厌氧颗粒污泥形成机理
厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展
厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展摘要：厌氧氨氧化颗粒污泥是一种重要的废水处理技术，在生物处理领域具有广泛应用前景。
本文总结了厌氧氨氧化颗粒污泥的聚集机制研究进展，包括颗粒污泥的形成、聚集和分离过程。
在形成过程中，厌氧氨氧化细菌通过产生胞外聚合物和微生物吸附物质的积累从而实现生物聚集。
在聚集过程中，胞外聚合物起到了重要的作用，通过黏合作用和电荷中和作用，促使颗粒之间的聚结。
分离过程中，外部条件的改变如剪切力和沉淀剂的添加等可以使颗粒分离。
此外，本文还对厌氧氨氧化颗粒污泥的应用前景进行了展望。
一、引言近年来，随着生物技术的发展和对废水处理效果的要求不断提高，厌氧氨氧化颗粒污泥作为一种革命性的废水处理技术逐渐引起了人们的关注。
厌氧氨氧化颗粒污泥通过在厌氧条件下利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为亚硝酸盐，进一步转化为硝酸盐，从而实现废水处理和氮的回收。
与传统的硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化技术具有能耗低、处理效果好、污泥产生少等优点。
然而，厌氧氨氧化颗粒污泥的形成、聚集以及分离机制仍然存在一定的争议，阻碍了技术的进一步开发和应用。
二、厌氧氨氧化颗粒污泥的形成机制在厌氧氨氧化颗粒污泥的形成过程中，微生物的聚集是关键。
研究发现，微生物会通过产生胞外聚合物（EPS）和微生物吸附物质（MA）的积累，从而促使颗粒的形成。
1. 胞外聚合物的作用胞外聚合物是微生物聚集的重要组成部分，其主要由多糖、蛋白质和核酸等组成。
研究表明，胞外聚合物具有黏合作用和电荷中和作用，使微生物聚集形成颗粒。
黏合作用是指胞外聚合物通过自身的粘性和粘附性质使微生物聚结在一起，形成颗粒。
电荷中和作用是指胞外聚合物通过吸附离子和中和电荷的方式，促使微生物颗粒之间的聚集。
2. 微生物吸附物质的积累微生物吸附物质是一类由微生物产生并分泌至其周围的物质，包括胞外酶、活性酶以及细菌外酶等。
这些物质在微生物的周围形成一层保护膜，保护微生物免受外界环境的不利影响，促使微生物在污泥颗粒之间形成聚集。
废水厌氧处理中颗粒污泥的形成与解絮
废水厌氧处理中颗粒污泥的形成与解絮甜菊糖属于第三代糖源（甜味剂），因其具备纯天然、高甜度、低热量的特点，受到越来越多的推广和应用，本期我们从颗粒污泥入手并结合甜菊糖生产废水厌氧处理案例，剖析颗粒污泥的形成过程与解絮原因。
甜菊糖生产废水主要包含两大部分；一类是吸附流出液，主要含有一些钙盐、铁盐、植物蛋白、色素、有机物、COD等，第二类是树脂再生处理废水，含有一些钠盐，有机杂质等，废水通过水解酸化预处理之后，调节好PH、水温、营养物质等然后泵入IC罐。
IC罐也就是通常所说的内循环厌氧反应器，如下图所示;结构类似于2层UASB串联而成。
其由上下两个反应室组成。
废水在IC罐中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化后的从反应器上部溢流排出。
IC的最大特点就是能够形成沉降性能良好、产甲烷活性高的颗粒污泥。
厌氧颗粒污泥的形成又能够保障较高的生物相。
从而确保厌氧生化过程稳定高效地运行。
良好的颗粒污泥有以下三个特性：①、物理特性；颗粒污泥具有相对规则的球形或椭球形，良好的厌氧颗粒污泥粒径一般在0.5 - 2mm，其颜色通常是黑色或灰色，由于甜菊糖生产废水中S/Fe值比较低，所以IC罐放出的颗粒污泥呈现黑色。
活性良好的厌氧颗粒污泥呈黑色，有明显光泽；活性差的污泥颜色发灰且没有弹性，缺乏光泽。
用扫描电镜观察颗粒污泥表面，我们经常可以发现许多孔隙和洞穴，这些孔隙和洞穴就是基质传递的通道，颗粒污泥的孔隙率在40%—80%之间，小颗粒污泥孔隙率高而大颗粒污泥孔隙率低，小颗粒污泥具有更强的生命力和相对高的产甲烷活性，颗粒污泥有良好的沉降性能，沉降速度范围在20—150m/h。
②、化学特性；从IC厌氧罐中放出污泥样品，过滤、然后置于蒸发皿中称量出颗粒污泥的重量，烘箱烘干后得干重（TSS），它是挥发性悬浮物（VSS）和经马弗炉650℃煅烧所得灰分（ASh）两者之和；在甜菊糖高钙铁离子（Ca2+、Fe3+）废水的情况下VSS最低30%，正常情况下挥发性悬浮物占污泥总量的70%—90%。
厌氧颗粒污泥技术
厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等形成的自凝聚体。
它是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，具有生物致密、相对密度大、沉降速度快等特点，可使反应器中保持有较高的污泥浓度和容积负荷，与传统的活性污泥法相比，可简化工艺流程、降低成本等，因此它在水污染控制领域必将有更广阔的发展前景。
本文对厌氧颗粒污泥技术做以阐述。
1．厌氧颗粒污泥的形成机理、性质及微生物相1.1厌氧颗粒污泥的形成机理厌氧颗粒污泥形成的机理目前还处于研究阶段，以下为几种有代表性的假说：1.1.1二次核学说二次核学说认为营养不足的衰弱颗粒污泥，在水利剪切力作用下，破裂成碎片，污泥碎片可作为新内核，重新形成颗粒污泥。
Grotenhuis[1]及其合作者分别用高低浓度基质培养颗粒污泥，发现前者形成颗粒粒径较大，而后者的粒径较小，据此提出了二次核形成的模型。
其他研究者如杨虹[2]、Beeftink[3]等也提出过类似的二次核形成模型。
二次核学说较好地说明了加入少量颗粒污泥可加速颗粒化进程的现象。
1.1.2三段理论学说Y.G.Yen[4]等认为污泥颗粒化过程可分成三个阶段：即积累阶段、颗粒化阶段和成熟阶段。
他们认为颗粒污泥的增长速率呈指数增加，而粒径表示的颗粒比生长速率等于细菌比生长速率的1/3，在积累阶段以后尤为如此。
污泥颗粒开始阶段生长非常缓慢，随着运行的进行，颗粒的生长加快，在运行一段时间之后，初始小颗粒平均直径达到0.25mm。
在颗粒化阶段开始后，初始颗粒以最大比生长速率迅速增长，颗粒生长模式呈近似指数模式。
当底物的有效度低于0.8时，菌体并不以最大生长速率生长，它们也不全部凝聚在一起。
