厌氧颗粒污泥特性研究

厌氧颗粒污泥特性研究

张振华1呼世斌李再兴李晓杰

（西北农林科技大学资源与环境学院，陕西杨凌712100）

摘要采用葡萄糖培养液对厌氧颗粒污泥的活性进行恢复，系统研究了经充分恢复活性的厌氧颗粒污泥的特性，结果表明，恢复活性的厌氧颗粒污泥表面以丝状菌和长杆菌缠绕包裹着短杆菌和球菌，结构致密，表面粗糙，粒径以0.8～2.0 mm为主，湿密度为1.05 g/mL，有较好的沉降性能，辅酶F420和磷酸酯酶含量高，具有很好的比产甲烷活性，其胞外多聚物中蛋白质与总糖的比值较高，具有稳定的结构。

关键词厌氧颗粒污泥物理特性化学特性微生物特性

Study on the characteristics of anaerobic granular sludge Zhang Zhenhua，Hu Shibin，Li Zaixing，Li Xiaojie.（College of Resources and Environment，Northwest Agricultural and Forest Science-Technology University，Yangling Shanxi 712100）

Abstract：Using the glucose culture medium carried on the restoration of the activity of anaerobic granular sludge. The experiment was to investigate the characteristics of anaerobic granular sludge activity after restored fully. The results indicated that the brevibacterium and cocci were wrapped by the filamentous bacteria and the long bacillus on the surface of anaerobic granular sludge of activity recovery, with rough surface and a compact structure, besides the particle size ranged from 0.8 to 2.0 mm primarily, the wet density as 1.05 g/mL had the good settling property, the content of coenzyme F420 and the phosphatase were high, which had good activity of producing the methane, moreover, the ratio of the protein to total sugar in its extracellular polymer was higher, and they had a stable structure.

Keywords：anaerobic granular sludge；physical characteristics；chemical characteristics；biological characteristics

20世纪70年代末，人们开发了升流式厌氧污泥床(UASB)反应器，并在其中培养出厌氧颗粒污泥[1]。厌氧颗粒污泥的形成是微生物自身固定化过程的结果，是一种利用生物废水处理装置结构的合理设计、运行工况的良好控制及微生物自身作用发生的微生物自然凝聚的现象[2]。这种固定化通过严格控制生物处理装置的运转负荷、处理过程的影响因素，在一定水力流动条件下，依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物群体，使其高度密集并保持其生物活性功能，在适宜的条件下还可以增值以满足应用之需[3]。其有利于提高生物反应器中微生物浓度，利于反应后的固液分离，缩短处理时间。此外，还可以有效实现对氮以及其他金属离子的去除。厌氧颗粒污泥对反应器处理能力的提升在某种程度上可以说是污水处理领域的一个革命。因此，对厌氧颗粒污泥的研究一度成为污水处理研究领域中的热点，得到了国内外广泛的研究和应用。然而，国内外对厌氧颗粒污泥的报导还较片面，对其系统研究还较少。笔者认为对厌氧颗粒污泥的物理特性（密度、粒径分布、沉降速度）、化学特性（总固体(TS)、挥发性固体（VS）、灰分(ASH)）和生物特性（颗粒污泥的外部结构和内部结构、产甲烷活性、胞外多聚物、辅酶F420、磷酸脂酶）进行系统研究十分必要。本实验系统研究了充分恢复活性的颗粒污泥的特性，以便更好地了解厌

1第一作者：张振华，男，1984年生，硕士研究生，研究方向为水污染处理。

氧颗粒污泥，利用厌氧颗粒污泥，为环境治理增添新的活力。

1 材料与方法

1.1 实验装置

实验装置示意图见图1，其主要由锥形瓶和恒温水浴箱组成，3个锥形瓶分别作为消化瓶、集气瓶和计量瓶。恒温水浴箱为颗粒污泥的培养提供适宜的温度。

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图1 实验装置示意图

1—消化瓶；2—恒温水浴箱；3—集气瓶；4—计量瓶

1.2 实验用水

实验用水为人工配制的葡糖糖培养液，培养液COD为4 000 mg/L，pH为7.5，其组成为葡糖糖7.6 g、尿素0.43 g、磷酸二氢钾0.18 g、水2 L。

1.3 接种污泥

接种污泥取自淀粉污水处理厂的厌氧颗粒污泥。

1.4 厌氧颗粒污泥的培养

取清水淘洗后的厌氧颗粒污泥150 mL置于500 mL锥形瓶中，加清水定容至500 mL。

每隔12 h取出150 mL上清液，加入150 mL培养液，每隔2 h左右摇动培养瓶使厌氧颗粒污泥和培养液充分混合，并记录产气量。到测量的产气量基本稳定时，即可说明厌氧颗粒污泥的活性已经恢复，此时对其进行特性测定。

1.5 分析方法

本实验采用的测定项目及分析方法见表1。

2 结果与分析

2.1 厌氧颗粒污泥的物理特性

2.1.1 湿密度

由表2可见，颗粒污泥的湿密度为1.05 g/mL，大于水的密度，故厌氧颗粒污泥有较好的沉降性能。