有机负荷率对好氧颗粒污泥的影响II:好氧颗粒污泥的特性Joo-HwaTay1;ShunPan2;YanxinHe3;andStephenTiongLeeTay4摘要：四个连续的好氧污泥床反应器，R1、R2、R3和R4，分别在1、2、4、8kgsCOD/m³每天的化学需氧量的有机负荷率下运行（OLRs）。在R1和R2的低有机负荷率下均检测不到好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥第一次出现是在运行14天后的R3反应器中，它运行在4kgCOD/m³每天的适度有机负荷率中。对好氧颗粒污泥的初步检测是在18天后的R4反应器中，其工作在8kgCOD/m³每天的最高有机负荷率中。这些颗粒是不稳定的，它们在第一次出现的两周内就解体了。在4kgCOD/m³每天的有机负荷率环境中，好氧颗粒污泥的形成可以分成三个阶段：适应期、增殖期和成熟期，分别对应0.1081、0.0064和0.0008每天的颗粒增长率（Vφ）。随着时间推移，具体的颗粒生长速率值越来越小，也就说明好氧颗粒污泥已经稳定。相对于稀疏、无定形的絮体，R3反应器中紧凑的颗粒具有高达1.064的比重，99.5%的较高强度，75%的更高的细胞表面疏水性，较高比例多糖的蛋白质，每毫克蛋白质约含5.0毫克多糖。DOI:10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:10(1102)CE数据库主题词：有机负荷，污泥，生物膜，生物量，污水处理，好氧处理1简介在污水处理中，絮状物和颗粒是细胞固化的常见形式。这些污泥实体是无载体固定化的生物膜，不需要依靠载体或者人造表面进行细胞粘附，它们通过涉及物理化学和生物能量的多个步骤发展形成（刘、Tay2002）。絮体是一百多年前发现的，是最常见的与著名的活性污泥处理相关联，而颗粒是最近才发现，第一次出现是在上流式厌氧污泥床系统中（Lettingaetal.1980）。相比污泥絮体，颗粒更密集，更牢固，结构更紧凑，并能承受压缩。颗粒被称为“良好的絮凝污泥”（Lettingaetal.1980）,也通常表现为有清晰表面的规则形状（Alphenaar1994）。能够形成颗粒依赖于多种环境因素和操作条件。在厌氧颗粒的情况下，这些因素可能包括废水成分，种子污泥的性质，必需的营养供应，二价阳离子的存在，pH值，碱度，温度和反应器的控制参数（Tay和Yan1996）。在需氧条件下，剪切力被认为是影响颗粒的产生，发展和稳定的一个重要因素。细小的气泡进入反应器，产生曝气体系，进而形成剪切力，只有当剪切力的测量量为超过1.2厘米/秒的浅上流空气速度时，才能形成紧凑的颗粒（Tayetal.2001）。较高的剪切力经证明能使好氧颗粒污泥有更好的沉降性，较高的比重，还能提高代谢活动（Tayetal.2001）。生物粒子密度和直径已经被推荐为合适的描述符来定量描述造粒过程（schmidtandAhring1996）。各种其他物理量（如：沉降速度、污泥体积指数和强度），化学量（如：表面电荷、电位、疏水性和亲水性），微生物（如：特定的氧利用率和颗粒状组织）等描述符也被用来表征这些颗粒的形成发展。在造粒过程中，分散的絮凝生物质被牵引形成离散的良好聚集体或颗粒。这些颗粒通常比污泥絮体更大，更重。虽然有报道称颗粒的尺寸小到0.3毫米（Pengetal.1999），或大到8.0毫米（三岛和Nakamura，1991），但实际好2氧颗粒的密度范围从1.004至1.054克/立方厘米，直径通常在1.0至3.0mm的范围内(Morgenrothetal.1997;ZhuandLiu1999;Beunetal.2000;EttererandWilderer2001;Tayetal.2001;Beunetal.2002)。在需氧生长的微生物颗粒中，通过使用分子技术来测量特定微生物的层，在观察颗粒活性中，临界的颗粒粒径可以确定上述显著恶化的颗粒，由于发病的相关问题，氧气和营养物质由于扩散限制进入颗粒内部（Tayetal.2002）。除了有足够小的颗粒直径，好的颗粒也应该有良好的沉降性。好氧颗粒污泥的体积范围通常是从低的20到高的143mg/l的混合液挥发性悬浮物固体浓度（Morgenrothetal.1997；Beunetal.2000,2002;EttererandWilderer2001;Tayetal.2001）。表1分析报告参数分析方法测试样品颗粒形态和结构（圆度和平均直径）ImageProPlus软件支持的OlympusSZX9体视显微镜（MediaCybernetics，L.P.测试版4.0,U.S)颗粒样品颗粒比重标准方法（美国公共卫生协会1998）颗粒样品氧的利用率标准方法（美国公共卫生协会1998）有机物和活性污泥混合液反应器样品细菌形态...