随着污泥颗粒的不断增大，比生长速率增加量不断降低，当污泥颗粒达到一定大小时，比生长速率开始下降，污泥颗粒中底物的缺乏和水力负荷与气体负荷产生的剪切力的连续增加，会导致细菌衰退。
最后，污泥颗粒达到一定大小后，污泥颗粒内部在菌体衰退与颗粒解聚和菌体的生长与凝聚之间达到一种动态平衡状态，这种平衡随着颗粒的生物和物理相互作用而变化。
厌氧颗粒污泥生产的九大影响因素
厌氧颗粒污泥生产的九大影响因素1、基质培养颗粒污泥首先对基质有一定的要求，一般的，在培养颗粒污泥的基质中COD：N：P=110——200：5：1.而有机废液的基质可分为偏碳水化合物类和偏蛋白质类。
为了能顺利培养出颗粒污泥，对于偏碳水化合物类的污水需要添加N和P.而对于偏蛋白质类的污水需要添加碳源(如葡萄糖等)。
有学者研究表明，不添加碳源，颗粒污泥的形成较为困难可见，适当比例的碳源对促成颗粒污泥形成是必要的。
2、温度废水中的厌氧处理主要依靠微生物的生命活动来达到处理的目的，不同微生物的生长需要不同的温度范围。
温度稍有几度的差别，就可在两类主要种群之间造成不平衡。
因此，温度对颗粒污泥的培养很重要。
颗粒污泥在低温(15——25℃)、中温(30——40℃)和高温(50——60℃)都有过成功的经验。
一般的，高温较中温的培养时间短，但由于高温下NH3与某些化合物混合毒性会增加，因而导致其应用上受一定的限制;中温一般控制在35℃左右，在其它条件适当的情况下，经1——3个月可成功的培养出颗粒污泥;低温下培养颗粒污泥的研究较少，但有文献报道在使用颗粒污泥低温驯化后处理底浓度制药废水的实验中，COD的去处率达90%，取得了较好的效果，因而低温培养颗粒污泥将是今后的研究的重点之一。
3、pH值厌氧处理过程中，水解产酸菌对pH值有较大的适应范围，而产甲烷菌则对pH值的变化敏感，其最适pH值范围是6.8-7.2.如果反应器内的pH值超过这个范围。
则会导致产甲烷菌受到抑制，并出现酸积累，进而使整个反应器酸化。
因此，反应器内pH值范围应控制在产甲烷菌最适的范围内。
由于不同性质的废水有不同的pH值，为了保证反应器内pH值的稳定，防止酸积累而产生的对产甲烷菌的抑制，可采用向废水中添加化学药品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物质。
4、碱度一般认为，进水水质中碱度通常应在1000mg/L(以CaCO3计)左右，而对于以碳水化合物为主的废水，进水碱度：COD>1：3是必要的。
厌氧颗粒污泥及其形成机理
4 G ary L Amy,et paring G el Permeation Chromatography andUltrafiltration for the Molecular Weight Characterization of Aquatic Organic Matter.Jour AWWA,1987,79(1):43～495 Logan B&Jiang Q.A Model for Determining Molecular Weight Distributions of Dissolved Organic Matter.Jour Envir Engrg.Div.2 ASCE,1990.116(6):1046～1062○作者通讯处:董秉直 曹达文 范瑾初 200092上海同济大学环境科学与工程学院 电话:(021)65158653 李景华 徐强 淮南市公用事业局 收稿日期:1999Ο8Ο30厌氧颗粒污泥及其形成机理3郭晓磊 胡勇有 高孔荣 提要 厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等构成的自凝聚体,其良好的沉淀性能和产甲烷活性是升流式厌氧污泥床反应器成功的关键。
颗粒污泥的化学组成和微生物相对其结构和维持起着重要作用。
颗粒化过程是一个多阶段过程,取决于废水组成、操作条件等因素。
综述了近年来厌氧颗粒污泥及其形成机理的研究进展,内容包括厌氧颗粒污泥的基本特性和微生物相、厌氧颗粒污泥结构及其颗粒化过程。
关键词 厌氧颗粒污泥 微生物相 结构 颗粒化过程 上流式厌氧污泥床(UASB)作为一种高效厌氧生物反应器,在世界范围内被大量应用并且运转非常成功。
其最大特点就是能够形成沉降性能良好,产甲烷活性高的颗粒污泥。
厌氧颗粒污泥的形成使UASB中有较高的生物相,从而确保厌氧生化过程稳定高效地运行。
迄今为止,许多研究者对厌氧颗粒污泥的形成进行了大量研究,从不同角度提出了不少机制、学说。
本文就目前国内外对厌氧颗粒污泥性质、结构及其形成机理的研究作一综述,为进一步研究提供参考。
湖北厌氧颗粒污泥
厌氧颗粒污泥是在厌氧条件下由微生物和无机物形成的颗粒物，在很多的污水处理厂经常使用这种厌氧颗粒污泥。
不仅用于处理污水同时处理过程中产生的甲烷还可以作为一种能源来使用。
首先来看一下影响颗粒污泥形成的主要因素有哪些方面：1、废水性质：废水特性，特别是有机污染物本身的热力学及生物降解性质，直接影响到颗粒污泥形成的速度。
2、有机负荷：在UASB启动到正常运行期间，有有机负荷是以阶梯式增加的方式，逐步达到设计负荷。
目前，也有研究表明，高有机负荷能缩短UASB 的启动那个周期。
厌氧污泥处理之后的作用：①浓缩有机械浓缩或重力浓缩，后续的消化通常是厌氧中温消化，也就是厌氧技术。
下一步就是消化。
②消化产生的沼气可作为能源燃烧或发电，或用于作化工产品等。
消化产生的污泥性质稳定，具有肥效，经过脱水，减少体积成饼成形，有利运输。
为了进一步改善污泥的卫生学质量，污泥还可以进行人工堆肥或机械堆肥。
堆肥后的污泥是一种很好的土壤改良剂。
③对重金属含量超标的污泥，经脱水处理后要慎重处置，一般需要将其填埋封闭起来。
根据各个地区要求处理，暂时没有用处。
颗粒污泥是一种在污水处理中发现的微生物自凝聚现象的特殊生物膜。
按照微生物生长需氧与否，将其分为厌氧颗粒污泥和好氧颗粒污泥，理论上两者可互相转化。
颗粒污泥质量浓度大，具有很好的沉降性能（减小沉淀池体积），内部存在很大的基质浓度梯度（提供有利于微生物的环境），在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。
在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。
什么是颗粒污泥-如何形成
什么是颗粒污泥?如何形成?在1971年荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学G.lettinga发明厌氧污泥床的三相分离器基础上，1974年荷兰CSM公司发现由活性污泥固定机制形成的微生物颗粒状的聚集体结构，即称为颗粒污泥(granular sludge)。
