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 1. 前言

　　近幾十年，我國(guó)的污水處理事業(yè)已有了很大的發(fā)展，在全國(guó)各大城市陸續(xù)建立了眾多的污水處理廠，這對(duì)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(lái)體現(xiàn)。由于進(jìn)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(shí)污水處理工藝中一個(gè)比較重要的問(wèn)題就是處理大量含水率很高的剩余污泥，這就是通常所說(shuō)的污泥脫水問(wèn)題，為了減少污泥體積和得到易于進(jìn)一步脫水處理的泥餅，我們必須對(duì)剩余污泥進(jìn)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(fèi)用占污水處理總費(fèi)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(jiǎn)單地分為有機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分。有機(jī)成分又被稱為揮發(fā)性固體，無(wú)機(jī)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(gè)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(jī)制目前尚不清楚。筆者就近幾年來(lái)的研究進(jìn)展，綜述了對(duì)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(gè)參考。

2.　影響因素

2.1　基質(zhì)
　　培養(yǎng)顆粒污泥首先對(duì)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(jī)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(duì)于偏碳水化合物類的污水需要添加N和P。而對(duì)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(duì)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(dòng)來(lái)達(dá)到處理的目的，不同微生物的生長(zhǎng)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(duì)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(guò)成功的經(jīng)驗(yàn)。一般的，高溫較中溫的培養(yǎng)時(shí)間短，但由于高溫下NH3與某些化合物混合毒性會(huì)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(gè)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(bào)道在使用顆粒污泥低溫馴化后處理底濃度制藥廢水的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)之一。
2.3　pH值
　　 厭氧處理過(guò)程中，水解產(chǎn)酸菌對(duì)pH值有較大的適應(yīng)范圍，而產(chǎn)甲烷菌則對(duì)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(guò)這個(gè)范圍。則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌受到抑制，并出現(xiàn)酸積累，進(jìn)而使整個(gè)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(duì)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(jìn)水水質(zhì)中堿度通常應(yīng)在1000mg/L（以CaCO3計(jì)）左右，而對(duì)于以碳水化合物為主的廢水，進(jìn)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(jì)）以上能成功培養(yǎng)出顆粒污泥。在顆粒污泥成熟后，對(duì)進(jìn)水的堿度要求并不高[2]。這對(duì)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(duì)微生物良好的生長(zhǎng)也有重要作用。其中Fe，Co，Ni，Zn等對(duì)提高污泥活性，促進(jìn)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(duì)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(shí)間；在投加活性炭后顆粒污泥的粒徑大，并使反應(yīng)器運(yùn)行更加穩(wěn)定[3]。
2.6　SO42-
　　關(guān)于SO42-對(duì)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(shuō)，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(guò)帶電基團(tuán)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(shí)，由于硫酸鹽還原菌對(duì)氫的快速利用，使反應(yīng)器無(wú)法建立高的氫分壓，從而不利于形成顆粒污泥[5]。但有些國(guó)內(nèi)外外學(xué)者發(fā)現(xiàn)處理含高硫酸鹽廢水時(shí)，會(huì)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(zhǎng)的二次核[4][5]。
2.7　接種污泥及接種量
　　一般來(lái)說(shuō)，對(duì)接種污泥無(wú)特殊要求，但接種污泥的不同對(duì)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(duì)加快顆粒污泥的形成是十分有利的。
　　對(duì)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(jì)算）左右時(shí)，對(duì)于迅速培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥是合適的[8]。這與國(guó)外學(xué)者推薦的濃度范圍10-20kgVSS/m3是相吻合的[6]。
2.8　啟動(dòng)方式
　　采用低濃度進(jìn)水，結(jié)合逐步提高水力負(fù)荷的啟動(dòng)方式有利于污泥顆粒化。這是因?yàn)榈蜐舛冗M(jìn)水可以有效避免抑制性生化物質(zhì)的過(guò)度積累，同時(shí)較高的水力負(fù)荷可加強(qiáng)水力篩分作用[7]。　
2.9　水力負(fù)荷
　　水力負(fù)荷太低，會(huì)導(dǎo)致大量分散污泥過(guò)度生長(zhǎng)，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(guò)大，會(huì)對(duì)顆粒污泥造成剪切并會(huì)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(dòng)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(tuán)化生長(zhǎng)，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(shí)現(xiàn)污泥顆粒化，把水力負(fù)荷提高到0.6m3/m2•h時(shí)，可以沖走大部分的絮體污泥。但是，提高水力負(fù)荷不能過(guò)快，否則大量絮體污泥的過(guò)早淘汰會(huì)導(dǎo)致污泥負(fù)荷過(guò)高，影響反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.結(jié)語(yǔ)

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(shí)，也發(fā)現(xiàn)了很多亟待解決的問(wèn)題：厭氧顆粒污泥形成的機(jī)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(jìn)一步的探索和研究。