥的形成、颗粒污泥的内部微生物的代谢作用以及颗粒污泥的沉降等三个方面。

起首，好氧颗粒污泥的形成是通过水力条件和颗粒之间的吸附力共同作用下实现的。

在水力条件下，废水中的有机物会连续进入反应器内，在微生物的作用下，有机物逐渐降解并产生一定的胞外聚合物。

这些胞外聚合物与颗粒表面的微生物聚集在一起，形成颗粒污泥。

其次，颗粒污泥内部微生物的代谢作用是好氧颗粒污泥技术发挥作用的核心。

颗粒污泥内部的微生物分为好氧和厌氧微生物，其中，好氧微生物主要负责降解废水中的有机物，将其转化为无机物和大分子有机物；厌氧微生物则进一步降解大分子有机物，使其完成最终的净化过程。

最后，好氧颗粒污泥的沉降是指颗粒污泥在处理过程中的沉降速度。

因为好氧颗粒污泥的特殊形态，沉降速度较快，能够在很短的时间内使污泥与水分离，从而实现废水的净化。

二、好氧颗粒污泥技术的优势与传统的生化池处理方法相比，好氧颗粒污泥技术具有以下优势：1. 净化效果好：好氧颗粒污泥技术能够有效降解废水中的有机物质，使废水的COD、BOD等污染物浓度大幅度降低，达到环保要求。

2. 能耗低：好氧颗粒污泥技术的处理过程中不需要额外添加化学药剂，而且接受了生物降解方法，消耗的能量较少。

3. 运行成本低：好氧颗粒污泥技术的设备简易，易于运行和维护，相对于传统的生化池来说，运行成本更低。

4. 空间占用少：好氧颗粒污泥技术可以在一个较小的空间内进行废水处理，节约土地资源。

好氧颗粒污泥技术的研究与应用

好氧颗粒污泥技术的研究与应用作者：周汇张文豪蒋硕颜来源：《知识文库》2018年第14期近几年，水体污染和水资源短缺问题越来越突出。

传统的活性污泥技术由于剩余污泥量大等缺点，给后续的处理带来了较大的负担。

随着厌氧可以污泥技术的发展，好氧颗粒污泥技术克服了剩余污泥量大的缺点，并且能够有效的去除污水中的有机物、氮磷等污染物，所以逐渐被应用到污水处理过程中。

本篇文章主要阐述了近几年国内外学者对好氧颗粒污泥技术的研究现状，好氧颗粒污泥形成过程中的影响因素，以及该技术在污水处理中的应用的情况等。

1 好氧颗粒污泥技术厌氧颗粒污泥技术已经发展成熟并成功地应用到污水处理的过程中，好氧颗粒污泥技术在此基础上也逐渐的发展起来，好氧颗粒污泥中，微生物的结构紧密，污泥的沉降性能良好，能较好地进行泥水分离。

另外，好氧颗粒污泥技术还可以抵抗不良的水利因素和有毒物质对污水处理的影响。

好氧颗粒污泥技术剩余污泥量小，污水处理过程中不需要在设置二沉池和污泥回流等设备，所以，该技术有占地面积小，基建费用低，运行费用少等优点。

该技术还能较稳定的处理低浓度有机废水。

该技术也引起了國内外学者的广泛关注。

2 好氧颗粒污泥技术的研究现状Mishima K等在20世纪90年代初，污泥的颗粒化现象被第一次发现。

这种现象出现在连续流AUSB（Aerobic Upflow Sludge Blanket）的反应器内。

在研究过程中发现该技术中污泥的颗粒化形成条件比较苛刻，并且培养出来的当时污泥也不能有效的去除污水中的氮磷等污染物质。

清华大学的卢然超等研究了有关SBR反应器中污泥的脱氮除磷效果和污泥的沉降性能，在反应器中形成了能够实现同步的脱氮除磷的好氧颗粒污泥。

在该反应器中，污泥对水中的有机物质和总磷的去除效率都比较高，同时对水中的氮的去除效率也达到了80%以上，反应器的出水的水质也比较好。

3 好氧颗粒污泥形成的影响因素3.1 进水的基质和有机负荷率好氧颗粒污泥的培养需要一定的碳源等物质作为培养基质，好氧颗粒污泥对培养基质的要求不高，很多培养基质如葡萄糖，乙醇等物质都能够成功地培养出好氧颗粒污泥，不同的培养基质对好氧颗粒污泥的微生物系统产生不同的影响，会影响到好氧颗粒污泥表面的微生物的微观结构和微生物的类型。