由于颗粒污泥的出现，促进UASB、EGSB及IC 厌氧反应器的开发与应用。
颗粒污泥的形成使厌氧反应器内可以在很高的产生量和较高的上流速度下保留高密度的厌氧污泥，它具有极好的沉淀性能，能防止污泥流失，使污泥床可维持很高的污泥浓度。
颗粒污泥是由不同类型微生物种群组成的共生体，有利于微生物生长和有利于有机物的降解。
颗粒污泥的内部主要集聚着产甲烷菌，而颗粒表层集聚着水解发酵菌和产酸菌，它们也为产甲烷菌提供一个保护层和缓冲层，有利于产甲烷菌的生长和不受外界干扰。
由于颗粒污泥使各种厌氧菌聚集在一起，细菌之间距离很近，提高了中间氢的转移效率，能快速有效地完成有机物转化为CH₄和CO₂等的全过程。
因此，颗粒污泥具有很高的产甲烷能力和去除废水有机物的能力。
颗粒污泥的形成需要污泥床启动与运行一定时间，它必须将絮体状污泥和分散的细小污泥，从反应器“洗出”,也就是使污泥形态发生变化，变成密实的、边缘圆滑的、呈圆形或椭圆形的颗粒。
粒径一般为0.5～6.0mm。
厌氧反应器的启动过程主要任务是实现反应器内污泥颗粒化。
颗粒污泥形成分三个阶段，第一阶段是启动初期，主要进行污泥驯化，使之适应处理废水有机物能力；第二阶段，是要使絮体状污泥向颗粒污泥转化，因此要及时提高负荷率，使微生物获得足够营养，使产气和上流速度增加，引起污泥床膨胀，大量絮状污泥被“洗出”,留下的污泥开始产生颗粒状污泥；第三阶段是颗粒污泥培养期，实现污泥全部颗粒化和使反应器达到最高的容积负荷率，在此，应尽快把COD负荷率提高至0.4～0.5kgCOD/(kgVSS·d)左右，使微生物得到足够养料，加速增殖，促进颗粒污泥加速形成，直至反应器不再有絮状污泥存在。
污水处理中的厌氧颗粒污泥技术及应用
污水处理中的厌氧颗粒污泥技术及应用污水处理是现代社会必不可少的一项环境管理工作。
而在污水处理中，厌氧颗粒污泥技术被广泛应用且取得了良好的效果。
本文将探讨厌氧颗粒污泥技术的原理、特点以及应用案例。
一、厌氧颗粒污泥技术的原理厌氧颗粒污泥技术是一种利用厌氧微生物作用处理废水的方法。
厌氧微生物是一类能够在无氧条件下生长和代谢的微生物，它们通过吸附有机废物，进行降解和转化，从而达到污水处理的效果。
在厌氧颗粒污泥中，这些微生物以颗粒状的形式存在，有机物质被同化、分解和转化，从而实现有机物的去除。
二、厌氧颗粒污泥技术的特点厌氧颗粒污泥技术相比于传统的处理方法具有以下特点：1. 高效去除有机物质：厌氧颗粒污泥中的微生物具有较高的活性和降解能力，能够迅速去除水中的有机物质。
与传统的好氧处理方法相比，厌氧颗粒污泥技术能够达到更高的有机物去除率。
2. 耐受冲击负荷：厌氧颗粒污泥具有较高的抗冲击负荷能力，能够在氧气供应不足或有机负荷突然增加的情况下仍能正常工作。
这在实际污水处理过程中十分重要，能够保证处理系统的稳定性和可靠性。
3. 产生少量污泥：相比于好氧处理方法，厌氧颗粒污泥技术产生的污泥量较少。
这有助于减少后续处理的成本和污染物排放。
4. 能源回收：在厌氧条件下，有机物质被微生物降解产生甲烷等可燃气体。
这些可燃气体可以用于发电或作为燃料，从而实现能源的回收利用。
三、厌氧颗粒污泥技术的应用案例厌氧颗粒污泥技术已经在许多城市和企业的污水处理厂得到了广泛应用。
以下是一些典型的应用案例。
1. 某市污水处理厂：该污水处理厂在进行工艺改造后采用了厌氧颗粒污泥技术。
通过引入内循环型厌氧颗粒污泥反应器，提高了有机物的去除效率和沉淀能力，降低了处理过程中的化学需氧量（COD）和总氮（TN）排放浓度。
2. 某纺织厂废水处理：某纺织厂的废水中含有大量的染料和有机物，传统的处理方法效果不理想。
经过技术人员的研究和改良，厌氧颗粒污泥技术成功应用于该厂的废水处理过程中，能够高效去除染料和有机物质，使废水达到排放标准。
生物难降解有机物厌氧颗粒污泥形成
生物难降解有机物的厌氧颗粒污泥形成的研究【摘要】针对以uasb为代表的无载体厌氧反应器处理含难生物降解有机物废水时的启动问题，综述了影响厌氧颗粒污泥形成的因素。
此外，为了高效、快速地降解废水中的难生物降解有机物，可以考虑针对不同的难生物降解有机物，投加经过驯化、筛选的优势菌。
【关键词】厌氧反应器；污泥颗粒；影响因素；启动；优势菌与好氧生物处理相比，厌氧生物处理由于具有处理成本低、处理有机负荷大和可处理许多在好氧条件下难生物降解的有机物等特点，因此国内外许多研究人员都采用厌氧生物处理或厌氧生物处理与好氧生物处理相结合的工艺来处理难生物降解有机物。
为了提高厌氧生物反应器中的生物量，厌氧生物反应器中的生物多以颗粒污泥存在，此类无载体厌氧生物反应器的形式包括uasb、egsb和ic等。
对于处理含难生物降解有机物废水的以uasb为代表的上述无载体厌氧反应器而言，其在实际应用时存在两个主要问题：（1）反应器初次启动过程缓慢，短的需要2～3个月，长的达半年甚至一年之久；（2）对难生物降解有机物的处理效率低，处理时间长。
因此，上述无载体厌氧反应器能否高效运行的关键在于能否培养出具有良好沉降性能、能高效处理难生物降解有机物的厌氧颗粒污泥。
一、厌氧颗粒污泥形成的主要技术条件1. 废水性质一般处理含糖类废水易于形成颗粒污泥，而脂类废水和蛋白质废水及有毒难降解废水则较难培养出颗粒污泥，或不能培养出颗粒污泥。
要求废水的c:n:p约为200:5:1，否则要适当加以补充。
投加补充适量的镍、钴、钼和锌等微量元素有利于提高污泥产甲烷活性，因为这些元素是产甲烷辅酶重要的组成部分。
2、污泥负荷率影响污泥颗粒化进程最主要的运行控制条件是可降解有机物(cod)污泥负荷率，当污泥负荷率达0.3 kgcod/(kgvssd)以上时便能开始形成颗粒污泥。
这为微生物的繁殖提供充足的食料(碳源和能源)，是微生物增长的物质基础。
当污泥负荷率达到0.6kgcod/(kgvssd)时，颗粒化速度加快，所以当颗粒污泥出现后，应迅速将cod污泥负荷率提高到0.6 kgcod/(kgvssd)左右水平，这有利于颗粒化进行。
污水处理中的厌氧颗粒污泥培养
由细菌、原生动物、后生动物等微生 物组成。
形成过程
在厌氧条件下，微生物通过自身粘附 和聚集形成颗粒状结构。
厌氧颗粒污泥的特点
结构稳定
具有紧密的内部结构和稳定的物理性质，不 易破碎。
生物活性高
微生物种类丰富，具有较高的有机物降解能 力。
沉降性好
