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 1. 前言

　　近幾十年，我國的污水處理事業(yè)已有了很大的發(fā)展，在全國各大城市陸續(xù)建立了眾多的污水處理廠，這對于城市污水治理起到了很大的作用。這些污水處理廠以活性污泥法為代表的污水生化處理占據(jù)著主要地位。
　　 在當(dāng)前的污水處理領(lǐng)域中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，活性污泥法系統(tǒng)中最終的處理效率（即BOD和SS的去除效率）是由二沉池的固液分離效率來體現(xiàn)。由于進入二沉池的混合液濃度很高，經(jīng)二沉池分離后的污泥含水率高、體積大。同時污水處理工藝中一個比較重要的問題就是處理大量含水率很高的剩余污泥，這就是通常所說的污泥脫水問題，為了減少污泥體積和得到易于進一步脫水處理的泥餅，我們必須對剩余污泥進行有效的脫水措施。在生物法處理系統(tǒng)中一般用于處理污泥的費用占污水處理總費用的30~40%，甚至可達(dá)50%以上。
　　 活性污泥是活性污泥處理系統(tǒng)的主體作用物質(zhì)，在外觀上多呈黃褐色或近于褐色的絮絨顆粒狀。活性污泥的固體組分非常復(fù)雜，一般可簡單地分為有機成分和無機成分。有機成分又被稱為揮發(fā)性固體，無機成分稱為非揮發(fā)性固體或灰分。污泥絮體大小和顆粒粒徑分布是影響污泥脫水的兩個非常重要的因素。
　　 正是基于以上原因，提出了顆粒污泥的概念，目前人們已初步掌握了培養(yǎng)顆粒污泥的基本條件，但其形成的機制目前尚不清楚。筆者就近幾年來的研究進展，綜述了對影響污泥顆粒化的因素的探討，希望為污泥顆粒化的深入研究提供一個參考。

