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 Q

1 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。但是在投加化学药品时,要充分考虑到盐类的毒性作用,投加浓度不能高于其毒性浓度。! V/ a8 {1 U, c) K0 I; \

1.3营养物和微量元素[1]! R+ X3 C; {% e, Z% y8 u3 M

微生物的生长需要一定量的营养物和微量元素,添加营养物的数量及微量元素的种类要依据组成细胞的化学成分而定。UASB反应器中,细菌种类可能有产酸菌、酸分解菌、产甲烷菌等几种。不论在哪几种微生物,C、N、P都是微生物生长所不可缺少的。一般说来,对于未酸化的废水,C∶N∶P =1 30∶5∶1 ;而对于基本上完全酸化的废水C∶N∶P =1000∶5∶1～330∶5∶1。对于部分酸化的废水,可视具体情况根据上述数据参考而定。

除此以外,微量元素对微生物良好生长也有重要的作用。以甲烷菌为例来说,甲烷菌需要相对高浓度的Fe、Co、Ni等,而在某些废水中不含有或含有的浓度非常低。在此情况下,只有向废水中补充这些微量元素。已在进水合成基质成分的试验中,添加过Fecl2?4H2O ,CuCl2 等物质[42]。不过,具体要添加哪种微量金属溶液,还要依据进液废水的情况而定。6 k" J, S+ C1 J! w0 H, U0 n

2 废水特征. @1 j$ B1 R( U8 [9 z

废水特征及操作设计条件均是UASB反应器启动的影响因素。

2.1进水COD浓度

经过人们大量的研究认为,在初次启动UASB反应器时,进水COD浓度宜在500mg/L左右[43]。若COD浓度较高,可采用出水回流进行稀释的方法。出水中,不能含有高的不可降解的COD ,以防反应器过负荷。随着颗粒污泥的逐渐形成,逐步提高负荷,最终实现原水进液。

4 Y' d8 O2 F# `( }8 Y- }* g

但是竺建荣等人[43]认为,进水稀释后,要最终实现原水或高浓度水的处理,需一定的调整时间,有时会因浓度高低相差太多而造成颗粒污泥特性的改变或恶化。若采用原水或高浓度水直接培养颗粒污泥,只要操作适当,就可解决这一问题,这一点非常有研究前景的。

2.2悬浮物" B, s5 M" K0 H; i& e2 C1 Q

废水中的悬浮物会造成污泥产甲烷活性的降低,阻碍有机物的降解,引起污泥流失,降低污泥颗粒化的速度,甚至根本不能形成颗粒污泥。UASB反应器较其他高速厌氧反应器有令人满意的悬浮物去除效果。当悬浮物低于300mg/L时[1],不会对反应器的初次启动有太大的不利影响,这也是UASB反应器较其他反应器优越的特征之一。) O" i2 A! ^) D- y; \

对于高浓度的悬浮物,可在反应器前增加预处理装置,如沉淀池等,通过絮凝、混凝等方式予以去除。若悬浮物是可生物降解的,则不必对其进行预处理。

2.3毒性化合物的存在

对废水特征进行分析时,还必须充分考虑废水中是否存在毒性化合物或在降解过程中可能转化为毒性化合物的物质。这些物质的存在对敏感的甲烷菌有不利影响,抑制微生物的活性,阻碍污泥颗粒化。& ^; R" n1 s5 c

一般说来,毒性物质分为无机毒性物质(如氨、无机硫化物、盐及重金属等)、有机毒性物质以及生物异型化合物。这些物质根据存在浓度、存在形态及环境因素如pH值的不同而显示不同的毒性作用。例如,接种污泥中高的硫酸盐会造成低的产甲烷量[44],氨的毒性则体现在游离氨的毒性上,pH为7时,游离氨仅为总氨氮的1%,而pH为8时,游离氨的比例可上升10倍。此外,当氨的浓度被稀释至低于抑制浓度时,则毒性消失,具有可逆性。所有这些特点在用UASB反应器处理含蛋白质或氨基酸的废水时,要充分考虑。可采用对废水稀释或对污泥进行驯化来消除毒性,保证反应器的启动成功。

3 接种污泥

UASB的处理能力主要取决于两个参数：反应器内保存的生物体数量和残留生物体的比活性,因而反应器的启动快慢很大程度上决定于接种污泥的性质。一般说来,用处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥是最有利的,但在没有同类型污泥时,寻找合适的种泥便成了能否启动成功的关键之一。厌氧消化污泥或粪便可优先考虑,陆正禹等[45]在常温下启动UASB处理啤酒废水时发现,好氧污泥也可作为厌氧反应器的接种污泥,但反应器的运行稳定性和抗冲击负荷的能力不足,随着运行时间的延长可以达到厌氧污泥接种的水平,但驯化时间远远长于厌氧污泥接种的情况。不同的厌氧污泥同样对反应器的启动具有一定的影响,Fang等[46]分别利用絮状消化污泥,正常运行的UASB颗粒污泥及碎裂的颗粒污泥接种,发现虽然三个反应器经过110天后都能形成颗粒污泥,但用絮状污泥接种的厌氧反应器启动时间明显长于后两者。利用UASB处理有毒有机废水时,对消化污泥进行短期的人工培养,可以有效地缩短启动时间[47]。Lepisto[48]等在一项研究中发现,利用中温颗状污泥接种,经28ｄ可以得到稳定的亚甲基源与60 %以上的COD去除率。

厌氧微生物的生长率比好氧微生物要低得多,因此在启动厌氧反应器时,有足够的接种量要比好氧系统更重要。根据Lettinga的经验,中温型UASB反应器的污泥接种量需稠密型污泥12～15kgVSS/m3或稀薄型污泥6 kgVSS/m3。高温型UASB反应器最佳接种量在6～15 kgVSS/m3。过低的接种污泥量会造成初始的污泥负荷过高,污泥量的迅速增长会使反应器内各种群数量不平衡,降低运行的稳定性,一旦控制不当便会造成反应器的酸化。较多的接种菌液可大大缩短启动所需的时间,但过多的接种污泥量没有必要。$ @! ~5 K! l2 u# g, G2 l9 l# x

4 操作因素

操作因素主要是水力负荷和污泥负荷。研究表明[49]，厌氧污泥在颗粒化过程中，一定的上升流速和气流搅拌对颗粒污泥的形成影响十分明显。在污泥颗粒化过程中,亚核形成阶段和

亚核增长阶段是关键性阶段。流体动量传递效应是颗粒化过程的必要条件。UASB启动期,依重力沉降形成的絮状污泥层的流通性能不良,污泥床易形成沟流或柱塞式整体上浮,影响亚核的形成。因此布水均匀性和最低流速的控制十分重要。

另外，在启动时,污泥负荷不应太高。在以VFA混合物进液时,以消化污泥为接种污泥的实验中,反应器启动负荷由0.5～1.5kgCOD/(m3．d)或污泥负荷由0.05～0.1 kgCOD/(m3．d)开始。水流与产气选择性地洗出细小的颗粒污泥或絮状污泥,这也是污泥颗粒化的一个关键的因素。因此,此时洗出的污泥因降解性能差而不再回流至反应器。但是要注意的是,洗出的污泥量不能太多,否则会因负荷过高而导致反应器内酸积累,系统运行不稳定。当可降解COD被去除80%后,再逐步提高负荷。若以VFA混合液进液,对于含碳水化合物的溶解性废水,污泥负荷达到0.3 kgCOD/(m3．d)就会出现颗粒污泥,而以蛋白质为主的有机负荷,当污泥负荷达到0 .67 kgCOD/(m3．d)时才会出现颗粒污泥。颗粒污泥出现后,可逐渐加大水力负荷,减少水力停留时间,以促进颗粒污泥的快速形成,缩短启动时间。

厌氧污泥颗粒化机制# P( q5 {. h; R- d* W/ o( V

目前，厌氧颗粒污泥形成机制的研究主要从两个方面来进行，一是通过比较培养颗粒污泥的不同工艺条件和过程，提出厌氧颗粒污泥的可能形成机制；二是通过研究不同工艺条件和过程培养得到的厌氧颗粒污泥的性能，推测厌氧颗粒污泥的可能形成机制。具体来说，有以下几种不同的学说。

1 无机物作用说6 A+ K. V) t$ `+ E

持这种机制学说的研究者认为：颗粒污泥的形成，无机物（包括、Ca（PO4）2、CaCO3、FeS、SiO2等化合物和金属离子）在其中起着主要作用。具体说来有如下几种作用方式：9 h( g

E) u, N+ n: L+ W- y9 a

1.1中和作用c- U3 D& ^2 C7 S* |, ]6 M

Forste[26]r等人认为，由于钙和硅带正电，被吸附在带负电的细胞表面，中和了电荷，使细菌表面的电荷减少形成疏水性，从而使细菌凝聚在一起。

1.2 惰性物作用" p; p! W' ~1 I: j5 ~

Dubourguier[27]等发现FeS被牢固吸附在M.soehngenii细菌的鞘上，由于FeS与水相比有较高的表面张力和Methanothrix sp.具有易于附着于各种惰性表面的疏水性，基于大量Methanothrix sp.的存在是大多数颗粒污泥的共性，因此，FeS可能有助于稳定颗粒中的菌团，从而对颗粒污泥的稳定具有一定的作用。5 ?. c6 {6 w, N x: q6 _