颗粒较大，沉降速度快，有利于固液分离。
适应性强
能够适应多种有机物负荷和环境条件，抗冲 击能力强。
厌氧颗粒污泥中微生物种类相对单一，对环境变化的适应性较差。
厌氧颗粒污泥培养的前景
01
02
03
提高处理效率
通过优化培养条件，提高 厌氧颗粒污泥的活性和稳 定性，从而提高污水处理 效率。
应用范围更广
随着技术的进步，厌氧颗 粒污泥培养有望在更多类 型的污水处理中得到应用 。
降低能耗
优化反应器设计，降低能 耗，实现低碳、高效的污 水处理。
感谢观看
pH值
pH值是影响厌氧微生物活性的关键因素，适宜 的pH值范围为6.5-7.5。
3
有机负荷
有机负荷是影响厌氧颗粒污泥培养的重要参数， 需要根据实际情况调整，以促进污泥的快速生长 。
培养过程的监测与优化
生物气产量的监测
通过监测生物气的产量（如甲烷 产量）可以了解厌氧颗粒污泥的
活性。
污泥特性的监测
定期监测污泥的物理特性（如颗 粒大小、沉降性能）和生物特性 （如微生物组成、产甲烷菌活性
污水处理中的厌氧颗粒污泥培养
汇报人：可编辑 2024-01-04
contents
目录
• 厌氧颗粒污泥培养概述 • 厌氧颗粒污泥的培养过程 • 厌氧颗粒污泥的应用 • 厌氧颗粒污泥培养的挑战与前景
污水处理中的厌氧颗粒污泥工艺
厌氧消化产物的资源化利用
开发利用途径
厌氧消化产物包括沼气、生物质能、有机肥料等，具有广泛的资源化利用价值。未来研究将致力于开发更多利用 途径，提高产物的附加值和经济性。
促进循环经济发展
通过将厌氧消化产物进行资源化利用，可以促进循环经济的发展。这不仅可以减少废弃物的排放，降低环境污染 ，还可以创造经济效益，实现经济与环境的双赢。
新型厌氧反应器的研发
研发新型厌氧反应器
随着科技的不断进步，新型厌氧反应器 的研发成为未来发展的重点。这些新型 反应器将采用更先进的材料和设计，以 提高处理效率、降低能耗和减少占地面 积。
VS
优化反应器结构
通过对现有厌氧反应器的结构进行优化， 可以提高其处理能力和稳定性。例如，改 进反应器的内部结构、增加混合强度、优 化温度控制等措施，可以提高厌氧微生物 的生长和代谢效率。
在某些情况下，颗粒污泥可能会流失，导致 生物量减少和出水水质下降。
产生异味
厌氧处理过程中可能产生异味，影响周围环 境。
工艺改进方向
优化颗粒污泥的培养和驯化过程
减少颗粒污泥的流失
通过改进工艺参数和条件，缩短启动时间 和提高颗粒污泥的稳定性。
通过改进分离和回收技术，减少颗粒污泥 的流失，保持生物量的稳定。
低能耗
与好氧处理工艺相比，厌氧处 理工艺的能耗较低，降低了运 行成本。
产生沼气
厌氧处理过程中产生的沼气可 以用于能源回收，实现能源的
循环利用。
缺点
启动时间长
厌氧颗粒污泥的培养和驯化需要较长的时间 ，增加了工艺的启动成本。
对有毒物质敏感
厌氧颗粒污泥对有毒物质较为敏感，可能导 致处理效率下降。
易出现颗粒污泥流失
城市粪便污水
厌氧颗粒污泥技术
粉、 糖、 蔗 乙醇 、 酸 盐 和 丙 酸 盐 等 不 同 基 质 进 行 研 究 发现 ． 形 成 的 丁 所 厌 氧 颗 粒 污泥 形 成 的 机 理 目前还 处 于 研 究 阶 段 ， 下 为 几 种 有 代 颗 粒 污 泥 均 表 现 出很 高 的沉 降 速 率 ， 以 由此 在 反 应 器 内可 保 持 了 很 高 的 表性的假说 ： 生 物 量 。５０天 运 行 后 最 大 Ｃ Ｄ 去 除速 率 ｆ Ｏ ＬＭ。分 别 达 到 ７ ０ Ｏ ｇ Ｄ・－ ） Ｃ ． ６
ｌ ． 次核 学 说 二 次 核 学 说 认 为 营 养 不 足 的 衰 弱 颗 粒 污 泥 ． ＿ １二 １ 在 （ 淀粉 ）１． （ 糖）３ ． （ 醇）４ ．（ 、Ｏ ５蔗 、２ １乙 、２６丁酸 盐 一 丙 酸 盐） 在 不 同基 质 下 。 水 利 剪 切 力 作 用下 ， 裂 成 碎 片 ， 泥碎 片 可 作 为 新 内核 ， 新 形 成 颗 长 期 生 长 改 变 了 细菌 的种 类 和 营 养 组 成 以及 颗 粒 污 泥 的 特性 。 破 污 重 以淀 粉 粒 污 泥 。Ｇｏｅｈ ｉ 其 合 作 者 分 别 用 高 低 浓 度 基 质 培 养 颗 粒 污 泥 ， 或 蔗 糖 为基 质 生 长 的 颗 粒 比以 乙 醇 或 脂 肪 酸 为 基 质 生 长 的 颗 粒 粒 径 ｒｔｎｕｓ１ ［ 及
厌氧颗粒污泥.ppt
➢ 厌氧生物处理是一个复杂的微生物产乙酸细菌、同型产乙酸菌和产甲烷细菌的
联合作用完成。
2
3
厌氧过程可分为三阶段：
阶段 名称
Ⅰ 水解发酵
Ⅱ 产氢产乙酸
10
特点
➢ 共生或互生体系，有利于形成适合细菌生长的生理 生化条件；
➢ 有利于细菌对营养的吸收，增强了微生物活性 ； ➢ 使发酵中间产物与产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间的
距离大大缩短，强化了厌氧生物降解的过程 ； ➢ 当废水性质突变时(如pH值冲击、有毒物质的进入
等)，颗粒污泥能够维持一个相对稳定的微环境 ；
• 颜色：通常是黑色或灰色，取决于处理条件， 特别是与Fe，Ni，Co等金属的硫化物有关
• 形态：不同温度下有所差异，常温颗粒污泥表 面较光滑，有孔隙，污泥表面菌体排列较紧密， 菌体较饱满，颗粒污泥中心有明显的空洞。
8
物理化学特性
• 物理特征：主要是沉降性能，随着直径的增大，沉降速度随之增 大。
• 化学特征：主要元素为C,H,N，其比例大致为40％～50％，7％， 10％ ,微量元素为P，S，Ni，Fe，Zn，Co，Ca等，其中Fe和Ca 的含量最大。
表观形状 物理化学特性 颗粒结构 颗粒污泥特点
7
表观形状
• 颗粒污泥多种多样，在不同基质中或不同操作 条件下，培养出的颗粒污泥在外型、组成菌群、 密实程度等方面有所不同。
• 大小：初期，颗粒较小，通常直径在0.12～ 0.14mm ． 成 熟 后 ， 直 径 一 般 在 0.2 ～ 1.5mm 之 间，大部分在0.8mm以上，最大可达7mm
般为10-20kg COD/（m3·d）；
污水处理中的厌氧颗粒污泥技术
05 结论与展望
厌氧颗粒污泥技术的未来发展方向
深入研究厌氧颗粒污泥的微生物种群结构和功能
通过基因组学、代谢组学等技术手段，深入了解厌氧颗粒污泥中微生物的种群结构和功能 ，为优化厌氧颗粒污泥技术提供理论依据。
开发高效的新型厌氧反应器
结合流体力学、传质传热学等学科知识，开发出具有高处理效率、低能耗的新型厌氧反应 器，提高厌氧颗粒污泥技术的处理能力。