2.　影響因素

2.1　基質(zhì)
　　培養(yǎng)顆粒污泥首先對基質(zhì)有一定的要求，一般的，在培養(yǎng)顆粒污泥的基質(zhì)中COD：N：P=110~200：5：1。而有機廢液的基質(zhì)可分為偏碳水化合物類和偏蛋白質(zhì)類。為了能順利培養(yǎng)出顆粒污泥，對于偏碳水化合物類的污水需要添加N和P。而對于偏蛋白質(zhì)類的污水需要添加碳源（如葡萄糖等）。有學(xué)者研究表明，不添加碳源，顆粒污泥的形成較為困難[1]。可見，適當(dāng)比例的碳源對促成顆粒污泥形成是必要的。
2.2　溫度
　　廢水中的厭氧處理主要依靠微生物的生命活動來達(dá)到處理的目的，不同微生物的生長需要不同的溫度范圍。溫度稍有幾度的差別，就可在兩類主要種群之間造成不平衡。因此，溫度對顆粒污泥的培養(yǎng)很重要。顆粒污泥在低溫（15~25˚C）、中溫（30~40˚C）和高溫（50~60˚C）都有過成功的經(jīng)驗。一般的，高溫較中溫的培養(yǎng)時間短，但由于高溫下NH3與某些化合物混合毒性會增加，因而導(dǎo)致其應(yīng)用上受一定的限制；中溫一般控制在35˚C左右，在其它條件適當(dāng)?shù)那闆r下，經(jīng)1~3個月可成功的培養(yǎng)出顆粒污泥；低溫下培養(yǎng)顆粒污泥的研究較少，但有文獻(xiàn)報道在使用顆粒污泥低溫馴化后處理底濃度制藥廢水的實驗中，COD的去處率達(dá)90%，取得了較好的效果[2]。因而低溫培養(yǎng)顆粒污泥將是今后的研究的重點之一。
2.3　pH值
　　 厭氧處理過程中，水解產(chǎn)酸菌對pH值有較大的適應(yīng)范圍，而產(chǎn)甲烷菌則對pH值的變化敏感，其最適pH值范圍是6.8-7.2。如果反應(yīng)器內(nèi)的pH值超過這個范圍。則會導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌受到抑制，并出現(xiàn)酸積累，進而使整個反應(yīng)器酸化。因此，反應(yīng)器內(nèi)pH值范圍應(yīng)控制在產(chǎn)甲烷菌最適的范圍內(nèi)。由于不同性質(zhì)的廢水有不同的pH值，為了保證反應(yīng)器內(nèi)pH值的穩(wěn)定，防止酸積累而產(chǎn)生的對產(chǎn)甲烷菌的抑制，可采用向廢水中添加化學(xué)藥品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物質(zhì)。
2.4　堿度
　　一般認(rèn)為，進水水質(zhì)中堿度通常應(yīng)在1000mg/L（以CaCO3計）左右，而對于以碳水化合物為主的廢水，進水堿度:COD>1:3是必要的。有學(xué)者研究表明，在顆粒污泥培養(yǎng)初期，控制出水堿度在1000mg/L（以CaCO3計）以上能成功培養(yǎng)出顆粒污泥。在顆粒污泥成熟后，對進水的堿度要求并不高[2]。這對降低處理成本具有積極意義。
2.5　微量元素及惰性顆粒
　　微量元素對微生物良好的生長也有重要作用。其中Fe，Co，Ni，Zn等對提高污泥活性，促進顆粒污泥形成是有益的。
　　此外，惰性顆粒作為菌體附著的核，對顆粒化起著積極的作用。另外，有研究表明，投加活性炭可大大縮短污泥顆粒化的時間；在投加活性炭后顆粒污泥的粒徑大，并使反應(yīng)器運行更加穩(wěn)定[3]。
2.6　SO42-
　　關(guān)于SO42-對顆粒污泥的形成目前尚在討論中。據(jù)Sam-Soon的胞外多聚物假說，局部氫的高分壓是誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生胞外多聚物從而與細(xì)菌表面之間的相互作用，通過帶電基團的靜電吸引及物理接觸等架橋作用，構(gòu)成一種包含多種組分的生物絮體，從而形成顆粒污泥的必要條件，而有硫酸鹽存在時，由于硫酸鹽還原菌對氫的快速利用，使反應(yīng)器無法建立高的氫分壓，從而不利于形成顆粒污泥[5]。但有些國內(nèi)外外學(xué)者發(fā)現(xiàn)處理含高硫酸鹽廢水時，會有非常薄的絲狀體產(chǎn)生，它可作為產(chǎn)甲烷絲菌附著的原始核，從此開始顆粒的形成；硫酸鹽還原產(chǎn)生的硫化物與一些金屬離子結(jié)合形成不溶性顆粒，可能成為顆粒污泥生長的二次核[4][5]。
2.7　接種污泥及接種量
　　一般來說，對接種污泥無特殊要求，但接種污泥的不同對形成顆粒污泥的快慢有直接影響。因此，保證污泥的沉降性能好、厭氧微生物種類豐富、活性高，對加快顆粒污泥的形成是十分有利的。
　　對接種污泥的量，有學(xué)者研究認(rèn)為，厭氧污泥接種量為11.5kgVSS/m3（按反應(yīng)區(qū)容積計算）左右時，對于迅速培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥是合適的[8]。這與國外學(xué)者推薦的濃度范圍10-20kgVSS/m3是相吻合的[6]。
2.8　啟動方式
　　采用低濃度進水，結(jié)合逐步提高水力負(fù)荷的啟動方式有利于污泥顆粒化。這是因為低濃度進水可以有效避免抑制性生化物質(zhì)的過度積累，同時較高的水力負(fù)荷可加強水力篩分作用[7]。　
2.9　水力負(fù)荷
　　水力負(fù)荷太低，會導(dǎo)致大量分散污泥過度生長，從而影響污泥的沉降性能，甚至?xí)��?dǎo)致污泥膨脹[8]；但水力負(fù)荷過大，會對顆粒污泥造成剪切并會剝落未聚集細(xì)胞體的胞外多糖粘滯層而阻礙粘附聚集。因此，在啟動初期，應(yīng)采用較小的水力負(fù)荷（0.05-0.1m3/m2 •h）使絮體污泥能夠相互粘結(jié)，向集團化生長，有利于形成顆粒污泥的初生體。當(dāng)出現(xiàn)一定量的污泥后，提高水力負(fù)荷至0.25 m3/m2•h以上，可以沖走部分絮體污泥，使密度較大的顆粒污泥沉降到反應(yīng)器底部，形成顆粒污泥層。為了盡快實現(xiàn)污泥顆粒化，把水力負(fù)荷提高到0.6m3/m2•h時，可以沖走大部分的絮體污泥。但是，提高水力負(fù)荷不能過快，否則大量絮體污泥的過早淘汰會導(dǎo)致污泥負(fù)荷過高，影響反應(yīng)器的穩(wěn)定運行。

3.結(jié)語

隨著污泥顆粒化的不斷深入研究，人們了解并掌握了很多顆粒污泥形成的條件，同時，也發(fā)現(xiàn)了很多亟待解決的問題：厭氧顆粒污泥形成的機理，低溫培養(yǎng)顆粒污泥的技術(shù)，引起顆粒污泥的形狀的差異的原因等等，有關(guān)厭氧顆粒污泥有待進一步的探索和研究。