1.3 增强颗粒污泥的稳定性3 O3 L. w0 A# u0 `/ O( v7 ^

Grotenhuis[28]等人用EGTA络合颗粒污泥中钙离子，通过测定络合前后颗粒污泥的强度，得出结论，钙离子对颗粒污泥的稳定性有重要作用。此外，在UASB反应器中用Ca（OH）2代替NaCO3,也发现形成的颗粒污泥稳定性好一些。陈坚等人[29]的研究发现，在产酸和产甲烷颗粒污泥中，Si对颗粒的稳定性，强度等方面的作用程度要强于Ca，而且Si和Ca可以多种化合物的形式存在。

1.4 加速颗粒化过程& G2 e. k- ~0 a$ O1 P$ Y

Mahoney[30]等人在研究钙离子对微生物凝聚作用时，发现加钙离子形成的颗粒污泥沉降性能好，并且加钙离子可加快反应器的启动。但Lettinga曾认为大量的CaCO3会覆盖在颗粒的外表面，除活性损失外，还增大颗粒的密度，使反应器底部污泥浓度过高不利于废水与污泥的接触。( L0 ^5 q0 i9 H+ h, t2 N3 r

1.5 絮凝作用

王宝贞[31]等人发现加入絮凝剂Al2(SO4)3和ZnSO4有利于颗粒污泥的形成，于是认为颗粒污泥的形成可能与无机物的絮凝作用有关。$ m: G8 j4 f$ Q

2 粘液说" c" b$ C) k; ^2 @8 R5 p* h/ }# r

持这种机制学说的研究者主要依据是：借助于透视和扫描电子显微镜，可以发现颗粒污泥中某些细菌，如产甲烷八叠球菌和某些杆菌会分泌出一层薄薄的粘液层，即胞外多聚物（Extracellular Polymers, 简称ECP），从而推测其在颗粒污泥的形成中有着重要的作用。D& t) o' o( T! x

胞外多聚物以荚膜或胞外粘液形式积累，已被普遍认为与菌体附着和絮凝过程有关。已有研究表明，ECP可在共生细胞间提供形成各种键，如多糖－蛋白质特殊连接键、氢键、极性键等的条件。在生物膜的形成和稳定过程中ECP具有的重要作用多有报导。因此，ECP在颗粒化过程中起着重要作用的观点得到了许多研究者的认同。一般认为ECP的作用在于其累积在单个细胞壁上，使细菌可附着于其它物质表面或者相互粘合而形成颗粒污泥，但也有研究者发现ECP的作用与其所带电荷有关。据文献报导[32、33] 以占污泥干重计，ECP的含量一般在1%~3.5%，有些学者认为，如果ECP是以脂类多糖的形式存在并有特殊的连接方式，这么少的量已经足以使微生物群体在颗粒中保持稳定[34]。

3 包埋说; X% R/ l& a/ ?" J8 W( R, O

吴唯民发现[35]，在一定的污泥负荷条件下，颗粒污泥中的产甲烷八叠球菌，会迅速形成包囊体，包入丝状菌和无机惰性物质构成密实的颗粒污泥。但是大多数研究者并未观察到包囊体的存在。

4 选择压作用说9 f3 B. T- l' k4 U8 S

该学说主要是从工艺学角度来考虑。所谓选择压，是指在UASB反应器中由上升的液体和气流形成的冲击作用。有两种不同提法如下：

4.1自身凝聚说5 n7 B) Q% d( x; L

Zoutberg[36]等人对牛瘤胃细菌进行纯培养，得到了颗粒污泥。他们认为只要在适当条件下，如高的水力负荷下，未自身凝聚的细菌会自然被冲出，而有些菌体可通过自身凝聚作用形成较大的聚集体存留在反应器中，由此形成颗粒污泥。他们还对培养得到的颗粒污泥进行了电镜观察，未发现有ECP的存在，从而推测是自身凝聚的结果。但他们并未指出此种自身凝聚是什么因素作用的结果，也未论及细菌，如产甲烷菌是否也有此种自身凝聚作用。其普遍性有待进一步论证。0 P( p$ `+ X) s P3 l* e( s# P5 b

4.2 网络说6 ~1 R; J' }" f" L" v0 O

Lettinga以及其他持网络学说的研究者认为，甲烷丝状菌（Methanothirix）具有极强的附着能力，在通过适当的控制工艺条件使之成为优势菌之后，其在重力、水流以及逸出的气体造成的扰动力作用下可相互缠绕形成网络结构，如此将其它杆菌、球菌及一些无机化合物网络于其中，形成颗粒污泥。R" b" t9 r% h9 \" Z/ W7 h

该学说重点强调丝状菌的作用。事实上甲烷丝状菌的作用已得到许多研究者的认可和证实[28、34]。Foster[26]等人发现甲烷丝状菌几乎存在于所有的颗粒污泥中，并由此推测，这种丝状菌的大量存在可能是成熟颗粒污泥的基本特征。但是也有研究者在培养颗粒污泥过程中并未发现有甲烷丝状菌的存在。比如在产酸颗粒污泥，在对甲烷八叠球菌的纯培养形成的颗粒污泥中都未发现丝状菌。

5 分段作用说8 C" H5 c+ H3 @

该学说认为，颗粒污泥的形成主要分两个阶段，首先是内核的形成，然后是在内核基础上颗粒的成长。

Macleod[37]等人认为内核的形成主要是Methanothrix 作用。根据电镜观察到颗粒污泥中各菌群呈有规律的分层分布，Macleod等得出结论，Methanothrix相互聚集在一起形成内核，具有一定的框架作用，从而使为Methanothrix提供乙酸基质的产乙酸菌以及氢消耗菌附着在其上，最后是发酵性细菌（产酸菌及其它氢消耗菌）在外围生长，由此形成颗粒污泥。Morgan 等也有类似的模型。8 H8 |4 n& q. F

陈坚[38]等人在研究中提出，内核的形成是在适宜的动力学环境条件下，通过M.sarcina分泌胞外多聚物自身成簇和M.thrix插入团簇中或附着在其表面这两个过程。) b. E4 G6 Y, K2 o" G/ }

6 二次核说

该学说从比较宏观的角度，提出了颗粒污泥的具体生长周期。一旦在适宜的条件下出现部分颗粒污泥，随着颗粒的生长，粒径增大，内部的微生物会因营养不足而死亡，致使颗粒污泥的强度减弱，这样在水流剪切力作用下颗粒将破裂，破裂后的污泥碎片可作为新的二次核，从新形成颗粒污泥。二次核的产生保证了颗粒污泥的大量增加。

Grotenhuis[39]等人分别用高浓度和低浓度基质培养颗粒污泥，发现前者形成的颗粒粒径较大，而后者形成的颗粒粒径较小，从而提出了下列模型

颗粒化可能途径

Beeftink[40]采用砂粒的方法培养得到了颗粒污泥，但在做颗粒污泥的TEM切片时，未发现有砂粒存在于颗粒中，因而认为，砂粒在颗粒污泥的形成过程中起来核的作用，随着颗粒污泥的长大会脱离出来，作为形成新颗粒的二次核，如此循环，使得颗粒污泥迅速出现。据此提出了模型（图9）。

图9 颗粒化途径示意图

因此，二次核说可合理解释：(1)在接种污泥中加入少量的颗粒污泥可加速颗粒化进程；(2)颗粒污泥的不同生长阶段其内部菌体的分布是不一样的。

促进厌氧污泥颗粒化的手段

目前，促进厌氧污泥颗粒化的手段主要有以下几个：补充二价金属离子；投加惰性物质；投加絮凝剂。4 q! M% h% S4 e M5 a/ L" X

1 二价金属离子对厌氧污泥颗粒化的促进作用

1.1 Mg2+的影响

Mg2+是厌氧颗粒污泥灰分中的重要组分,约占3%～4%[50]。Ca2+、Mg2+、Fe2+等可能以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或硫化物的形式存在于颗粒污泥中[51]。在UASB中, Mg2+除了具有二价金属离子的共性外,还参与甲烷菌的能量代谢过程,可以促进其生化反应的进程,从而加速甲烷的产生。Blaylock等研究厌氧污泥中的巴氏甲烷八叠球菌的甲基转移过程发现, Mg2+参与了催化以甲醇为甲基供体和以维生素B12为甲基受体合成甲基维生素B12 的过程,而后者是合成甲烷的重要前体物之一(对其他甲烷菌可能也有类似作用),但是当Mg2+浓度低时不能起到催化和促进作用。

