【摘要】：活性污泥法是城市污水和有機(jī)工業(yè)廢水處理最常用的工藝，而活性污泥是活性污泥法的主體，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對活性污泥的降解能力和泥水分離效果有著十分重要的影響。胞外聚合物（EPS）在活性污泥的凝集和絮體的形成過程中起著主導(dǎo)作用，與活性污泥絮體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著密切的聯(lián)系。然而，由于絮體的形成過程十分復(fù)雜，關(guān)于絮體形成的機(jī)理還存在許多爭議。本研究以活性污泥結(jié)構(gòu)及EPS的功能為主線，首先探討溶解態(tài)和顆粒態(tài)有機(jī)物對活性污泥特性及其EPS物理化學(xué)性質(zhì)的影響；其次通過交替使用溶解態(tài)和顆粒態(tài)有機(jī)物作為基質(zhì)，探討顆粒態(tài)有機(jī)物對活性污泥沉降性能和擴(kuò)展絲狀菌的影響；此外，論文還對活性污泥中EPS進(jìn)行了分級結(jié)構(gòu)研究，探索絮體不同結(jié)構(gòu)單元中EPS的作用機(jī)制；最后研究了缺氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)特征及EPS在污泥顆�；^程中的作用。主要的研究結(jié)果如下： 1.在序批式反應(yīng)器中，相對于溶解態(tài)基質(zhì)，顆粒態(tài)基質(zhì)培養(yǎng)的活性污泥結(jié)構(gòu)松散，邊界粗糙，沉降和脫水性能較差，不過顆粒態(tài)基質(zhì)使活性污泥具有較高的硝化活性；顆粒態(tài)有機(jī)物的水解過程增加了活性污泥EPS中蛋白質(zhì)，多糖以及類腐植酸物質(zhì)的含量；此外，以顆粒態(tài)有機(jī)物作為基質(zhì)時，活性污泥中的EPS具有較大的分子量，較強(qiáng)的疏水性和較低的負(fù)電荷特性。 2.在完全混合式反應(yīng)器中，溶解態(tài)基質(zhì)極易引發(fā)擴(kuò)展絲狀菌的生長，從而誘發(fā)活性污泥絲狀膨脹，活性污泥沉降性能惡化；而顆粒態(tài)基質(zhì)可以抑制擴(kuò)展絲狀菌的生長，對活性污泥沉降性能起到積極作用。由于顆粒態(tài)有機(jī)物的水解主要發(fā)生在絮體內(nèi)部，，絮體外部基質(zhì)缺乏，促使擴(kuò)展絲狀菌轉(zhuǎn)向絮體內(nèi)部生長，并最終“淹沒”在絮體菌膠團(tuán)菌層中�；谠撛囼灲Y(jié)果，提出了用于解釋溶解態(tài)基質(zhì)誘發(fā)絲狀膨脹而顆粒態(tài)基質(zhì)抑制絲狀膨脹的物理模型，為活性污泥絲狀膨脹控制提供了新的思路和啟發(fā)。 3.依據(jù)絮體結(jié)構(gòu)特征和EPS的功能，提出將活性污泥EPS分為絮體EPS（Extra-microcolony polymers，EMPS）和菌膠團(tuán)EPS（Extra-cellular polymers，ECPS）的新思路。通過粒徑分布實(shí)驗，證明了現(xiàn)行通用的陽離子樹脂法（CER）提取的EPS為EMPS，而超聲-高速離心法（U-HSC）可以有效地對ECPS進(jìn)行提��；活性污泥中ECPS的含量是EMPS的1.5倍，且ECPS中蛋白質(zhì)/多糖比值是EMPS的1.3倍；ECPS和EMPS的蛋白質(zhì)組成存在明顯差異，ECPS比EMPS含有更多的大分子蛋白質(zhì)；ECPS比EMPS具有更強(qiáng)的疏水性。ECPS和EMPS在活性污泥凝聚過程中的聚合力和功能存在差異，EMPS主要通過多價陽離子的橋聯(lián)作用使菌膠團(tuán)凝聚形成絮體，而ECPS主要通過大分子纏繞和疏水作用使單個細(xì)菌凝聚，從而形成菌膠團(tuán)，為EMPS的凝聚提供條件和基礎(chǔ)。該研究結(jié)果對認(rèn)識活性污泥的絮體結(jié)構(gòu)及凝聚機(jī)理具有重要的參考價值。 4.采用序批式反應(yīng)器，經(jīng)過90多天的運(yùn)行，成功培養(yǎng)出了缺氧顆粒污泥；顆粒污泥呈黃棕色，結(jié)構(gòu)密實(shí)，輪廓清晰，且具有較高的反硝化性能；污泥顆�；�，EPS總量增長超過75%，EPS中多糖含量增長超過120%，而蛋白質(zhì)含量無明顯變化；缺氧顆粒污泥呈橢球形，中心為帶有無機(jī)晶體的核區(qū)，核區(qū)外部為密實(shí)的菌膠團(tuán)層，顆粒污泥表面存在大量絲狀菌；基于結(jié)構(gòu)觀察，提出了顆粒污泥形成的“網(wǎng)兜理論”模型，顆粒污泥表面的絲狀菌可以增強(qiáng)顆粒污泥抵御水力剪切的能力，提高顆粒污泥內(nèi)部的密實(shí)程度，有效降低顆粒污泥解體的風(fēng)險。
【圖文】：

