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厌氧污泥的颗粒化过程

来源: | 发布日期:2023-02-28

  颗粒化过程是单一分散的厌氧微生物聚集生长成颗粒污泥的过程,是一个复杂而且持续时间较长的过程,影响因素很多。颗粒污泥的形成过程由多个阶段组成:a.细菌与基质(可以是细菌,也可以是有机、无机材料 )的吸引粘连过程;b.微生物聚集体的形成;c.成熟污泥的形成。

  细菌与基体的吸引粘连过程,是颗粒污泥形成的开始阶段,也是决定污泥结构的重要阶段。一般来说,细菌与基质之间的排斥力阻碍着两者的接近,但离子强度的改变,Ca2+Mg2+的电荷中和作用以及 ECP 的作用可以降低排斥位能,促进细菌向基体接近。细菌与基质接近后,通过细菌的附属物如甲烷髦毛菌的菌丝,或通过多聚物的黏结,将细菌黏结到基上。随着粘连到基质上的细菌数目的增多,形成多种微生物群系互营发生的聚集体,即具有初步代谢作用的微污泥体。微生物聚集体在适宜的条件下,各种微生物竞相繁殖,最终开成沉降性能良好、产甲烷活性高的颗粒污泥。

  目前大多数学说着眼于颗粒化第一阶段,对第二、三阶段的研究工作则不多见。针对基体的不同,研究者提出了不同的颗粒污泥形成机制。Macleod 等根据所观察到的颗粒污泥的层次分布情况,认为甲烷髦毛菌相互聚集在一起形成具有框架结构的内核,从而使产乙酸菌以及氢营养菌附着其上,最后是发酵性细菌( 产酸菌及其他氢营养菌)在外围生长,由此形成颗粒污泥。吴唯民等人在脂肪酸降解颗粒污泥的形成过程中发现,甲酸甲烷杆菌先粘连在马氏甲烷八叠球菌上形成聚集体,而甲酸甲烷杆菌、甲烷髦毛菌、丁酸降解菌构成互营内酸- 丁酸降解聚集体,最后两类聚集体通过甲酸甲烷杆菌的连接形成颗粒污泥。

  二次核学说认为营养不足的衰弱颗粒污泥,在水流剪切力作用下,破裂成碎片,污泥石片可作为新内核,重新形成颗粒污泥。Grotenhuis及其合作者分别用高低浓度基质培养颗米污泥,发现前者形成颗粒粒径较大,而后者的粒径较小,据此提出了二次核形成的模型。其地研究者如杨虹、Beeftink 等也提出过类似的二次核形成模型。二次核学说较好地说明了加少量颗粒污泥可加速颗粒化进程的现象,已为大多数研究者接受

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