Schmidt等人发现Mg2+会影响高温厌氧污泥的微生物特征,即Mg2+会影响污泥中各种微生物的相对数量,改变其中的优势菌。当Mg2+缺乏时Methanosarcina thermophila TM -1 (TM -1型嗜热甲烷八叠球菌)十分稀少；当Mg2+浓度增加时该菌的数量也增加；当Mg2+达到30mmol/L ,另外一些菌种也会受到影响[52]。当合成废水中添加0.2 mmol/L的Mg2+、0.34 mmol/L的Ca2+和一些微量元素时能够改善中温UASB反应器的运行和加速厌氧污泥的颗粒化。在进水中保持适量的Mg2+能改善UASB中高温厌氧污泥的沉降性能、减少被洗出反应器的污泥量,当Mg2+为0.5～10 mmol/L时，UASB的运行较好,缺乏Mg2+时乙酸的转化速率会明显降低,而过量的Mg2+会导致颗粒污泥的破碎、解聚。Mg2+对UASB中、高温厌氧污泥的产甲烷活性的促进作用不是很明显[53]。研究还发现4.1mmol/L的Mg2+比0.4 mmol/L更能增加厌氧污泥的沉降性能[52]。Ahring等所作的研究表明,接种污泥形成颗粒污泥需要一个临界Mg2+离子浓度,其对颗粒污泥的结构和大小的影响很大。当Mg2+浓度从1 2ｍｇ/Ｌ降到0时颗粒污泥变得疏松,而且颗粒污泥中优势菌种由甲烷八叠球菌属转化成丝状甲烷菌属。在UASB反应器中诱使污泥颗粒化的尝试中逐渐增加Mg2+浓度,结果乙酸

盐转化率增加,不久第一批颗粒污泥形成,该颗粒污泥主要是由甲烷八叠球菌构成,其乙酸降解速率相当高[4～7ｇCOD/ (gVSS．d)][8]。

1.2 Ca2+的影响1 `9 u9 z3 Q8 R3 N* d, {( G% M

在厌氧颗粒污泥中含大量Ca元素,颗粒污泥中的Ca2+可与代谢过程中产生的CO2 生成CaCO3 沉淀,增加颗粒污泥的密度,改善污泥的沉降性能[51]。Grotenhuis等人用EGT络合颗粒污泥中的Ca2+通过测定络合前后颗粒污泥的强度发现Ca2+对颗粒污泥的稳定性有重要作用[54]。另外在UASB中用Ca(OH)2 代替Na2CO3 可以提高颗粒污泥的稳定性,但当Ca2+浓度过高时会形成过量的CaCO3，CaCO3 附在颗粒污泥上会降低颗粒污泥的活性,不利于废水与污泥的有效接触以及进行物质与能量的交换[55]。Mahoney等人在研究Ca2+对微生物凝聚作用时,发现加Ca2+形成的颗粒污泥沉降性能好,并可加快反应器的启动。( ~8 r% L# J/ d2 [: c$ p

对UASB的运行来说,适宜的Ca2+浓度为80～150 mg/L。当Ca2+浓度过高时颗粒污泥的活性会降低。G.Lettinga等发现当Ca2+高达600mg/L时UASB对COD去除率可高达98%[56]。有研究表明,当Ca2+浓度达到3.75mmol/L时可明显促进UASB中污泥的颗粒化。加入80 mg/L的Ca2+可以提前使颗粒污泥出现,并且形成的颗粒污泥被多聚体膜覆盖,生物相以球菌、杆菌为主。进水中Ca2+、Mg2+离子浓度不同时,降解乙酸的Mehanosarcina(甲烷八叠球菌)的形态发生变化,进而使整个UASB反应器的运行改变。) x9 P: ^ H' X4 q2 o- `; X

1.3 Fe2+的影响8 ]2 a& U/ W# G! U) C# y1 H

与Ca、Mg相似,Fe也是厌氧颗粒污泥中含量高的元素,Fe主要以FeS的形式存在于厌氧颗粒污泥中。Fe是催化许多厌氧反应酶的重要组分[56、41]。厌氧颗粒污泥的黑色主要就是由于FeS之类硫化物沉淀存在的缘故[57]。Dolfing等报道过厌氧污泥灰分的30%为FeS ,FeS 可能沉淀到微量亲脂性的细菌表面,据称FeS所具有的较高表面张力和细菌的亲脂性可起到稳定细菌团粒的作用。G.Lettinga等发现FeS被牢固吸附在M.Soehngenii(索氏甲烷杆菌)的鞘上,由于FeS与水相比有较高的表面张力和Methanthix sp.(甲烷丝菌属)具有易于附着于各种惰性表面的疏水性,因而FeS可能有助于稳定厌氧颗粒污泥中的菌团,从而对颗粒污泥结构的稳定具有一定作用[58]。在巴氏甲烷八叠球菌的甲基转移过程中,酶催化反应的成分中除了Mg2+外,还有铁氧还原蛋白及其他一些物质。

就对甲烷菌的营养激活作用而言,Speece对甲烷菌所需的营养给出如下顺序：N、S、P、Fe、Co、Ni、Mo、VB2 、VB12[59]。可以看出,Fe是甲烷菌所需的重要无机营养。Hoban和Vanden Bery等报道在进水中投加Fe2+后甲烷菌的乙酸利用速率可大大提高,最佳可溶性Fe 的投量为0.2～2mmol/L[1 4]。Takashima和Speece等研究发现将FeCl2 直接投入反应器(以防止在进水中被沉淀)后,反应器内甲烷菌的优势菌地位发生变化,而乙酸利用速率提高了3～5倍[59]。目前,许多研究都是同时对Fe2+、Co2+和Ni2+进行的。例如,Shen等报道Fe2+、Co2+和Ni2+对UASB反应器中颗粒污泥的形成起着重要作用[59]。王长辉研究微量元素在厌氧生化处理中的应用时发现,Fe2+、Zn2+、Co2+和Ni2+对厌氧微生物生长有促进作用,适量添加这些离子可大大缩短UASB反应器中厌氧污泥颗粒化的时间[60]。李亚新等报道加入微量Fe2+、Co2+和Ni2+能有效缩短厌氧消化时间、提高基质降解速率和产气速率[61]。另外他们还报道了厌氧消化过程中Fe、Co、Ni对NH4+-N存在拮抗作用,并且NH4+-N浓度越高,Fe、Co和Ni对其毒性的拮抗作用越明显。H.Q.Yu等研究发现,300～450mg/L的Fe2+能够加速UASB反应器中污泥的颗粒化。当进水Fe2+增加时污泥颗粒的活性降低,即高浓度Fe2+对污泥颗粒活性存在一定的毒性[62]。Hoban和Vanden Berg报道在利用乙酸的甲烷培养物中加入Fe2+会显著增加乙酸盐转化为甲烷的速率。据报道,溶解性Fe2+的最佳浓度为10～100mg/L ,但Speece的研究结果表明对Fe2+的需要量仅为该值的1/10。

1.4其他二价金属离子的影响

与Ca2+、Mg2+和Fe2+等不同,其他二价金属离子在厌氧颗粒污泥灰分中含量很少,而且在不同条件下形成的厌氧颗粒污泥其含量也不同。例如Z .I.Bhatti等在他们所研究的厌氧颗粒污泥中,Mn为0.5mg/L、Cu为0.3mg/L ,而Ni和Co等几乎难以

测出[63]。试验表明,营养物不足时,Fe2+、Co2+、Ni2+ 和Wo2+等二价金属离子对启动时间的长短有一定影响,因为这些元素成分是甲烷菌生长所必需的[64]。R.E.speece认为Fe2+、Co2+、Ni2+、Wo2+、Zn2+和Mn2+等二价金属离子对甲烷菌的代谢过程有激活作用[8]。Ni2+对甲烷菌是必要的微量金属离子,是细菌尿素酶的重要成分[1 4]。Dichkert等研究发现,当培养甲烷菌的培养基中酵母抽提物(其中含有Ni2+)浓度大为减少时,只有补充了Ni2+甲烷菌才能保持良好的生长状态,尚未发现有其他金属离子可代替Ni2+。估计对于不同的甲烷菌,1克细胞干重所需Ni2+的最大量为250～1100mmol/L。Scherer和Sahu也报道说Ni2+的存在对M.barkeri的最佳生长十分重要[59]。

王长辉报道Zn2+、Co2+和Ni2+对厌氧污泥活性都有一定提高作用,并可促进厌氧发酵过程[60]。虽然在厌氧颗粒污泥中存在一定量的Cu2+,但研究发现添加CuSO4形式的Cu2+不但不能提高厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,反而产生较强的抑制作用,这可能是因为Cu是重金属的缘故。Murray和Van Berg报道在厌氧生物滤池中加入100nmol/LNi2+和50nmol/LCo2+时乙酸转化为甲烷的速率会提高,处理食品工业废水时由于补充了这些微量金属元素使甲烷产量提高了42 %,HRT也缩短了,据此推测在UASB反应器中也有相似现象。4 R1 z# u6 ` H& _* n; Z

2 投加惰性物质

根据二次核理论，如果在UASB启动时加入一定量的细微颗粒，此颗粒可起到“晶核”的作用，有助于厌氧微生物在颗粒上的吸附，从而能加快细菌聚集的速度，促进厌氧污泥颗粒化。近来,惰性载体在颗粒污泥形成中的作用日益受到人们的重视,如向接种污泥中投加粒状活性碳[65,66]、砂粒[66]、高炉粒状炉渣[67]等,可促进颗粒污泥形成。

