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活性污泥法是目前城市污水最常用的生物处理方法,活性污泥法最大的缺点是污泥沉降性能容易出现问题,严重时会发生污泥膨胀,降低污水处理效率,对污水处理系统的运行管理造成困难。本文以污水处理厂和SBR反应器的污泥为研究对象,分别提取污泥不同形态的EPS,分析EPS成分含量、EPS三维荧光光谱特征、EPS蛋白质的分子量大小、EPS官能团种类,研究污泥EPS特性与污泥沉降性能的关系,为活性污泥膨胀的有效控制提供理论支持。论文的主要研究成果如下:(1)污水处理厂污泥的TB-EPS中多糖和蛋白质的含量明显高于S-EPS、LB-EPS中多糖和蛋白质的含量。同一个污水处理厂厌氧污泥的S-EPS总量和LB-EPS总量比好氧污泥中的高;污泥EPS总量越大,污泥SVI越大,相关系数r为0.543。污泥中S-PS、LB-PS和TB-PS含量与污泥SVI的相关系数r分别为0.712,0.741和0.571。好氧污泥EPS中多糖对污泥沉降性能有影响,多糖含量越高,污泥SVI就越高,但厌氧污泥EPS多糖与SVI的相关性不明显。污泥LB-PN和TB-PN含量与污泥SVI的相关系数r分别为-0.127、0.484。LB-EPS蛋白质含量越高,利于污泥沉降;而TB-EPS蛋白质含量高,不利于污泥沉降。(2)胞外聚合物总量随着温度的升高而降低,在低温条件下胞外聚合物易积累。温度低时,EPS成分的多糖含量大,温度高时,其含量低。当水温从13.4℃增至24.5℃时,污泥SVI从274 m L/g降至159 mL/g,温度越高,污泥SVI越低。(3)对污泥EPS进行三维荧光光谱分析,得出污水处理厂污泥LB-EPS中,峰A-类蛋白和峰T1-类色氨酸的荧光强度随污泥SVI降低而逐渐增强。TB-EPS中峰C-类腐殖酸的荧光强度随污泥SVI降低而下降。(4)对EPS进行红外扫描官能分析,得出污水污水处理厂污泥EPS含有蛋白质和多糖成分,且多糖、蛋白质种类各异。TB-EPS样品的吸收峰最为丰富,其次是LB-EPS,S-EPS吸收峰最少,表明TB-EPS中的官能团种类最多。(5)对EPS进行高效液相色谱分析,分析得出污水处理厂污泥EPS蛋白质分子量越大,越有利于污泥沉降。(6)SBR反应器活性污泥EPS成分含量及特性结果如下:(1)反应器内活性污泥SVI随着EPS不同形态中多糖含量的增加而升高。污泥Total-PN和TB-PN含量升高,污泥SVI也升高。(2)COD负荷为0.10~0.35 kg COD/(kg MLSS·d)时,反应器内单一水质培养的活性污泥,随着COD污泥负荷提高,污泥EPS中总蛋白质、总多糖和总EPS含量也升高。(7)污水处理厂污泥和SBR反应器污泥EPS对比,反应器污泥EPS总量大于污水处理厂污泥EPS总量;污水处理厂污泥S-EPS、LB-EPS总量大于反应器污泥S-EPS、LB-EPS总量;反应器污泥TB-EPS总量大于污水处理厂污泥TB-EPS总量。