2.圖達(dá)萄的污體的絮由SB性.3.1 活性污本試驗持2.2 為穩(wěn)態(tài)達(dá)穩(wěn)態(tài)之后，萄糖為基質(zhì)的SBR 系統(tǒng)污泥絮體周圍體的邊緣存在的絮體并沒有絮體粒徑也有由圖可見，以BR 系統(tǒng)的性污泥絮體形a污泥形態(tài)、持續(xù)了大約態(tài)條件下兩，兩個 SBR的 SBR 系統(tǒng)統(tǒng)形成的活性圍難以觀察在著一些短有導(dǎo)致嚴(yán)重有很大區(qū)別以紅薯淀粉絮體，前者形態(tài)結(jié)構(gòu)有沉降及脫水約六個月，兩兩個 SBR 系R 系統(tǒng)中的統(tǒng)形成的活性污泥絮體察到明顯的絲短的、盤繞重的污泥膨脹別。圖 2.3 為粉為基質(zhì)的者的平均粒有較大的影響水性能兩個 SBR 系系統(tǒng)中活性污的活性污泥絮活性污泥絮體體蓬松且邊界絲狀菌，而繞的絲狀菌。脹現(xiàn)象。除為穩(wěn)態(tài)條件下SBR 系統(tǒng)中粒徑幾乎是后響。系統(tǒng)在經(jīng)過一污泥的相差絮體的形態(tài)體密實(shí)且邊界粗糙。葡而紅薯淀粉為但是，后除絮體形態(tài)不下，兩個 SB中絮體粒徑后者的 2 倍b一個月的馴差顯微照片。態(tài)和結(jié)構(gòu)存在邊界清晰，而萄糖為基質(zhì)為基質(zhì) SBR后者系統(tǒng)中蓬不同以外，BR 系統(tǒng)中的徑要明顯大于倍�？梢�，顆馴化以后達(dá)到。由圖可見在較大差別而紅薯淀粉質(zhì) SBR 系統(tǒng)R 系統(tǒng)活性蓬松且?guī)в袃蓚� SBR的絮體粒徑于葡萄糖為顆粒態(tài)有機(jī)到穩(wěn)態(tài)。見，在到別。以葡粉為基質(zhì)統(tǒng)的活性性污泥絮有絲狀菌R 系統(tǒng)中徑比較。為基質(zhì)的機(jī)物對活

組FeSOMnC組分COD (葡萄糖NH4+-N (NHPO43--P (KHNaHCO3Ca2+Mg2+微量元素溶液分O4 7H2OCl2 4H2O圖 3.分糖/紅薯淀粉)H4Cl)H2PO4)濃度80.5.1 紅薯淀粉表 3.表 3.(g L-1)5形態(tài)（.1 試驗.2 微量
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X703.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 郝曉地;朱景義;曹秀芹;;污泥膨脹形成機(jī)理及控制措施研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J];環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備;2006年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 于莉芳;污泥水富集硝化菌添加強(qiáng)化污水處理系統(tǒng)硝化的試驗研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

本文編號：2701286