周律[65]等对颗粒活性炭对加快UASB反应器内颗粒化进程的研究中发现：

1）在启动UASB反应器的过程中投加颗粒活性炭,具有明显加速污泥颗粒化进程、缩短启动时间的强化作用。

2）在相同的试验条件下,投加颗粒活性炭的反应器其颗粒污泥的出现时间仅为不投加颗粒活性炭反应器的一半左右,而且颗粒污泥的粒径也大。! p. V; Q, F1 J4 d' M, I

3)在试验运行期间,投加颗粒活性炭反应器的最大有机容积负荷为不投加颗粒活性炭反应器的1.6倍。

4)纵观整个运行参数,投加颗粒活性炭反应器的稳定性和耐水力冲击负荷性优于不投加颗粒活性炭反应器,而且缩短了水力停留时间。/ S' |' |& v) p) u

5）启动初期,活性炭颗粒起到了“晶核”作用,但运行后期似乎作用不明显。/ X$ w1 j5 M1 L8 q2 I

3 投加聚合物、絮凝剂[68、69、70、71、72、73、74]

由絮状污泥向颗粒污泥的发展过程中，其中一个重要的条件是提供一个内核或者增强菌体的吸附力。天然的与人工合成的絮凝剂已经得到广泛应用。向类似UASB的厌氧反应器中投加絮凝剂，可以使颗粒化速率提高为原来的2.5倍。絮凝剂可以起到类似ECP的作用，它们在细胞，菌体之间架桥，从而促进原始内核的形成，这是厌氧污泥颗粒化的第一步。在絮凝剂促进厌氧污泥颗粒化的过程中，其作用机制有以下两个：1）投加絮凝剂后，可以改变细菌表面特性，进而影响到细胞之间的作用。2)絮凝剂自身构成一个稳定的、固态的三维网络，细菌吸附在该网络上不断繁殖。

如果将细颗粒惰性物质与絮凝剂混合使用，将起到更为明显的效果。吴允在UASB启动的

研究中，向反应器内投加膨润土和聚丙稀酰胺，可以在短期内得到颗粒污泥。污泥和细菌表面带负电荷,有相互排斥倾向,在没有外力作用的情况下,不易聚集.加入膨润土,污泥与膨润土充分接触.通过荧光显微观察,在蒙脱石表面,吸附着大量丝状菌、杆状菌,还有少量球状菌,但仍然是分散体系.加入PAM后,PAM的酰胺基与蒙脱石生成氢键,起吸附和架桥作用,从而使膨润土、污泥和细菌聚集成直径5～10mm的絮凝团。实验中还观察到,单独加入BT和PAM,都不能得到絮凝团;加药剂的顺序必须是先BT后PAM.如果先PAM后BT,则作用甚微。& r" f/ u: |% }- [- N5 p) b; M# E

向反应器内投加吸水性聚合物是促进厌氧污泥颗粒化的另一条新的途径。这些粉状的聚合物一旦与水接触，就会在水中膨胀，形成网络结构，从而为微生物吸附提供更多的吸附点，其效果优于惰性颗粒物质，而且由于其密度较轻，不会象砂粒、颗粒活性炭之类下沉到反应器底部，形成死区。

微生物絮凝剂促进厌氧污泥颗粒化的可行性$ t% a+ u$ X; C+ F% M% h

1 微生物絮凝剂简介[75、76、77、78、79、80]1 M6 `- |3 ~5 b& `9 m

微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。主要有糖蛋

白、粘多糖、纤维素和核酸等。一般利用生物技术,通过细菌、真菌等微生物发酵、抽提、精炼而得到。

1935年,Butter field从活性污泥中分离出能形成菌胶团的细菌。微生物的絮凝作用最先由法国的Louis Pasteur(1876年)在酵母菌Levurecasseeeuse中发现。2年后,这种现象再次在细菌培养基中被观察到。此后,生物絮凝剂被广泛研究,并且在胞外生物高聚物絮凝剂的累积和细胞的聚集之间建立了某种联系。许多胞外生物高聚物絮凝剂产生菌包括细菌、真菌、酵母菌和藻类都已经可以从土壤和废水中分离筛选出来。

生物絮凝剂具有许多独特的性质和优点[1 ]:1)易于固液分离,形成沉淀物少;2)易被微生物降解,无毒无害,安全性高;3)无二次污染;4)使用范围广;5)具有除浊和脱色性能等;6)有的生物絮凝剂还具有不受pH条件影响,热稳定性强,用量小等特点。发展微生物絮凝剂是人们所共同希望的。相对于其他絮凝剂而言,微生物絮凝剂发展的优势在于:成本低,能进行大规模培养生产;并且在发酵培养液中胞外生物絮凝剂易于再生回用。; ?9 W9 d5 v3 C0 V. R0 e# O

按照来源不同,微生物絮凝剂主要可分为3类[2～3]:①直接利用微生物细胞的絮凝剂。如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。②利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂。如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和Ｎ-乙酰葡萄糖胺等成分均可用作絮凝剂。③利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。微生物细胞产生的具有絮凝活性的代谢产物有的储藏在胞内作为内+ p" E! ~, f; T4 K0 `9 k

源代谢物,有的则分泌到胞外或者粘附在菌细胞表面,或者脱离菌体,游离于发酵液中。微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物主要是细菌的荚膜和粘液质,除水分外,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物。可用作絮凝剂的主要是多糖,这种分泌到细胞外的具有絮凝活性的高聚物称为胞外生物高聚物絮凝剂(Extra cellular Biopolymeric Flocculants,简称EBF)。

2 微生物絮凝剂促进厌氧污泥颗粒化的可行性[81、82、83]

普遍认为厌氧颗粒污泥的形成与ECP有着密切的联系，ECP对细菌附着的影响也就是对污泥颗粒化的影响。ECP在细菌的粘附和生物膜的形成过程中起着非常重要的作用。ECP组分影响絮体表面的性质和颗粒污泥的物理性质。分散的细菌带负电，细胞之间存在静电弃力，ECP能改变细菌表面的电荷，导致细菌的絮凝。7 k) @; c/ A4 a/ U: f. n9 @

细菌的粘附取决于细菌表面和它们附着的支撑物，由于ECP影响细菌表面的电荷和能量，ECP在生物膜的形成和稳定过程中起重要作用。但是过高的ECP含量对细菌的粘附不利，

所以在研究ECP的作用时，必须在量上非常小心。

微生物絮凝剂中的有效成分ECP可以发挥其重要作用，在UASB启动初期促进细菌的聚集，缩短启动周期，这在理论上是完全可行的。

厌氧污泥培养知识

厌氧颗粒污泥分为淀粉、淀粉糖、柠檬酸、酒精、造纸等行业高浓度污水处理系统中的高负荷厌氧反应器（EGSB、IC）生产出的新鲜颗粒污泥。 厌氧反应器的容积负荷、上升流速和去除率均分别高于20kgCOD/m3?d、5m/h和 90%。 厌氧颗粒污泥体型规则呈球形，VSS/TSS≥0.7，沉降速度50-150m/h，粒径0.5-2mm，颗粒度大于90%，最大比产甲烷速率≥400mlCH4/gVSS?d。作为接种污泥可用于淀粉、淀粉糖、柠檬酸、酒精、啤酒、造纸、蛋白、食品、味精等行业的污水处理系统中高负荷厌氧反应器（IC、EGSB、UASB 等）的启动运行。 2.4 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。有学者研究表明，在颗粒污泥培养初期，控制出水碱度在1000mg/L（以CaCO3计）以上能成功培养出颗粒污泥。在颗粒污泥成熟后，对进水的碱度要求并不高[2].这对降低处理成本具有积极意义。 2.5 微量元素及惰性颗粒 微量元素对微生物良好的生长也有重要作用。其中Fe，Co，Ni，Zn等对提高污泥活性，促进颗粒污泥形成是有益的。 此外，惰性颗粒作为菌体附着的核，对颗粒化起着积极的作用。另外，有研究表明，投加活性炭可大大缩短污泥颗粒化的时间；在投加活性炭后颗粒污泥的粒径大，并使反应器运行更加稳定[3]. （考试大环境影响评价师） 2.6 SO42- 关于SO42-对颗粒污泥的形成目前尚在讨论中。据Sam-Soon的胞外多聚物假说，局部氢的高分压是诱导微生物产生胞外多聚物从而与细菌表面之间的相互作用，通过带电基团的静电吸引及物理接触等架桥作用，构成一种包含多种组分的生物絮体，从而形成颗粒污泥的必要条件，而有硫酸盐存