好氧颗粒污泥脱氮功能的研究与进展

污泥颗粒化（ａｕａｉ）ｇｎｌｏ是指废水生物处理系统中的微生物ｒｔｎ在适当的环境条件下，相互聚集形成一种密度较大、体积较大、体质条件较好的微生物聚集体。按照微生物代谢过程中电子受体的不同，颗粒污泥可分为好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥两类。近年来，在处理高浓度有机废水巾，厌氧颗粒污泥的形成得到较好的研究和应用。然而，对于一般市政生活污水，它的应用受到限制。目前，好氧颗粒污泥的研究越来越受到普遍关注，特别是因为以下优点，如：沉降速率高、污泥浓度大以及抗冲击负荷能力强等。好氧颗粒污泥的高沉淀速率和较好的泥水分离效果使得水力停留时间大大缩短，从而节省了基建用地。
ｓｂｔｎｅＥ）Ｔｅｃｍｐｅｅｙａｔｔｐｉｇａｕａｌｄｅｓｃｓｎｔｉｖｎｒｎｌｒｓｕｇ，ｓａｓｎｉｎｄｕｓｃｆＰＳｈｏｌｔｌｕｏｒｈｃｒｎｌｒｕｇ．ｕｈａｉｆｉｇｇａｕａｌｄｅｗａｌｏｍｅｔｅａｏｓｒｏ
（ａｇｏｇＷａｌｎｉｎｎａｇｎｅ，ｔ．Ｇｕｎｚｏ００，ｉａＧｕｎｄｎｎｕＥｖｒｍｅｔｌｏＥｎｉｅｒＣＯ．Ｌｄ，ａｇｈｕ１００Ｃｈｎ）０
Ａｂｓｒｃ：Ａｅｏｉｇａｕａｌｄｅ（ｔａｔｒｂｃｒｎｌｒｓｕｇＡＧＳｅｈｏｏｙｉａｎｗｍｉｒｂｏｏｙｓｌ－ｍｍｏｉｚｔｎｔｃｎｌｇｉｈｈｓｐｏｒｓｅＯｔｅｒｃｎｅａｅＴｅ）ｔｃｎｌｇｓｅ＂ｃｏｉｌｇｅｆｉｂｌａｉｅｈｏｏｙｗｈｃａｒｇｅｓｄｉｈｅｅｔｄｃｄｓｈｉｏ

好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展

好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展好氧颗粒污泥（AGS）污水处理技术研究现状与发展摘要：随着城市化的快速发展，城市污水处理成为了一个新的研究热点。

