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好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能、较高的生物量、良好的脱氮除磷效果等优点，近年来，在污水处理领域越来越受到关注。为了更好地探讨好氧颗粒污泥的关键培养技术和推动好氧颗粒污泥的工程化运用，本论文采用进料负荷的交替变化作为调控手段，将进料负荷作为关键控制因子，在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥。试验首先探讨了小试SBR好氧颗粒污泥的形成生长以及相应的理化和微生物学特性，形成了“交变负荷调控法”培养好氧颗粒污泥的新型技术。其次将小试SBR试验采用的技术原理运用到了中试SBR好氧颗粒污泥的培养。研究结果表明：
1．采用“交变负荷调控法”即COD负荷为400、800、1200mg/L交替运行时，在小试SBR反应器中可以快速有效地培养出好氧颗粒污泥。小试SBR反应器中污泥实现了完全颗粒化。反应器中完全颗粒化平均粒径为613．6μm，颗粒化程度达到100％，污泥呈金黄色。形态接近圆形或椭圆形，结构密实，粒径分布均匀。
2．采取“交变负荷调控法”运行的小试SBR反应器中，污泥MLSS由接种的5g/L逐渐增大，达到稳定运行的好氧颗粒MLSS为20-22 g/L；污泥SVI由接种的178 mL/g逐渐下降，稳定运行时好氧颗粒SVI为14-16 mL/g，这些指标远远优于普通絮体污泥。
3．当进水COD在400 mg/L、800mg/L和1200 mg/L之间交替变化时，SBR系统的COD去除率为98％-99％。当进水氨氮在5．5 mg/L、39．91 mg/L和52．64 mg/L之间交替变化时，氨氮去除率稳定在97％-99％。
4．完全颗粒化的小试SBR反应器中污泥表面主要是球菌。颗粒剖面观察发现颗粒内部有长杆菌和球菌。AOB基本分布在颗粒表层，颗粒内层基本没有AOB。而NOB除了分布于颗粒表层外，在内层也有少量NOB。元素能谱分析表明，颗粒污泥除了含有C、N、O、P、S这些生物体有机物组成所必须的元素外，还存在着Na、Ca等金属元素。
5．小试SBR试验采用的“交变负荷调控法”的原理同样适用于中试试验研究。通过中试反应周期在6h和8h之间的交替变化，使得平均COD负荷在0．77 kg·m-3·d-1和0．58kg·m-3·d-1之间交替变化，同样可以在中试SBR反应器中有效控制污泥生长。中试SBR反应器中形成的颗粒污泥呈现黑色，形状接近圆形或椭圆形。
6．中试SBR系统中，通过采用“进料负荷交变调控法”培养的污泥MLSS由接种的4g/L逐渐增大至7．7 g/L左右。污泥SVI逐渐下降，由接种的126 mL/g下降至40 mL/g左右，污泥沉降性能相当好。中试SBR反应器内污泥体积平均粒径增加到452μm，颗粒化程度达到76％。
7．当进水COD为120mg/L-470mg/L时，中试SBR系统COD去除效率为90％-95％。当进水氨氮为5mg/L-45 mg/L时，中试SBR颗粒氨氮去除效果非常好，去除效率为95％-99％。中试SBR出水硝氮为10 mg/L左右，亚硝氮含量降至0．3 mg/L左右。
8．中试SBR反应器中颗粒污泥表面以球菌为主，基本没有观察到丝状微生物的存在。荧光原位杂交表明，中试SBR反应器中得到的好氧颗粒污泥细菌生物量较为丰富，且主要集中在颗粒污泥表面，颗粒中心附近位置细菌数量较少。
本试验结果对于好氧颗粒污泥的培养及工程化运用具有重要的参考指导意义。