活性污泥的培养

第一章厌氧污泥与好氧污泥的接种培养与驯化 一、厌氧颗粒污泥的接种培养与驯化 （一）、接种污泥 有颗粒污泥时,接种污泥数量大小 10-15%.当没有现成的污泥时,应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没有消化污泥和颗粒污泥时，化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种，，也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥，但启动周期较长。污泥接种浓度至少不低10Kg?VSS/m3 反应器容积，但接种污泥填充量不大于反应器容积60%。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。（二）、接种污泥启动 启动分以下三个阶段进行： 1、起始阶段——反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS?d开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L，并按要求控制进水，最低的COD负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数，但应特别注意乙酸浓度，应保持在1000mg/L以下。进液采用间断冲击形式，即每3～4小时一次，每次5-10min，之后逐步减断间隔时间至1小时，每次进液时间逐步增长20～30min。起始阶段，进水间隔时间过长时，则应每隔1小时开动泵对污泥搅拌一次，每次3～5min。 2、启动第二阶段——当反应器容积负荷上升到2-5kgCOD/m3d时，这一阶段洗出污泥量增大，颗粒污泥开始产生。一般讲，从第一段到第二段要40d时间，此时容积负荷大约为设计负荷的 50%。 3、启动的第三阶段——从容积负荷50%上升到100%，采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸VFA不大于500mg/L，当VFA超过500-1000mg/L，厌氧反应器呈现酸化状态，超过1000mg/L则表明已经酸化，需立即采取措施停止进料，进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需30-40d时间。 （三）、启动的要点 原水CODcr超过过5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。

湖南厌氧颗粒污泥

颗粒污泥处理技术具有沉降速度快，抗有机负荷冲击能力强和去除重金属等有毒物质效果好的优点，这几年的对于厌氧颗粒污泥的研究比较普遍。目前人们初步掌握了培养颗粒污泥的基本条件，我们就相关的信息带您了解一下。 下文为您介绍一下影响颗粒污泥培育的因素： 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。 3 、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。在颗粒污泥培养初期，控制出水碱度在1000mg/L（以CaCO3计）以上能成功培养出颗粒污泥。在颗粒污泥成熟后，对进水的碱度要求并不高这对降低处理成本具有积极意义。 4、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

厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征

厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征 The final edition was revised on December 14th, 2020.

厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目的是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两种菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断地转换为甲烷气，即厌氧沼气。 （一）培菌前的准备工作 厌氧消化的启动，就是完成厌氧活性污泥的培养或甲烷菌的培养。当厌氧消化池经过满水试验和气密性试验后，便可开始甲烷菌的培养。 （二）培菌方法 污泥的厌氧消化中，甲烷细菌的培养与驯化方法主要有两种：和。 接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中取腐化的有机底泥，或以认粪、牛粪、猪粪、酒糟或初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。 是向厌氧消化装置中投入容积为总容积的10%～30%的厌氧菌种污泥。接种污泥一般为含固率为3%～5%的湿污泥。再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1℃/h，直至达到消化温度。如污泥呈酸性，可人工加碱调整pH至～。维持消化温度，稳定一段时间（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鲜污泥并转入正式运行。此法适用于小型消化池，因为对于大型消化池，要使升温速度为1℃ /h，需热量较大，锅炉供应不上。

指向厌氧消化池内逐步投入生泥，使生污泥自行逐渐转化为厌氧活性污泥的过程。该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧的转变过程，加之厌氧微生物的生长速率比好氧微生物低很多，因此培养过程很慢，一般需历时6～10个月左右，才能完成甲烷菌的培养。 或者通过加热的方法加速污泥的成熟：将每日产生的新鲜污泥投入消化池，待池内的污泥量为一定数量时，通入蒸汽。升温速度控制在1℃/h。当池内温度升到预定温度时，可减少蒸汽量，保持温度不变，并逐日投加一定数量的新鲜污泥，直至达到设计液面时停止加泥。整个成熟过程一直维持恒温，成熟时间约需30～40d。污泥成熟后，即可投配新鲜污泥并转入正式运行。 （三）培菌注意事项 厌氧消化系统的处理主要对象是活性污泥，不存在毒性问题。但是厌氧消化菌繁殖速度太慢，为加快培养启动过程，除投入接种污泥以外，还应做好厌氧污泥的加热。 厌氧消化污泥的培养，初期生污泥投加量与接种污泥的数量及培养时间有关，早期可按设计污泥量的30%～50%投加，到培养经历了60d 左右，可逐渐增加投加量。若从监测结果发现消化不正常时，应减少投泥量。 厌氧消化系统处理城市污水处理厂的活性污泥，由于活性污泥中碳、氮、磷等营养是均衡的，能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。因此，即使在厌氧消化污泥培养的初期也不需要和处理工业废水那样，加入营养物质。

厌氧反应池培养和驯化

厌氧反应池B-107在正式投用前要进行厌氧菌的培养和驯化， 具体方法步骤如下： 1、将中活性污泥打入厌氧池中作为接种污泥。打入的污泥量以达到厌氧池正常操作水位的10%为宜。 2、启动气浮水提升泵P-101向厌氧池注入污水，注入量以达到正常操作水位的40%左右，即污水量加活性污泥量达到厌氧池正常操作水位的50%。 3、启动潜水搅拌器流以保持池内污水处于搅拌状态，不致使污泥沉在池底。 然后即使池内厌氧菌自行生长繁殖。每2天启动一次气浮水提升泵P-101向厌氧池内注污水，每次注入5%液位10天后即达到正常操作液位。 4、在厌氧菌培养阶段每天分析一次池内污水中的CODcr、氨氮和总磷。保持CODcr在300 mg/L以上，氨氮在2.5 mg/L以上，总磷在0.5 mg/L以上。 如果CODcr低于300 mg/L则立即启动气浮水提升泵P-101向池内注污水，如果氨氮低于2.5 mg/L则向池内投加尿素以补充氮源，如果总磷低于0.5 mg/L则向池内投加磷酸三钠。投加的数量以达到上述指标为准。 5、10天后如分析结果显示池中的CODcr和氨氮比进水降低20%以上，说明厌氧菌已经生成，则进入污泥培养驯化阶段。 6、进入污泥驯化阶段时，启动气浮水提升泵P-101向池内连续

进水，同时也连续出水。进水量控制在正常进水量的10%左右。每天提高一次进水量，每次提高正常进水量的10%。10天后即达到正常进水量。 7、在污泥培养驯化阶段每天分析一次CODcr，和氨氮。如果出水中的CODcr和氨氮比进水中的CODcr和氨氮降低30%以上，说明厌氧菌已形成，可以转入正常操作状态，投入正常运行。 如果出水中的CODcr和氨氮基本不降低，说明厌氧菌形成不好，则要减少进水量或暂时停止进水，进一步培养厌氧菌。厌氧菌的培养与驯化一般大约要25-40天。如水温高30-40℃则需要的时间就短，如水温低≤25℃则需要的时间就长，如水温低于15℃则很难培养出厌氧菌。 推流曝气池污泥培养与驯化 推流曝气池污泥培养与驯化： 1 将污泥池内剩余活性污泥倒入推流曝气池作为接种污泥。倒入量以达到推流曝气池正常水位的10%左右为宜。 2 厌氧反应池正常出水直接向推流曝气池B-108进水。进水量按正常设计总进水量的10%左右连续进水。同时开启罗茨鼓风机P-110向曝气池内送风。 3 当推流曝气池内的水位达到设计水位100%时则停止进水，只向推流曝气池内鼓风，进行污泥的培养，时间3天左右。 4 在污泥培养阶段每天分析一次推流曝气池中的CODcr、总氮、总

污水处理技术之活性污泥的培养

一、活性污泥投加 1、接种前准备： 菌种培养构筑物的选择：方便操作，有曝气装置，有搅拌，利于加菌种、进原水或营养液的构筑物。菌种在投加时，方案设定应根据现场具备的条件综合考虑。如场地、施工、运输车辆、临时电源、临时泵及管道、水枪、高差、过滤等因素。菌种的粉碎对于压缩污泥应考虑污泥的粉碎问题，应根据现场的条件确定粉碎方法。粉碎方法选择的顺序为水枪——泵循环+滤网冲击——曝气、搅拌。2、接种量的多少：厌氧污泥接种量一般不应少于水量的8-10%，否则，将影响启动速度；好氧污泥接种量一般应不少于水量的5%。 只要按照规范施工，厌氧、好氧菌可在规定范围正常启动。3、污泥来源：厌氧污泥主要来源于已有的厌氧工程，如啤酒厌氧发酵工程、农村沼气池、鱼塘、泥塘、护城河清淤污泥；好氧污泥主要来自城市污水处理厂，应拉取当日脱水的活性污泥作为好氧菌种，接种污泥且按此顺序确定优先级。1、同类污水厂的剩余污泥或脱水污泥；2、城市污水厂的剩余污泥或脱水污泥；3、其它不同类污水站的剩余污泥或脱水污泥；4、河流或湖泊底部污泥；5、粪便污泥上清液。 二、活性污泥启动 应特别说明，菌种、水温及水质条件，是影响启动周期长短的重要条件。一般来讲，在低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。因此，建议冬季运行时污泥分两次投加，水解酸化池中活性污泥投加比例8%（浓缩污泥），曝气池中活性污泥的投加比例为10﹪（浓缩污泥，干污泥为8%），在不同的温度条件下，投加的比例不同。 投加后按正常水位条件，连续闷曝（曝气期间不进水）7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量连续进水25天，待生化效果明显或气温明显回升时，再次向两池分别投加10﹪活性污泥，生化工艺才能正常启动。 三、污泥驯化 污泥驯化应遵循的原则循序渐进、有的放矢、精心控制的。污泥驯化的方法与技巧如果培养期间加入的主要是生活污水，这个时候逐步降低生活污水的加入量，并逐步增加原水的进水量，每次增加的进水量为设计进水量的5~10%，每增加一次应稳定2~3个周期或2天左右，发现系统内或出水指标上升应继续维持本次进水量，直至出水指标稳定，如出水指标一直上升，应暂停进水，待指标恢复正常后，进水量应稍微减少，或略大于上周期进水量。 驯化条件具备后，连续运行已见到效果的情况下，采用递增污水进水量的方式，使微生物逐步适应新的生活条件，递增幅度的大小按厌氧、好氧工艺及现场条件有所不同。以此类推，最终达到系统设计符合。活性污泥驯化时，也可采用体积负荷法来进行驯化，可根据化验数据、进水指标、系统指标、构筑物体积推算出单位时间的系统污泥负荷，根据体积负荷来确定下个周期的进水量。