传统的好氧活性污泥工艺存在处理效率低、投资成本高、耗能大等问题。

由此，好氧颗粒污泥（AGS）技术被提出，其通过微生物聚集形成颗粒污泥，具有高效处理性能、能耗低以及操作灵活等优点，因此备受研究者们的关注。

本文将介绍AGS技术的研究现状和发展前景，分析其存在的问题并展望未来的发展。

关键词：好氧颗粒污泥；污水处理；研究现状；发展前景一、引言随着人口的快速增长和工业化进程的加快，城市污水处理成为了一项紧迫且重要的任务。

污水处理的目标是有效去除水中的污染物，使其达到国家排放标准。

传统的好氧活性污泥工艺因其处理效率低、投资成本高以及能耗大等问题逐渐受到了限制。

因此，开发新的高效、经济、可持续的污水处理技术成为了迫切需要。

二、好氧颗粒污泥技术的研究现状1. 技术原理好氧颗粒污泥（AGS）技术是一种利用特定的微生物构建形成颗粒污泥来进行处理的方法。

好氧颗粒污泥是一种由脱氮、好氧和厌氧菌共同构成的生态系统，其通过微生物的自组装形成颗粒结构。

AGS技术通过在富含氧的环境中引入颗粒污泥，在颗粒污泥内部形成氧、氮和碳等有利于污水处理的环境，从而提高处理效率和降低处理成本。

2. 研究进展AGS技术的研究已经取得了一定的进展。

研究者们通过改良系统结构、优化操作条件、加强菌群筛选等方法来提高AGS技术的处理效率。

同时，一些研究还探索了AGS技术在特定领域的应用，例如海水淡化、污泥厌氧消化等。

这些研究为AGS技术的进一步发展提供了有价值的经验和参考。

三、好氧颗粒污泥技术的发展前景1. 优势和潜力相比传统的好氧活性污泥工艺，AGS技术具有明显的优势和潜力。

首先，AGS技术能够在更短的生化反应时间内达到相同或更高的去除效率。

其次，AGS技术由于使用颗粒污泥，使得处理系统更加紧凑，减少了处理设备的空间需求。

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展摘要：好氧颗粒污泥是一种新型的生物污泥，在污水生物处理领域具有广泛的应用前景。

本文通过综述近年来的研究进展，介绍了好氧颗粒污泥的特性、应用以及形成机理。

主要包括颗粒污泥的特点、好氧颗粒污泥的形成机理、好氧颗粒污泥的应用以及未来研究方向等方面。

本文对于进一步推动好氧颗粒污泥的研究和应用具有一定的参考意义。

关键词：好氧颗粒污泥；特性；应用；形成机理一、引言好氧颗粒污泥是一种由微生物通过自我聚集形成的颗粒状生物团聚物，具有良好的沉降性能。

与传统的活性污泥工艺相比，好氧颗粒污泥具有更高的处理效率和更低的处理成本，在水处理和污水处理领域具有广泛应用的前景。

本文旨在探讨好氧颗粒污泥的特性、应用以及形成机理，为进一步推动好氧颗粒污泥的研究和应用提供参考。

二、好氧颗粒污泥的特性好氧颗粒污泥具有以下几个特点：首先，颗粒污泥中的微生物分布呈现明显的内外层结构；其次，好氧颗粒污泥的外层是氧气供应带，可以实现氧气的向内自上而下的传输；再次，好氧颗粒污泥中的微生物具有较高的溶解氧利用率；最后，好氧颗粒污泥的沉降性能较好，可以实现快速的固液分离。