拓展厌氧颗粒污泥技术的应用领域
将厌氧颗粒污泥技术应用于高浓度有机废水、农业废弃物处理等领域，扩大其应用范围， 提高资源利用率。
提高厌氧颗粒污泥技术的能效与稳定性
01
优化反应器运行参数
通过实验研究，探索不同运行参数对厌氧颗粒污泥性能的影响，找出最
佳的运行参数，提高厌氧颗粒污泥技术的能效。
02
强化颗粒污泥的生物活性
厌氧颗粒污泥反应器的能效分析
能量平衡分析
评估反应器中能量消耗与产出的关系 ，优化反应器设计和运行参数，提高 能量转化效率。
物质平衡分析
对反应器中物质流入、转化和流出的 过程进行详细分析，找出限制因素， 提高有机物去除率和甲烷产量。
厌氧颗粒污泥反应器的放大与缩小
放大策略
通过增加反应器体积、提高污泥浓度、优化水力条件等方式实现反应器的放大，以满足更大规模污水处理的需求 。
厌氧颗粒污泥技术能够提高工业废水处理效率，降低处理成 本，为企业实现环保达标排放提供有力支持。
高浓度有机废水处理
高浓度有机废水具有有机物含量高、处理难度大的特点。 厌氧颗粒污泥技术能够有效地处理高浓度有机废水，将其 转化为沼气等能源物质。
厌氧颗粒污泥技术能够提高高浓度有机废水处理效率，降 低处理成本，同时实现废水资源化利用，为企业和社会的 可持续发展提供支持。
厌氧颗粒污泥的特性及其培养和应用研究
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••Leabharlann •2 2 废水中有机物浓度及营养元素、微量元素的含量 废水的性质对颗粒污泥的驯化、培养有着直接的影响，同时在很大程 度上决定颗粒污泥的组分和特性。张伟[5]通过以城市污水处理厂厌氧消化污 泥接种的UASB处理不同有机物浓度的废水，得出结论：利用厌氧反应器处理 不同类型的废水可得到不同性质的颗粒污泥，肺水中有机物含量高的颗粒污 泥产甲烷活性较好，有机负荷高的进水得到的颗粒污泥粒径较大。 培养颗粒污泥的进水COD浓度一般在1000-5000mg/L为宜，高的进液浓 度有利于底物向构成颗粒污泥的细菌细胞传递，因而有利于颗粒污泥的形成 和生长。但浓度不能过高，过高时细菌生长过快，形成的污泥结构松散、沉 降性能差；过低会延长培养时间，甚至难以形成厌氧颗粒污泥。[1] 在当废水中N、P等营养元素不足时，不易于形成颗粒，对于已经形成 的颗粒污泥会发生细胞自溶，导致颗粒破碎，因此要适当加以补充[6]。N源 不足时，可添加氮肥、含氮量高的粪便、氨基酸渣及剩余活性污泥等；P源不 足时，可适当投加磷肥。 Sharma Jitender等[7]研究发现少量铁、镍、钴和锰等微量元素离子 的加入能提高COD的去除率和污泥的颗粒化过程速率。因为这些微量元素是产 甲烷辅酶重要的组成部分，适量补充可以增加所有种群单位质量微生物中活 细胞的浓度以及它们的酶活性。
然而，颗粒污泥的产甲烷活性，似乎不与上述呈同样的规律。Hulshoff Pol 等研究表明[3]，主要由杆状菌、丝状菌组成的球形及松散球形颗粒污泥的粒 径较大，且丝状菌附着在惰性粒子表面的丝状菌含量越多，污泥颗粒粒径越 大，沉降性能越好，对有机物去除率也就越高；主要由产甲烷八叠球状菌组 成的紧密球状颗粒污泥，产甲烷活性较前者高很多，但其粒径较小，沉降性 能不如前者，因而所能承受的负荷也不如前者高。由此我们可以预见，分开 培养不同菌种组成、产生于不同阶段的颗粒污泥，会利于它们各司其职，取 得更好的处理效果（尤其是脱氮除磷效果），这将成为厌氧污泥技术发展的 一个趋势。沈耀良教授等[3]对于ABR反应器处理高、低浓度废水时污泥的颗 粒化及其微生物生态特性的研究证明了这点。ABR反应器中，每个隔室中进行 着由不同种群微生物参与的对有机基质的生物降解过程。另外，徐宏英等[4] 在35℃下以奶粉人工合成废水为底物连续进行了两段厌氧反应（ⅠⅡ-ASBR）， 对ⅠⅡ两柱中厌氧颗粒污泥的形态及微生物组成进行扫描电镜观察，并测定 了其不同基质中的比产甲烷活性。结果表明，ⅠⅡ-ASBR反应器中微生物均以 颗粒污泥的形式存在，Ⅰ柱的颗粒污泥粒径大，结构紧密，菌群复杂多样， 以球菌、杆菌及甲烷八叠球菌为主；Ⅱ柱中的颗粒污泥粒径较小，呈明显的 多孔、网状结构，菌群以产甲烷丝菌及短杆菌为主，球菌较少。若从比产甲 烷活性角度，Ⅰ柱颗粒污泥以产氢产甲烷菌及甲烷八叠球菌为主，Ⅱ柱中颗 粒污泥则以杆菌及甲烷丝状菌为优势。两柱均能形成适合各自运行模式及环 境条件的优势菌。
颗粒污泥
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好氧营养匮乏: 每个周期内在一定时段的营养匮乏期有利于颗粒的形成和稳 定 阳离子: 具有正面效应 加料: 周期性‘冲击式’加料有利于具有紧凑厚实结构的颗粒形成
反应器形状: 具有较大高度/直径比值（H/D）的柱状反应器有利于颗粒形成 10
好氧颗粒污泥的形成机理
细胞自固定过程中的四个步骤
物理化学特性
物理特征：主要是沉降性能，随着直径的增大，沉降速度随之增大。 化学特征：主要元素为C,H,N，其比例大致为40％～50％，7％，10％ ,微量 元素为P，S，Ni，Fe，Zn，Co，Ca等，其中Fe和Ca的含量最大。
颗粒污泥的干重(TSS)是挥发性悬浮物(VSS)与 灰分(ASH)之和。一般颗粒污泥灰分含量为8.8％～55 ％，成熟颗粒污泥通常VSS与SS比值在0.9左右
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厌氧颗粒污泥的形成机理及过程
粒化过程的三个阶段
1.积累阶段 2.颗粒化阶段 3.成熟阶段
颗粒污泥形成的四个过程
1.细菌向惰性物质或其他菌体表面移动. 2.通过理化作用可逆地吸附在一起或惰性物质上. 3.通过微生物附属物（如ECP）的作用将细菌不可逆地粘附在一起或惰性物质 上 4.细菌的倍增和颗粒污泥的增大。
基因转换形成的专效高能细菌的固定
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好氧颗粒污泥小结
1.采用具有紧凑结构的好氧颗粒污泥的 生物反应器可被开发并应用于工业和城 市废水中C,N,P的有效去除。 2.好氧颗粒污泥系统的应用可减少反应 系统土地使用面积。 3.好氧颗粒污泥可以作为改造升级现存 废水处理设备的一种较好选择方案。
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谢谢大家！