厌氧颗粒污泥的培养注意事项

厌氧颗粒污泥的培养注意事项 首先要有接种污泥，如果是已经颗粒污泥，只需培养驯化一下就可以了；如果采用活性污泥的话就比较麻烦。 必须注意以下几点： 1、营养元素和微量元素 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。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。铁、镍、钴和锰等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。 2、选择压 通常将水力负荷率和产气负荷率两者作用的总和称为系统的选择压。选择压对污泥床产生沿水流方向的搅拌作用和水力筛选作用，是UASB等一系列无载体厌氧反应器形成颗粒污泥的必要条件。 高选择压条件下，水力筛选作用能将微小的颗粒污泥与絮体污泥分开，污泥床底聚集比较大的颗粒污泥，而比重较小的絮体污泥则进入悬浮层区，或被淘汰出反应器。定向搅拌作用产生的剪切力使颗粒产生不规则的旋转运动，有利于丝状微生物的相互缠绕，为颗粒的形成创造一个外部条件。 低选择压条件下，主要是分散微生物的生长，这将产生膨胀型污泥。当这些微生物不附着在固体支撑颗粒上生长时，形成沉降性能很差的松散丝状缠绕结构。液体上升流速在2.5～3.0m/d之间内，最有利于UASB 反应器内污泥的颗粒化。 3、有机负荷率和污泥负荷率 可降解的有机物为微生物提供充足的碳源和能源，是微生物增长的物质基础。在微生物关键性的形成阶段，应尽量避免进水的有机负荷率剧烈变化。 实验研究表明，由絮状污泥作为种泥的初次启动时，有机负荷率在0.2～0.4 kgCOD/(kgVSS•d)和污泥负荷率在0.1～0.25kgCOD/(kgVSS•d)时，有利于颗粒污泥的形成。 4、碱度 碱度对污泥颗粒化的影响表现在两方面：一是对颗粒化进程的影响；二是对颗粒污泥活性的影响。后者主要表现在通过调节pH值(即通过碱度的缓冲作用使pH值变化较小)使得产甲烷菌呈不同的生长活性，前者主要表现在对污泥颗粒分布及颗粒化速度的影响。在一定的碱度范围内，进水碱度高的反应器污泥颗粒化速度快，但颗粒污泥的产甲烷活性低；进水碱度低的反应器其污泥颗粒化速度慢，但颗粒污泥的产甲烷活性高。因此，在污泥颗粒化过程中进水碱度可以适当偏高(但不能使反应器体系的pH>8.2，这主要是因为此时产甲烷菌会受到严重抑制)以加速污泥的颗粒化，使反应器快速启动；而在颗粒化过程基本结束时，进水碱度应适当偏低以提高颗粒污泥的产甲烷活性。 5、接种污泥 颗粒污泥形成的快慢很大程度上决定于接种污泥的数量和性质[1]。 根据Lettinga的经验，中温型UASB反应器的污泥接种量需稠密型污泥12～15kgVSS/m3或稀薄型污泥6 kgVSS/m。高温型UASB反应器最佳接种量在6～15kgVSS/m3。过低的接种污泥量会造成初始的污泥负荷过高，污泥量的迅速增长会使反应器内各种群数量不平衡，降低运行的稳定性，一旦控制不当便会造成反应器的酸化。较多的接种菌液可大大缩短启动所需的时间，但过多的接种污泥量没有必要。 一般说来，用处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥是最有利的，但在没有同类型污泥时。不同的厌氧污泥同样对反应器的启动具有一定的影响， 没有处理同样性质废水的厌氧反应器污泥作种泥时，厌氧消化污泥或粪便可优先考虑。 6、温度 温度对于UASB的启动与保持系统的稳定性具有重要的影响。UASB反应器在常温(25℃)，中温(33℃～41℃)和高温(55℃)下均能顺利启动，并形成颗粒污泥。但绝大多数UASB启动过程的研究都是在

如何判断厌氧颗粒污泥的活性

如何判断厌氧颗粒污泥的活性 摘要 进入夏季以来，厌氧颗粒污泥的采购逐渐增多。根据污泥的活性不同，有的颗粒污泥卖1200~1400元/吨，而有的只能卖到500~600元/吨；价格相差一倍多。那么如何判断污泥的活性，如何买到质量可靠的厌氧污泥呢？今天，我们就和大家来聊聊如何判断厌氧颗粒污泥活性的话题。 正文： 厌氧颗粒污泥的性能可以通过以下七个方面进行判断： 1.颜色 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，缺 乏光泽。 良好污泥钙化污泥 2.颗粒度 活性良好的厌氧颗粒污泥粒径一般在0.5 ~ 2 mm，大小均匀。造纸厂的厌 氧污泥粒径通常会稍稍大一些。 3.弹性 用手按压厌氧污泥时，能够感受到厌氧污泥有轻微的弹性。 4.沉降速度 厌氧颗粒污泥的沉降速度应保持在50 ~150 m/h之间；若沉降速度过快，说

明污泥中的厌氧细菌比较少，钙等无机成分比较多；沉降速度过慢，在上升流速较高或者受冲击时，容易造成污泥流失。 沉降速度计算方法：在200ml的量筒中装满清水，测量液面高度为h,然后将少量的厌氧颗粒放在水面，记录污泥从液面沉降到筒底的平均时间为S，h/S 即可得到沉降速度。 5.颗粒度 颗粒污泥占厌氧污泥总量的60~70%，越高越好。 颗粒度的测量方法：取约200~500ml的厌氧污泥，静置后排出上清液，记录体积为V1，然后像“淘米”一样，反复用清水将絮状污泥洗出，留下颗粒污泥，记录体积为V2，V2/V1就是颗粒度。 6.VSS/TSS TSS和VSS分别是指单位体积的污泥中，总固体和挥发性固体的质量。 VSS/TSS通常在0.7~0.75。 VSS/TSS代表厌氧细菌在颗粒污泥中的比例，比值越高，意味着厌氧细菌的比例越高，比值高的一般可以达到0.8；比值偏低，是因为其中的惰性物质偏多，相应的活性也差一些，比值低的可以达到0.3。 7.厌氧污泥活性 厌氧污泥活性是厌氧颗粒污泥最为重要的一个指标，用厌氧污泥产甲烷活性表示，活性良好的厌氧污泥负荷可以达到0.3~0.5 KgCOD CH4 /(KgVSS.d)。 厌氧活性测试：首先是将乙酸、丙酸等按一定比例配置成底物，再添加含N、Co、Mn、B……的营养母液以维持厌氧污泥活性，再投加一定量的厌氧颗粒污泥样品后，模拟整个厌氧反应过程3~5个次，然后根据COD的去除率，产气速率得出污泥的产甲烷活性。 由于该测试比较复杂，试验精度要求高，国内仅有个别几家环保公司真正具有测试能力。 如下是测试装置的原理示意图:

微生物的培养与驯化

微生物的培养与驯化 厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧活性污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目标是厌氧消化所需要的甲烷菌和产酸菌，当两菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断地转化为甲烷气，即厌氧沼气。 机理 污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自特色微生物群体。 水解酸化阶段 一般水解过程发生在污泥厌氧消化初始阶段，污泥中的非水溶性高分子有机物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物质。水解后的物质在兼性菌和厌氧菌的作用下，转化成短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，还有乙醇、二氧化碳。 乙酸化阶段 在该阶段主要是乙酸菌将水解酸化产物，有机物、乙醇等转变为乙酸。该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。

甲烷化阶段 甲烷化阶段发生在污泥厌氧消化后期，在这一过程中，甲烷菌将乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分别转化为甲烷，如下： 2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑ 4H2+CO2→CH4+ 2H2O 在整个厌氧消化过程中，由乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占总量的1/3。 一.厌氧微生物的培养和驯化 1.污泥的厌氧消化中，甲烷菌的培养与驯化方法主要有两种； （1）接种培养法（2）逐级培养法 2.接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不方便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中腐化的有机地泥，或人粪，牛粪，猪粪，酒糟或初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。 接种污泥培养法是向厌氧消化装置中投入容积为总容积10%-30%厌氧菌种污泥，接种污泥一般为含固率为3%-5%的湿污泥，再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1°C/h，直至达到消化温度（可将污泥厌氧消化分为中温（一般30~36℃）厌氧消化和高温（一般50~55℃）厌氧消化。研究表明，在污泥厌氧消化过程中，温度发生±3℃变化时，就会抑制污泥消化速度；温度发生

