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好氧颗粒污泥是微生物在特定环境下自发凝聚、增殖而形成的结构紧密、沉降性能良好、生物协作性强的生物颗粒。由于其结构复杂,能够在同一个颗粒内同时保存多种氧环境与营养环境,为各种微生物提供良好的生长环境,因而具有多种代谢活性。与传统活性污泥相比具有很多优势,因此受到人们越来越多的关注。
本论文利用序批式间歇反应器(SBR)研究了好氧颗粒污泥的形成过程、污泥特性及处理效果的影响因素,研究结果表明:在污泥接种体积为25%,曝气量为6~8L/min,气体上升流速为1.27~1.70cm/s,容积负荷2kgCOD/(m3d),通过减少沉降时间形成选择压,成功培养出沉降性能良好的好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥直径0.5~1.0mm,比重1.0156,含水率为97.22%,沉降速率为4.23~6.94mm/s,颗粒污泥中微生物等可挥发性有机物质含量增加至89%。颗粒污泥具有多空结构,主要是由球菌和胞外多聚物构成。出水COD去除率高于96%,氨氮去除率高于96%,总氮的去除率随着颗粒化程度的增加而升高,最终由60%提高到80%。
成熟好氧颗粒污泥适用于处理600~1500mgCOD/L的废水,能承受3000mgCOD/L的冲击负荷,去除率97%以上。氨氮为150mg/L时对颗粒污泥有明显的抑制作用,进水硝氮不应长期高于300mg/L。进水氨氮较低的情况下颗粒污泥脱氮能力和C/N呈正相关,C/N越高脱氮能力越强。补加COD后硝化、反硝化能力均得到增强,出水硝氮低于正常运行的反应器出水。颗粒污泥的最适pH值为7.22~8.82,最适温度为20~30℃。
考虑到垃圾渗滤液生化处理出水主要污染物的浓度范围,本文将好氧颗粒污泥直接用于处理渗滤液生化出水。实验表明,氨氮和亚硝氮的去除效果非常明显,COD去除率可达30.30%,硝氮去除率较差。利用好氧颗粒污泥处理渗滤液只需MLSS大于2.75g/L即可达到类似的效果。氨氮、亚硝氮、硝氮和COD的去除都是在6h内完成的。好氧颗粒污泥本身胞外多聚物明显增多,并出现直径4mm的绒球状颗粒污泥。