减少对二沉池的体积要求
同时去除有机物和营养物质 对高浓度有毒废水的独特适应和处理能力
厌氧颗粒污泥形成探讨
影响厌氧污泥颗粒化的因素, _1 q6 k& F N厌氧污泥颗粒化是一个非常复杂的过程，受到诸多因素的影响，可以归纳为：环境因素、废水特征、接种污泥和操作因素。
+ n* m9 d: ~6 T/ x2 u- S+ s8 Q1 环境因素1.1温度废水的厌氧处理主要依靠水中微生物的生命活动来达到处理的目的,不同的微生物生长需要不同的温度范围,根据反应器内微生物的这一特性,通常将反应器划分为低温(16～25℃)UASB反应器、中温(30～40℃)UASB反应器、及高温(50～60℃)UASB反应器。
一般说来，稳定每增加10℃，厌氧反应速度约增加一倍。
低温下，颗粒污泥的形成需要很长的时间，而中、高温则较短。
中温条件下UASB的应用最为广泛，而高温条件主要是用在废水本身温度较高的场合，而且由于温度较高，NH3及其它一些化学物质的毒性随之增加，这给高温下厌氧颗粒污泥的形成带来了一定的障碍。
1.2 pH值及pH缓冲能力pH值是厌氧处理的又一个重要因素。
厌氧过程中,水解菌与产酸菌对pH有较大的适应范围,而甲烷菌则对pH值比较敏感,适宜它的生长范围是6.5～7.8。
若反应器内废水pH值超过这个范围,会引起由于甲烷菌受到抑制而出现的酸积累等问题,因而甲烷菌的这一特性也就决定了反应器内反应区所应控制的pH值范围。
反应器内乙酸的形成是对pH值影响最大的一个因素。
不同特性的废水进入反应器后对pH 值的影响也不同,例如含碳水化合物的废水会引起pH值的降低,而含大量蛋白质和氨基酸的废水则会造成pH值上升。
因而,进液时废水可有不同的pH值,关键是保证进液后pH值的稳定,使废水有一定的缓冲能力,防止酸积累对甲烷菌产生毒性影响。
在操作过程中出水回流不仅在反应器启动阶段提供反应器一定的水力负荷,且由于出水碱度高于进水碱度,可增加废水的缓冲能力,减少化学物质的添加[41 ];不过,更多地是采用向废水中添加化学药品如Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2、NaHCO3 等碱性物质,以在废水中形成碳酸氢盐缓冲系统,保证系统pH值的稳定。
厌氧氨氧化颗粒污泥的快速培养与形成机理
接种污泥实验所用接种污泥为反硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化污泥的混合污泥利用fn反应器以活性污泥为接种污泥培养反硝化颗粒污泥
环境工程学报
第 !" 卷#第 $ 期
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沈雪莲#周#振#任伟超#蒋玲燕#魏海娟#李云辉#胡大龙#乔卫敏!%"" 膜探针的制备及 (;+,(2>,(;(在膜污染过程中的作用 崔石磊#王#磊#黄丹曦#王旭东#孟晓荣#吕永涛!%". 微生物燃料电池藻阴极性能比较及膜污染分析 郑#伟#唐#超#黄满红#陈东辉#陈#亮#孙#哲#林#立!%!! 响应面法分析 <=?@A? 氧化处理采油废水的过程 朱米家#田#伟#刘瑞平#原志敏#姚#俊!%!' 厌氧氨氧化颗粒污泥的快速培养与形成机理 刘晓宇#王思慧#薛耀琦#郭延凯#廉#静#郭建博!%%$ 臭氧氧化对二级出水有机物 2B-9 特性机制的影响 刘建红#王利颖#王保贵#刘#红#郭#瑾!%%3 改性硅酸钙对养殖废水厌氧除磷过程中污泥特性的影响 田延威#糜#洵#严#群!%$. 膜萃取技术回收浓缩废水中的邻甲苯胺 王天培#马宏瑞#花#莉#王宇彤!%/! 低分子有机酸对染料废水电催化氧化的影响 李#萌#马宏瑞#张乾隆#王景平#花#莉!%/' 混凝与芬顿工艺联用处理切削废液 黄腾蛟#汪清环#孙启元#郑育毅#刘文伟!%.$ 微生物电解池从剩余污泥热碱水解液中回收鸟粪石 梁永静#郗#皓#骆海萍#刘广立#张仁铎!%.4 硫化亚铁纳米粒子吸附地下水中的镉 李#佳#霍丽娟#钱天伟!%&/ 多孔水力空化装置降解甲基橙 师淑婷#晋日亚#杨思静#孔维甸#王永杰#李志通#郑伟民!%'! <=% C活化过硫酸钠原位修复氯苯污染地下水 王继鹏#虞敏达#蔡小波#杨#彦#李定龙!%'& 煤质炭制备条件的优化及对酚类吸附性能与吸附动力学
养殖厂污水处理中的厌氧颗粒污泥技术应用
养殖厂污水处理中的厌氧颗粒污泥技术应用养殖厂污水处理是保护水资源、环境的关键措施之一。
而厌氧颗粒污泥技术作为一种高效、环保的处理方法，正在被广泛应用在养殖厂污水处理中。
下面将从工艺原理、技术优势、应用效果和发展前景四个方面进行详细介绍。
一、工艺原理厌氧颗粒污泥技术是利用微生物的附着性，在高浓度有机废水中形成颗粒污泥。
其工艺过程主要分为厌氧污水处理、颗粒污泥培养和污泥处理三个步骤。
1. 厌氧污水处理：将养殖厂的污水导入厌氧处理槽，通过调节温度、有机负荷和pH值等条件，促使微生物发酵分解废水中的有机物。
2. 颗粒污泥培养：通过控制污水流速和曝气方式，使微生物在污水中沉淀形成颗粒污泥。
同时通过添加特定的菌种，加快污泥颗粒形成的速度。
3. 污泥处理：将成熟的颗粒污泥从系统中分离出来，并进行固液分离和浓缩处理，最后进行适当的污泥处理。
二、技术优势厌氧颗粒污泥技术在养殖厂污水处理中具有以下几个技术优势：1. 处理效果显著：厌氧颗粒污泥技术能够有效去除养殖厂污水中的有机物，COD和氨氮的去除率可达80%以上，有效改善水质。
2. 能耗低：相比传统的曝气生物处理工艺，厌氧颗粒污泥技术所需的能耗更低，降低了运行成本。
3. 占地面积小：厌氧处理槽的占地面积小，可以节省大量的土地资源。
4. 产生可再生能源：厌氧发酵过程中产生的沼气能够用作能源，可用于养殖厂的热供应或发电。
三、应用效果厌氧颗粒污泥技术在养殖厂污水处理中已经取得了显著的应用效果。
1. 普遍应用：目前，许多养殖厂已经采用厌氧颗粒污泥技术进行污水处理，如禽畜养殖、鱼类养殖等。
2. 减少污染物排放：通过厌氧颗粒污泥技术处理后的污水，COD和氨氮的排放浓度大幅降低，符合国家环境排放标准。
3. 节约资源：将沼气利用起来，可以为养殖厂提供可再生能源，降低能源成本。
四、发展前景厌氧颗粒污泥技术在养殖厂污水处理方面发展前景广阔。
1. 技术不断创新：研究人员对厌氧颗粒污泥技术进行不断改进和创新，提高了养殖厂污水处理的效果和效率。
厌氧氨氧化颗粒污泥