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。这样，在一定的操作条件和环境条件下，就形成了厌氧颗粒污泥。 1.2厌氧颗粒污泥的性质 厌氧颗粒污泥的性质与培养条件有关。不同的培养条件，培养出来的各方面性质也不完全相同。厌氧颗粒污泥的形状大多数是具有相对规则的球形或椭球形。成熟的厌氧颗粒污泥表面边界清晰，直径变化范围为0.1145mm，最大直径可达7mm。密度约在1.030-1.080kg/m3之间。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。厌氧颗粒污泥的颜色通常是黑色或灰色。颗粒污泥有良好的沉降性能，Schmidt等[5]认为其沉降速度范围为18-100m/h典型值在18-50 m/h之间。 1.3厌氧颗粒污泥的微生物相 颗粒污泥主要由厌氧菌组成，如共生单胞菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷丝状菌属等，但同时还存在一些好氧菌和兼性厌氧菌。甲烷菌在生物分类学上属于古细菌，是绝对厌氧菌。厌氧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[6]: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转化成为甲烷。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，增加了微生物组成鉴定的复杂性。 2．好氧颗粒污泥形成的主要影响因素 影响厌氧颗粒污泥的形成因素较多，至今还在研究之中，其中主要因素有以下几种： 2.1进水水质及有机物浓度 目前，人们已经成功地利用很多废水培养出厌氧颗粒污泥，如酿造废水、食品工业废水、造纸工业废水和生活污水等。Fukuzaki等对淀粉、蔗糖、乙醇、丁酸盐和丙酸盐等不同基质进行研究发现，所形成的颗粒污泥均表现出很高的沉降速率，由此在反应器内可保持了很高的生物量。500天运行后最大COD去除速率(gCOD·L-1d-1)分别达到7.6 (淀粉)、10.5(蔗糖)、32.1(乙醇)、42.6(丁酸盐一丙酸盐)。在不同基质下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。以淀粉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大，而且具有更高的EPS。以脂肪酸为基质培养的颗粒含有相当多的无机盐(灰分含量：56%-63%)，但EPS含量低，并表现出比其它三种颗粒更为密集的超微结构(亚显微结构)。在微酸环境中以乙醇为基质培养的颗粒污泥显示最小的密度、最高的vss和最低的灰分含量。某些有机物如乙酸，也对厌氧颗粒污泥的形成起着一定的作用。当乙酸浓度较高时，甲烷八叠球菌比增殖速率明显高于甲烷丝菌，成为优势甲烷菌;而浓度较低时，甲烷丝菌则成为优势甲烷菌，易造成污泥膨胀。培养颗粒污泥的进水COD浓度一般以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内传递，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。 2.2水力负荷和气体上升速度 水力负荷和气体上升速度是影响厌氧颗粒污泥形成的重要因素。水流速度通常与负荷、反应器产气量共同影响颗粒污泥形成过程，水力上升速度与产气搅动可有选择性地洗出细颗粒污泥和絮状污泥。高负荷产生的大量气体也有助于洗出细小污泥。通常情况下，水力负荷大于0.25m3/m2·h可以把絮状污泥与颗粒污泥完全分开。通过水力负荷筛选沉降性能良好的污泥，淘汰结构松散、沉降性能差的絮状污泥。在颗粒化初期，淘汰絮状污泥可避免与颗粒污泥争夺营养，从而有利于颗粒污泥的生长。提高气体上升速度可以促进污泥的颗粒化、提高颗粒污泥的质量。但过高有害，会使形成的颗粒污泥分散、沉降性能降低。气体上升速度可采用充氮来提高。Wu等给出培养厌氧颗粒污泥的水力负荷下限值为0.3m3/m2·h，通过内循环保持该流速。在处理高浓度有机废水时内循环能起到稀释进水浓度和增加泥水混合作用。 2.3接种污泥及接种量 要培养出较好性能的厌氧颗粒污泥，选择接种污泥及接种量的多少是至关重要的。接种污泥按其来源可以划分为颗粒污泥和非颗粒污泥，共同点是种污泥内必须含有可降解目标废水中有机物的微生物。所需的接种量目前还没有明确的界定，一般认为接种量为UASB反应器有效容积的10%-30%为佳。Veigant等的研究表明，以消化过的污泥、牛粪等为接种物均可生成颗粒污泥。国内的研究也表明用阴沟污泥、厌氧消化过的猪粪、鸡粪、初沉池污泥等为接种物都可形成颗粒污泥。吴唯民等还成功地在中温下用好氧活性污泥作接种物，培养出了性能良好的颗粒污泥。但研究表明采用颗粒污泥为种泥，可加快颗粒化进程，缩短反应器的启动时间。接种量以5-15gVSS/L为宜，较大的接种量可缩短启动的时间。对不同类型的废水和接种（下转第412页） 厌氧颗粒污泥技术 向敏1杨冠2 （1.兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070；2．兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050） 【摘要】厌氧颗粒污泥技术是一种高效的厌氧废水处理技术。污泥具有良好沉降性能和高污泥浓度的特点，使反应器的容积负荷较高，能有效地处理高浓度的有机废水和难生物降解的有机物等。文章根据国内外对其的最新研究成果对厌氧颗粒污泥的形成机理、特性以及形成的主要影响因素进行了阐述。 【关键词】厌氧颗粒污泥；机理；性质；影响因素

厌氧微生物的培养、驯化及成熟污泥的特征

厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目的是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两种菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断地转换为甲烷气，即厌氧沼气。 （一）培菌前的准备工作 厌氧消化的启动，就是完成厌氧活性污泥的培养或甲烷菌的培养。当厌氧消化池经过满水试验和气密性试验后，便可开始甲烷菌的培养。 （二）培菌方法 污泥的厌氧消化中，甲烷细菌的培养与驯化方法主要有两种：接 种培养法和逐步培养法。 接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处 理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中取腐化的有机底泥，或以认粪、牛粪、猪粪、酒糟或初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。 接种培养污泥法是向厌氧消化装置中投入容积为总容积的10%～30%的厌氧菌种污泥。接种污泥一般为含固率为3%～5%的湿污泥。再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1℃/h，直至达到消化温度。如污泥呈酸性，可人工加碱调整pH至6.5～7.5。维持消化温度，稳定一段时间（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鲜污泥并转入正式运行。此法适用于小型消化池，因为对于大型消化池，要使升温速度为1℃/h，需热量较大，锅炉供应不上。

逐步培养法指向厌氧消化池内逐步投入生泥，使生污泥自行逐渐转化为厌氧活性污泥的过程。该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧的转变过程，加之厌氧微生物的生长速率比好氧微生物低很多，因此培养过程很慢，一般需历时6～10个月左右，才能完成甲烷菌的培养。 或者通过加热的方法加速污泥的成熟：将每日产生的新鲜污泥投入消化池，待池内的污泥量为一定数量时，通入蒸汽。升温速度控制在1℃/h。当池内温度升到预定温度时，可减少蒸汽量，保持温度不变，并逐日投加一定数量的新鲜污泥，直至达到设计液面时停止加泥。整个成熟过程一直维持恒温，成熟时间约需30～40d。污泥成熟后，即可投配新鲜污泥并转入正式运行。 （三）培菌注意事项 厌氧消化系统的处理主要对象是活性污泥，不存在毒性问题。但是厌氧消化菌繁殖速度太慢，为加快培养启动过程，除投入接种污泥以外，还应做好厌氧污泥的加热。 厌氧消化污泥的培养，初期生污泥投加量与接种污泥的数量及培养时间有关，早期可按设计污泥量的30%～50%投加，到培养经历了60d左右，可逐渐增加投加量。若从监测结果发现消化不正常时，应减少投泥量。 厌氧消化系统处理城市污水处理厂的活性污泥，由于活性污泥中碳、氮、磷等营养是均衡的，能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。

IC厌氧反应器调试及颗粒污泥的培养

市新琪安科技 EGSB厌氧污泥床反应器调试方案 工业大学 2013.4.13

EGSB调试及厌氧颗粒污泥的驯化 一、调试计划 1、颗粒污泥菌种 经研究决定EGSB颗粒污泥菌种选用金禾柠檬酸集团污水站的颗粒污泥，经现场考察，颗粒污泥的性状非常好。其粒度分布较均匀，大小在2-3mm,表面光滑，呈现灰黑色；颗粒的密度较大，沉降性能非常好，几乎几秒钟的时间，颗粒就与水分离，且水色清澈，没有浑浊现象。产气量大，静置几分钟时间，容器就产生大量的气泡升浮到液面，需要不时地打开容器的瓶盖排气。见图示。 2、颗粒污泥的运输 由于调试时间紧，近日气温高，决 定选用30吨槽罐车由高速公路运输。 由于颗粒污泥价格较高，考虑柠檬 酸废水与三氯蔗糖废水在水质性质上存 在一定的差异，需要积累和掌握三氯蔗 糖废水颗粒污泥驯化的经验和要求，以 减少调试的风险，保证调试时间。 基于上述的考虑，调试分两阶段进 行。第一阶段先调试西北面的EGSB反应 器，待调试成功进入第二阶段调试余下 的反应器。 根据调试经验和试验结果，利用颗 粒污泥进行驯化，所需颗粒污泥量要求大于12kg/m3,据此计算，第一阶段一个罐体所需干污泥量大于9600kg,按污泥的含水率为90%～93%计算，则湿污泥量为96t～120t。按100t采购，三辆槽罐车运输。 3、颗粒污泥的验收 运输车到现场后，应进行验收含水率、颗粒形态和污泥量检验验收： （1）含水率检测现场准备一只100ml或1000ml玻璃量筒，运输车到现场后，取泥量至量筒的刻度，经5～10分钟的静置沉淀，泥水界面大于8ml或80ml,即含水率满足要求；