三、好氧颗粒污泥的形成机理好氧颗粒污泥的形成机理主要包括微生物自聚集、胞外聚合物的生成以及颗粒污泥的成熟等过程。

在污水处理系统中，废水中的有机物经过微生物的分解和氧化，产生胞外聚合物。

这些胞外聚合物通过化学键或物理交联等方式使得微生物自发地形成颗粒状的生物聚集物。

四、好氧颗粒污泥的应用好氧颗粒污泥在污水处理领域具有广泛的应用前景。

首先，好氧颗粒污泥可以有效地去除废水中的有机物和氨氮等污染物，同时降低处理成本。

其次，好氧颗粒污泥可以实现高浓度和高效率的生物处理，提高处理效率。

最后，好氧颗粒污泥还可以用于资源化利用，如生物沼气的产生、土壤改良剂等。

五、未来研究方向虽然好氧颗粒污泥在污水处理领域已经得到了广泛的应用，但是目前仍然存在一些问题需要进一步研究和改进。

好氧颗粒污泥的研究进展

好氧颗粒污泥的培养及应用
• 定义：好氧颗粒污泥可以理解为一种在较低水剪切力下不会凝聚，沉降速度远快于絮状活性污泥的微生物颗粒状聚合体 • 研究路径：好氧颗粒污泥的形成其特性与影响因数稳定化废水处理中的应用
一、研究进展二、形成机制三、基本特性与优点四、影响因数五、在污水处理中的应用六、好氧污泥颗粒化过程中Zeta 电位与EPS的变化特性
六、好氧污泥颗粒化过程中Zeta 电位与EPS 的变化特性
1.实验运行控制
H=140cm D=10cm V=10L 65% T= 6h 进3,厌55，好290 沉10，出2（min）
2.测定方法 1）污泥的zeta电位（Zetasizer Nano z-Malvern法）取一个周期反应末段的混合液，离心，弃上清液，用去离子水配置浓度为6g/L 的污泥混合液，将样品打入样品池，测3次,取平均值。 2）EPS的提取和测定热提取法取反应器周期运行末段污泥混合液，离心，弃上清液，匀浆，再重新悬浮于磷酸盐缓冲溶液中，随后将污泥溶液放置于80℃恒温水浴中加热然后再离心，收集上清液，经微孔滤膜过滤后待用。多糖(PS ) 的测定采用蒽酮硫酸法，蛋白(PN ) 的测定采用考马斯亮蓝法
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一、研究进展
• 第一阶段(1991一1998年)
利用连续流AUSB (Aerobic Upflow Sludge Blanket)反应器培养出好氧颗粒污泥
• 第二阶段(1999一2000年)
好氧颗粒化 (Aerobic Granulation)。热点好氧颗粒污泥形成的基本条件和影响因素。
• 第三阶段(2001年一至今)
四、影响因数
1. 2. 3. 4. 种泥类型底物组成有机负荷 pH值与游离氨

《2024年国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》范文

《国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展，污泥的处理与处置成为了环境保护领域亟待解决的问题。

污泥作为污水处理过程中的副产物，含有大量的有机物、重金属和病原体等有害物质，如不进行合理处理处置，将对环境和人类健康构成严重威胁。

因此，研究国内外污泥处理处置技术的现状及其应用，对于环境保护具有重要意义。

二、国内污泥处理处置技术研究与应用现状（一）技术种类近年来，国内污泥处理处置技术得到了快速发展，主要包括污泥减量技术、污泥稳定化技术、污泥资源化利用技术等。

其中，污泥减量技术主要采用厌氧消化、好氧发酵等方式，使污泥体积减小、性质稳定；污泥稳定化技术则通过物理、化学或生物方法，使污泥中的有害物质得到有效去除；污泥资源化利用技术则将污泥转化为肥料、燃料等资源。

（二）应用情况目前，国内大部分城市都在积极探索和应用各种污泥处理处置技术。

例如，一些大型城市采用厌氧消化技术处理污泥，产生生物气体作为能源；同时，好氧发酵技术也得到了广泛应用，将发酵后的污泥用于农业施肥或制备生物燃料。

此外，一些地方还采用了焚烧、土地利用等方式处理污泥。

三、国外污泥处理处置技术研究与应用现状（一）技术种类国外在污泥处理处置技术方面也有着丰富的经验和技术积累。

主要包括热解、焚烧、湿式氧化等技术。

此外，一些国家还发展了污泥资源化利用的新技术，如将污泥用于生产生物塑料、吸附材料等。

（二）应用情况在欧美等发达国家，由于环保法规严格，污泥处理处置技术得到了广泛应用。

许多国家采用焚烧技术处理污泥，以实现减量化和无害化；同时，一些国家还采用土地利用的方式，将经过处理的污泥用于农业种植或园林绿化。

此外，一些先进的技术如热解、湿式氧化等也在部分国家和地区得到了成功应用。

四、国内外技术对比分析国内外在污泥处理处置技术方面各有优势。

国内技术注重资源的有效利用和环境保护的双重目标，通过厌氧消化、好氧发酵等技术实现污泥的减量化和稳定化；而国外技术在焚烧、热解等方面具有较高的技术水平。