厌氧氨氧化颗粒污泥一、概述Anammox(Anaerobicammoniumoxidation)工艺称为厌氧氨氧化工艺，是由荷兰Delft技术大学1990年提出的一种新型脱氮工艺。
该工艺的原理是：在严格厌氧条件下，以亚硝氮为电子受体，氨氮为电子供体，反应生成氮气。
厌氧氨氧化工艺是一项极具应用前景的工艺，主要表现为：厌氧氨氧化是自养的微生物过程，即不需要添加任何有机物或还原性无机物作为电子供体；厌氧氨氧化细菌倍增时间很长，污泥产率低，减少了污泥的二次处理量；厌氧氨氧化为一产碱过程，结合氨氧化过程既可以利用氨氧化过程的产物亚硝氮作为反应物，同时产生的碱度又可以中和氨氧化产生的酸度，节省了化学试剂的用量。
厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等形成的自凝聚体。
它是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，具有生物致密、相对密度大、沉降速度快等特点，可使反应器中保持有较高的污泥浓度和容积负荷，与传统的活性污泥法相比，可简化工艺流程、降低成本等，因此它在水污染控制领域必将有更广阔的发展前景二、厌氧颗粒污泥的形成机理、性质及微生物相2.1厌氧颗粒污泥的形成机理厌氧颗粒污泥形成的机理目前还处于研究阶段，以下为几种有代表性的假说：2.1.1二次核学说二次核学说认为营养不足的衰弱颗粒污泥，在水利剪切力作用下，破裂成碎片，污泥碎片可作为新内核，重新形成颗粒污泥。
Grotenhuis及其合作者分别用高低浓度基质培养颗粒污泥，发现前者形成颗粒粒径较大，而后者的粒径较小，据此提出了二次核形成的模型。
其他研究者如杨虹、Beeftink等也提出过类似的二次核形成模型。
二次核学说较好地说明了加入少量颗粒污泥可加速颗粒化进程的现象。
2.1.2三段理论学说Y.G.Yen等认为污泥颗粒化过程可分成三个阶段：即积累阶段、颗粒化阶段和成熟阶段。
他们认为颗粒污泥的增长速率呈指数增加，而粒径表示的颗粒比生长速率等于细菌比生长速率的1/3，在积累阶段以后尤为如此。
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厌氧颗粒污泥及其形成机理郭晓磊胡勇有高孔荣摘要：厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等构成的自凝聚体，其良好的沉淀性能和产甲烷活性是升流式厌氧污泥床反应器成功的关键。
颗粒污泥的化学组成和微生物相对其结构和维持起着重要作用。
颗粒化过程是一个多阶段过程，取决于废水组成、操作条件等因素。
综述了近年来厌氧颗粒污泥及其形成机理的研究进展，内容包括厌氧颗粒污泥的基本特性和微生物相、厌氧颗粒污泥结构及其颗粒化过程。
关键词：厌氧颗粒污泥微生物相结构颗粒化过程Characters and Mechanism of Formation of AnaerobicGranular SludgeGuoXiaolei et alAbstract：Anaerobic granular sludge are self-immobilized consortia of methanogens,syntrophicacetogens and hydrolytic fermentative bacteria.The good sedimentation and methanogenic activity of granules are key factors for an up-flow anaerobic sludge blanket reactor.The chemical and microbiological compositions of granules are of significance in the formation and the maintenance of granules structure.Granulation is a multi-phase process,depending on factors such as wastewater composition,operating condition etc..This paper is a review of recet research advance on the characters and mechanism of formation of anaerobic granularsludge,concerning the fundamental charaerobic,the microbiological composition,the structure and the granulation process of anaerobic granular sludge.▲上流式厌氧污泥床(UASB)作为一种高效厌氧生物反应器，在世界范围内被大量应用并且运转非常成功。
其最大特点就是能够形成沉降性能良好，产甲烷活性高的颗粒污泥。
厌氧颗粒污泥的形成使UASB中有较高的生物相，从而确保厌氧生化过程稳定高效地运行。
迄今为止，许多研究者对厌氧颗粒污泥的形成进行了大量研究，从不同角度提出了不少机制、学说。
本文就目前国内外对厌氧颗粒污泥性质、结构及其形成机理的研究作一综述，为进一步研究提供参考。
1 厌氧颗粒污泥的基本特性1.1 物理特性厌氧颗粒污泥的形状大多数具有相对规则的球形或椭球形。
成熟的厌氧颗粒污泥(简称颗粒污泥)表面边界清晰，直径变化范围为0.14～5mm，最大直径可达7mm［1］。
颗粒污泥的颜色通常是黑色或灰色。
但贺延龄和Kosaric曾观察到白色颗粒污泥［1～2］。
颗粒污泥的颜色取决于处理条件，特别是与Fe、Ni、Co等金属的硫化物有关。
Kosaric等发现当颗粒污泥中的S/Fe值比较低时，颗粒呈黑色［2］。
颗粒污泥的密度约在1030～1080kg/m3之间。
密度与颗粒直径之间的关系尚未能完全确定，一般认为污泥的密度随直径的增大而降低。
用扫描电镜观察颗粒污泥表面，经常可以发现许多孔隙和洞穴，这些孔隙和洞穴被认为是基质传递的通道，气体也可经此输送出去［3～4］。
直径较大的颗粒污泥往往有一个空腔［2］，这是由于基质不足而引起细胞自溶造成的，大而空的颗粒污泥容易被水流冲出或被水流剪切成碎片，成为新生颗粒污泥的内核［5］。
颗粒污泥的孔隙率在40%～80%之间，小颗粒污泥孔隙率高而大颗粒污泥孔隙率低，因此小颗粒污泥具有更强的生命力和相对高的产甲烷活性［1］。