（2）颗粒形态观察观察沉淀筒中的颗粒污泥的形态。如颗粒的大小约2～3mm，形状呈球形或橄榄状，颜色呈灰黑色，即形态满足要求； （3）污泥量估算根据槽罐车的形状，量测污泥的液位深度。通常液位超过罐顶，在罐顶人孔颈位附近。否则，量不够。 4、颗粒污泥的装填 （1）排空EGSB反应罐污水，以免现存废水对接种颗粒污泥产生毒害作用； （2）直接装填，减少中间环节从槽罐车到反应器宜直接装填，尽可能减少中间环节，以免打碎颗粒污泥； （3）应采用螺杆泵增压提升颗粒污泥输送提升应采用螺杆泵，以免导致颗粒污泥破碎解体； （4）管道输送流速应小于1.0m/s，以免打碎污泥； （5）适当加热在输送污泥罐上设置间接加热装置，使污泥温度保持在35℃。 5、污泥驯化 (1）驯化时间：约20天 （2）污泥负荷：分三阶段增加负荷，第一阶段：0.05～1.5kgCOD/kgMLSS.d；第二阶段：1.6～3.0kgCOD/kgMLSS.d；第三阶段：3.1～5.0kgCOD/kgMLSS.d； (3)原水：第一阶段：生化系统出水；第二阶段：生化系统出水和预处理系统出水各一半水量；第三阶段：预处理系统出水； (4)进水量：50m3/h；进水频率：1次/h； (5)进水管上设置流量计，以准确计量流量； (6)进水水质浓度：2000mg/L～8000mg/L； (7)进水温度控制：原水温度通过加热器控制在37℃。 二、调试驯化必须注意以下几点 1营养元素和微量元素 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。

厌氧颗粒污泥形成机理

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 Anaerobic Granular Sludge GuoXiaolei et al Abstract：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 granular sludge,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～

污泥培养与驯化

活性污泥投加 接种前准备： 菌种培养构筑物的选择：方便操作，有曝气装置，有搅拌，利于加菌种、进原水或营养液的构筑物。 菌种在投加时，方案设定应根据现场具备的条件综合考虑。如场地、施工、运输车辆、临时电源、临时泵及管道、水枪、高差、过滤等因素。 菌种的粉碎对于压缩污泥应考虑污泥的粉碎问题，应根据现场的条件确定粉碎方法。粉碎方法选择的顺序为水枪——泵循环+滤网冲击——曝气、搅拌。 接种量的多少： 厌氧污泥接种量一般不应少于水量的8-10%，否则，将影响启动速度；好氧污泥接种量一般应不少于水量的5%。只要按照规范施工，厌氧、好氧菌可在规定范围正常启动。 污泥来源： 厌氧污泥主要来源于已有的厌氧工程，如啤酒厌氧发酵工程、农村沼气池、鱼塘、泥塘、护城河清淤污泥；好氧污泥主要来自城市污水处理厂，应拉取当日脱水的活性污泥作为好氧菌种，接种污泥且按此顺序确定优先级。 1、同类污水厂的剩余污泥或脱水污泥； 2、城市污水厂的剩余污泥或脱水污泥； 3、其它不同类污水站的剩余污泥或脱水污泥； 4、河流或湖泊底部污泥； 5、粪便污泥上清液。 活性污泥启动 应特别说明，菌种、水温及水质条件，是影响启动周期长短的重要条件。一般来讲，在低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。因此，建议冬季运行时污泥分两次投加，水解酸化池中活性污泥投加比例8%（浓缩污泥），曝气池中活性污泥的投加比例为10﹪（浓缩污泥，干污泥为8%），在不同的温度条件下，投加的比例不同。

投加后按正常水位条件，连续闷曝（曝气期间不进水）7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量连续进水25天，待生化效果明显或气温明显回升时，再次向两池分别投加10﹪活性污泥，生化工艺才能正常启动。 污泥驯化 污泥驯化应遵循的原则循序渐进、有的放矢、精心控制的。 污泥驯化的方法与技巧如果培养期间加入的主要是生活污水，这个时候逐步降低生活污水的加入量，并逐步增加原水的进水量，每次增加的进水量为设计进水量的5~10%，每增加一次应稳定2~3个周期或2天左右，发现系统内或出水指标上升应继续维持本次进水量，直至出水指标稳定，如出水指标一直上升，应暂停进水，待指标恢复正常后，进水量应稍微减少，或略大于上周期进水量。 驯化条件具备后，连续运行已见到效果的情况下，采用递增污水进水量的方式，使微生物逐步适应新的生活条件，递增幅度的大小按厌氧、好氧工艺及现场条件有所不同。以此类推，最终达到系统设计符合。活性污泥驯化时，也可采用体积负荷法来进行驯化，可根据化验数据、进水指标、系统指标、构筑物体积推算出单位时间的系统污泥负荷，根据体积负荷来确定下个周期的进水量。 好氧正常启动可在10-20天内完成，递增比例为5-10%；而厌氧进水递增比例则要小的很多，一般应控制挥发酸(VFA)浓度不大于1000mg/L，且厌氧池中PH 值应保持在6.5-7.5范围内，不要产生太大的波动，在这种情况下水量才可慢慢递增。一般来讲，厌氧从启动到转入正常运行（满负荷量进水）需要3-6个月才能完成。 污泥培养的注意事项 （1）活性污泥培养过程中，应经常测定进水的pH、COD、氨氮和曝气池溶解氧、污泥沉降性能等指标。活性污泥初步形成后，就要进行生物相观察，根据观察结果对污泥培养状态进行评估，并动态调控培菌过程。 （2）活性污泥的培养应尽可能在温度适宜的季节进行。因为温度适宜，微生物生长快，培菌时间短。如只能在冬季培菌，则应该采用接种培菌法，所需的种污泥要比春秋季多。 （3）培菌过程中，特别是污泥初步形成以后，要注意防止污泥过度自身氧化，特别是在夏季。有不少厂都发生过此类情况。这不仅增加了培菌时间和费用，甚至会导致污水处理系统无法按期投入运行。要避免污泥自身氧化，控制曝气量和曝气时间是关键，要经常测定池内的溶解氧含量，要及时进水以满足微生物对营养的需求。若进水浓度太低，则要投加大粪等以补充营养，条件不具备时可采用间歇曝气。

IC厌氧反应器调试及颗粒污泥的培养

江西吉安市新琪安科技有限公司EGSB厌氧污泥床反应器调试方案 南京工业大学 2013.4.13

EGSB调试及厌氧颗粒污泥的驯化 一、调试计划 1、颗粒污泥菌种 经研究决定EGSB颗粒污泥菌种选用山东金禾柠檬酸集团污水站的颗粒污泥，经现场考察，颗粒污泥的性状非常好。其粒度分布较均匀，大小在2-3mm,表面光滑，呈现灰黑色；颗粒的密度较大，沉降性能非常好，几乎几秒钟的时间，颗粒就与水分离，且水色清澈，没有浑浊现象。产气量大，静置几分钟时间，容器内就产生大量的气泡升浮到液面，需要不时地打开容器的瓶盖排气。见图示。 2、颗粒污泥的运输 由于调试时间紧，近日气温高，决 定选用30吨槽罐车由高速公路运输。 由于颗粒污泥价格较高，考虑柠檬 酸废水与三氯蔗糖废水在水质性质上存 在一定的差异，需要积累和掌握三氯蔗 糖废水颗粒污泥驯化的经验和要求，以 减少调试的风险，保证调试时间。 基于上述的考虑，调试分两阶段进 行。第一阶段先调试西北面的EGSB反应 器，待调试成功进入第二阶段调试余下 的反应器。 根据调试经验和试验结果，利用颗 粒污泥进行驯化，所需颗粒污泥量要求大于12kg/m3,据此计算，第一阶段一个罐体所需干污泥量大于9600kg,按污泥的含水率为90%～93%计算，则湿污泥量为96t～120t。按100t采购，三辆槽罐车运输。 3、颗粒污泥的验收 运输车到现场后，应进行验收含水率、颗粒形态和污泥量检验验收： （1）含水率检测现场准备一只100ml或1000ml玻璃量筒，运输车到现场后，取泥量至量筒的刻度，经5～10分钟的静置沉淀，泥水界面大于8ml或80ml,即含水率满足要求；