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好氧颗粒污泥含有丰富的生物群落,由于其沉降性能良好、较高污泥浓度、抗有机负荷能力强等特点,在高负荷废水处理,有毒有害物质的分解、氮磷的同时去除等方面具有较好的应用价值,但影响好氧颗粒污泥形成及其污染控制能力的因素很多,导致好氧颗粒污泥在在实际应用经常出现结构不稳定、污泥膨胀,使得该技术的应用受到很大的限制。鉴于此,本文将探讨Zn2+对好氧颗粒污泥形成的影响,对诱导形成颗粒污泥的运行效果及稳定性进行研究,研究不同浓度Zn2+诱导形成的颗粒污泥污染控制能力,其主要研究结论如下: 1.添加的金属离子(Ca2+、Mg2+、Zn2+)促进了颗粒污泥的形成。其中投加10mg/L的Zn2+更有助于提高颗粒污泥NH4+-N、PO43--P、TP、TOC的降解效率。首先,相比Ca2+诱导形成的颗粒污泥NH4+-N去除率的32％,Zn2+、Mg2+诱导形成的颗粒污泥NH4+-N去除率在70%左右。其次,Zn2+、Mg2+诱导形成的颗粒污泥P去除率与Ca2+诱导形成的颗粒污泥差异显著。再次,3种离子诱导形成的颗粒TOC处理效果明显,在85%~92%之间,以Zn2+诱导的颗粒TOC去除效果为佳,去除率达91.85%。 2.添加1~50mg/LZn2+对好氧颗粒污泥的形成均有一定程度的促进作用,其中添加50mg/LZn2+诱导形成的颗粒表现较好的物理性质,即污泥浓度高、沉降速率大、含水率低以及大的完整系数。而当添加浓度达到100mg/LZn2+时,其对污泥颗粒化作用减弱,并造成污泥松散。 3.Zn2+的添加促进了颗粒物EPS的产生。在颗粒化进程中,添加1~10mg/LZn2+浓度下提取获得EPS的TOC逐渐增多,其中以添加10mg/LZn2+诱导的颗粒形成中,TOC含量产生最多,当添加Zn2+为100mg/L时,TOC的产生受到影响。形成好氧颗粒污泥EPS的胞外蛋白高于其多糖含量,胞外蛋白与多糖含量之比为1~3.5,随着Zn2+浓度的增大(1至10mg/L),其比值有增加趋势,但当添加Zn2+浓度为100mg/L时,其比值仅维持在1.5左右。 4.在不同浓度Zn2+诱导形成的好氧颗粒,对NH4+-N、PO43--P、COD均有一定程度的去除作用,其中添加10mg/LZn2+诱导形成的好氧颗粒污泥去除COD、氨氮、溶解性磷的能力优于其他添加Zn2+浓度。在不同运行阶段,其污染控制能力存在一定差异,在运行1~32d时去除能力一直上升,随后又下降,在80~100d污染控制能力逐渐提高,到运行100~120d其污染物去除趋于稳定,同时,成熟期中颗粒污泥的COD去除效果优于NH4+-N、PO43--P。其中10mg/LZn2+诱导形成的好氧颗粒污泥,其NH4+-N去除率维持在75%,PO43--P去除率维持在80%,COD的去除率维持在83%。 5.添加低浓度的Zn2+离子,可提高形成好氧颗粒污泥脱氢酶活性,特别是添加10mg/LZn2+诱导形成的好氧颗粒污泥,其脱氢酶的活性达到73μg/mL,同时其TOC去除能力相应增强,当Zn2+超过100mg/L时,好氧颗粒污泥脱氢酶活性迅速减弱,培养液的TOC浓度也较高,即TOC去除能力下降,说明高浓度Zn2+处理,抑制活性污泥脱氢酶活性,以至于丧失活性。在运行周期上,Zn2+诱导形成的好氧颗粒在运行前期(1-16h)内脱氢酶活性持续增强,其中10mg/LZn2+诱导形成的好氧颗粒污泥脱氢酶活性达到73μg/mL,并稳定在70μg/mL,其后,当运行时间达到36h脱氢酶活性逐渐减弱。