颗粒污泥有良好的沉降性能，Schmidt等认为其沉降速度范围为18～100m/h，典型值在18～50m/h之间。
根据沉降速率可将颗粒污泥分为三类：第一种，沉降性能不好，18～20m/h；第二种，沉降性能满意，18～50m/h；第三种，沉降性能很好，50～100m/h。
后两种属于良好的污泥［6］。
杨秀山在处理豆制品废水时得到了79～180m/h沉降速度的颗粒污泥［7］。
1.2 化学特性颗粒污泥的干重(TSS)是挥发性悬浮物(VSS)与灰分(ASH)之和。
VSS 主要由细胞和胞外有机物组成，通常情况下VSS占污泥总量的比例是70%～90%［1，8，9］。
Lettinga给出的范围为30%～90%，其下限30%是在高浓度Ca2+存在下取得的。
Ross在其研究中发现含VSS约90%的颗粒污泥中，有机物中粗蛋白占11.0%～12.5%，碳水化合物占10%～20%［11］。
颗粒污泥中一般含C 40.5%，H约7%，N约10%左右［8］。
1.2.1 无机组分颗粒污泥中的无机灰分含量因生长基质的不同而有较大的差异，其范围值为8%～66%［5，6，8，12］。
一般中温条件下复杂基质培养的颗粒污泥的灰分比单一基质培养的低；高温下培养的污泥灰分比中温培养高1.5倍。
研究表明，灰分的增加将提高颗粒污泥的密度，过高的灰分会导致污泥孔隙率的降低，影响基质在颗粒污泥中的扩散［6］。
颗粒污泥中Fe、Ca、Si、P、S均为大量元素［3，15］，Ca、Mg、Fe和其他一些金属离子可能以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或硫化物的形式存在于颗粒污泥中［1］。
基质中少量Ca2+对颗粒化过程的促进作用已达成共识，一般认为：(1)Ca2+可中和细菌表面的负电荷，从而使细菌凝聚［14］；(2)颗粒污泥中Ca2+可与CO2生成CaCO3晶体，增加污泥的比重，改善颗粒污泥的沉降性能［10］；(3)Ca2+能稳定细胞外分泌出的多糖体，形成藻蛋白酸盐凝胶，粘结各种生物体，同时还作为细胞表面之间的连接体［17］。
适宜的Ca2+浓度为80～150mg/L［8，14，15］；过高的Ca2+会使污泥的活性下降，但Lettinga等发现Ca2+在600mg/L时，颗粒污泥对COD的去除率高达98%［16］。
Dolfing等报道过灰分的30%为FeS，FeS可能沉淀到微亲脂性的细菌表面；据认为FeS较高的表面张力和细菌表面的亲脂性可起到稳定细菌团粒的作用［1］。
1.2.2 胞外多聚物(Extra cellular Polymers)借助扫描和透射电镜观察颗粒污泥，经常发现一些细菌表面分泌有一层薄薄的粘液层，即胞外多聚物(简称ECP)。
厌氧污泥与好氧污泥分泌的ECP成分有很大差异，厌氧污泥的ECP以胞外聚多糖(Extra cellular Polysaccharides，简称EPS)和蛋白质为主，好氧污泥的分泌物以碳水化合物为主，但好氧污泥ECP产量约为厌氧污泥的4～7倍。
颗粒污泥中的许多厌氧细菌都可产生ECP。
Veiga等发现甲酸甲烷杆菌和马氏甲烷八叠球菌提供了颗粒污泥的EPS中各种糖组分，前者的作用似乎更大些［18］。
一般认为，颗粒污泥的形成与ECP的产生有密切的联系。
Morgan等认为ECP的组分可以改变细菌絮体的表面特性和颗粒污泥的物理特性，废水中的细菌一般带负电荷，相互会产生静电排斥力，ECP的产生可以改变细菌的表面电荷和能量，从而导致细菌凝聚；但过多的ECP反而会引起凝聚恶化［31］。
ECP可在共生细菌间提供各种化学键，如多糖—蛋白质特殊连接键，氢键、极性键等［19］。
Quarmby的研究证明ECP的组分对颗粒污泥的结构稳定性有很大影响，ECP中碳水化合物与蛋白质含量的比(C/N)越大，颗粒的稳定性越差［9］。
颗粒污泥中ECP的含量，文献报道在0.6%～20%VSS范围内。
不同培养条件和方法培养出的颗粒污泥中的ECP的组成和含量是不同的，而ECP 的不同提取方法和分析方法使得各种颗粒污泥中进行ECP量和成分的比较显得十分困难。
一般认为：ECP的主要成分是蛋白质和聚多糖，还有类脂质、核酸等物质；ECP中蛋白质与聚多糖的数量比多在2∶1到6∶1之间［6，9］。
聚多糖的主要单糖成分有：鼠梨糖、岩藻糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、氨基葡糖、半乳糖胺、甘露糖胺，有时也能发现核糖成分。
表1为Veiga等人提供的聚多糖的单糖［18］。
表1 颗粒污泥、甲酸甲烷杆菌、马氏甲烷八叠球菌分泌的EPS中单糖组分［18］ECP的产生量和颗粒污泥的生长条件有关。
高温下，颗粒污泥的ECP浓度小于中温条件，但ECP的基本组成相同［18］。
Veiga等人的研究表明在低磷和低氮条件下ECP的产生量有较大提高，EPS的产生量分别提高68.5%和74.1%；加入过量的Mg2+，ECP产生量没有明显改变，但EPS的产生量却提高了25%［18］。
Bull等人也证明了C/N值的提高会刺激EPS的产生，从而增进细菌与固体表面的粘连［20］。
2 厌氧颗粒污泥的微生物相颗粒污泥本质上是多种微生物的聚集体，主要由厌氧消化微生物组成。
颗粒污泥中参与分解复杂有机物、生成甲烷的厌氧细菌可分为三类：第一类：水解发酵菌，对有机物进行最初的分解，生成有机酸和酒精；第二类：产乙酸菌，对有机酸和酒精进一步分解利用；第三类：产甲烷菌，将H2、CO2、乙酸以及其它一些简单化合物转化成为甲烷［3，21］。
水解发酵菌、产乙酸菌和产甲烷细菌在颗粒污泥内生长、繁殖，各种细菌互营互生，菌丝交错相互结合形成复杂的菌群结构［3，22］，增加了微生物组成鉴定的复杂性。
检验颗粒污泥微生物相的方法有电镜技术、限制性培养基法、MPN(Most Probable Number)法和免疫探针法等。
限于条件，国内的研究大多采用电镜技术(TEM或SEM)，对细菌的鉴定较为粗糙。
免疫探针法能较为准确地鉴定细菌种类及其分布，国外研究人员运用较多。
目前，对颗粒污泥中微生物相的研究大部分集中在产甲烷菌上，对其他两类细菌的研究不多。
研究发现，72%的甲烷是通过乙酸转化的，颗粒污泥中已发现的产甲烷菌中，甲烷髦毛菌和甲烷八叠球菌是唯一两种能代谢乙酸的产甲烷菌。
甲烷髦毛菌只能在乙酸基质中生长。
甲烷八叠球菌可以利用的基质较多，有乙酸、甲醇、甲胺，有时也可利用H2和CO2；甲烷八叠球菌以甲醇为基质比以其他有机物为基质生长速度快。