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关键词：
重金属污染,黑色页岩土壤,因子分析,富集因子,湖南
发表时间：
2013-01-30 17:45:24
摘要: 污泥颗粒化( granulation)是指废水生物处理系统中的微生物在适当的环境条件下, 相互聚集形成一种密度较大、体积较大、体质条件较好的微生物聚集体. 按照微生物代谢过程中电子受体的不同, 颗粒污泥可分为好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥两类. 目前对污泥颗粒化的研究主要集中在两个方面: 一方面是从宏观层面探讨颗粒化的形成模式, 优化运行参数以达到更好的颗粒化效果; 另一方面是从微观层面去研究颗粒化的机理、微生物菌群及其他化学成分在颗粒化过程中所起的作用. 本文综述了好氧颗粒污泥近年来的研究进展, 主要包括: 好氧颗粒污泥的性质(形态及粒径、沉降性能、密度与强度、生物活性、细胞表面疏水性、胞外多聚物等)及结构, 颗粒污泥的培养条件、形成机理及影响因素(有机负荷、基质成分、剪切力、沉淀时间、运行周期、进水模式、微生物饥饿期、反应器结构、溶解氧、温度等) , 以及颗粒污泥的应用(工业废水处理、城市污水处理、有毒污染物降解、脱氮除磷、重金属及放射性核素的去除等) . 此外, 还介绍了全自养颗粒污泥, 如硝化颗粒污泥方面的研究. 分析表明, 随着对好氧颗粒污泥研究的不断深入, 将好氧颗粒污泥应用于实际废水处理得到越来越多的关注. 好氧颗粒污泥的形成机理、颗粒污泥的微生物特性、颗粒污泥的长期运行稳定性及其工业化应用是今后需要重点关注的研究方向.
污泥颗粒化( granu lation)是指废水生物处理系统中的微生物在适当的环境条件下, 相互聚集形成一种密度较大、体积较大、体质条件较好的微生物聚集体(王建龙, 2002) . 微生物自身具有凝聚或附着于固体表面的特性, 只要条件适当, 这种现象便会自然发生. 按照微生物代谢过程中电子受体的不同, 颗粒污泥可分为好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥两类. 污泥颗粒化现象最早在升流式污泥床反应器中发现, 即厌氧微生物相互凝聚形成沉降性能和生物活性都十分好的颗粒污泥. 随后, 人们也发现了好氧处理过程中污泥颗粒化现象.
颗粒污泥的研究起源于上世纪80 年代.Lettinga教授等发明的升流式厌氧颗粒污泥床工艺
(U pflow Anaerob ic S ludge B lanke,t UASB )极大地推动了对厌氧颗粒污泥的研究和应用( Lettingaet al. , 1980; Hulsho ff et al. , 1983) . 厌氧颗粒污泥显示出极强的有机废水处理能力, 有机负荷可高达40 kg#m- 3# d- 1 ) . 厌氧颗粒污泥技术已经成功地应用于多种工业有机废水的处理, 如制糖废水、酒精蒸馏废水、啤酒废水和淀粉废水等( Gu io t et a l. ,1991; Lettinga andHu lshoff Po,l 1991; Fang et a l. ,1995; B lonska ja et al. , 2003; T iw ar i et al. , 2006) .
但厌氧颗粒污泥技术也存在着很多不足. 首先, 厌氧颗粒污泥工艺一般需要2~ 8个月才能完成
启动, 工艺的运行一般需在30 e 的中温条件下, 需要较高的能耗且易受自然环境的限制( Liu and Tay,2004) ; 其次, 厌氧颗粒污泥的优势在于处理高浓度有机废水, 但出水COD依然较高, 仍需后续处理, 因此并不十分适合处理低浓度有机废水; 此外, 厌氧颗粒污泥工艺去除氮磷的能力有限.
颗粒污泥的研究起源于上世纪80 年代.Lettinga教授等发明的升流式厌氧颗粒污泥床工艺
(U pflow Anaerob ic S ludge B lanke,t UASB )极大地推动了对厌氧颗粒污泥的研究和应用( Lettingaet al. , 1980; Hulsho ff et al. , 1983) . 厌氧颗粒污泥显示出极强的有机废水处理能力, 有机负荷可高达40 kg#m- 3# d- 1 ) . 厌氧颗粒污泥技术已经成功地应用于多种工业有机废水的处理, 如制糖废水、酒精蒸馏废水、啤酒废水和淀粉废水等( Gu io t et a l. ,1991; Lettinga andHu lshoff Po,l 1991; Fang et a l. ,1995; B lonska ja et al. , 2003; T iw ar i et al. , 2006) .
但厌氧颗粒污泥技术也存在着很多不足. 首先, 厌氧颗粒污泥工艺一般需要2~ 8个月才能完成
启动, 工艺的运行一般需在30 e 的中温条件下, 需要较高的能耗且易受自然环境的限制( Liu and Tay,2004) ; 其次, 厌氧颗粒污泥的优势在于处理高浓度有机废水, 但出水COD依然较高, 仍需后续处理, 因此并不十分适合处理低浓度有机废水; 此外, 厌氧颗粒污泥工艺去除氮磷的能力有限.
为了缩短污泥颗粒化的时间, 加快反应器的启动, 同时增强颗粒污泥的脱氮除磷能力, 近年来好
氧颗粒污泥的研究逐渐得到关注.
综合来看, 好氧颗粒污泥主要具有以下优势:( 1)与厌氧颗粒污泥类似, 好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能, 可以有效提高反应器的污泥浓度和容积负荷; ( 2)颗粒污泥结构密实, 可削弱有毒物质对微生物的影响, 增强对一些较为敏感的细菌(如硝化菌)的保护, 因而有利于提高系统的处理能力和稳定性; ( 3)相比于厌氧颗粒污泥, 好氧颗粒污泥启动期短, 可在常温下培养运行; ( 4)好氧颗粒污泥不仅能处理低浓度废水, 如城市污水等, 而且在处理高浓度有机废水时, 也可达到很高的去除率,且不需后续处理; ( 5)好氧颗粒污泥具有较强的脱氮除磷能力.
以下对好氧颗粒污泥的研究进展进行介绍. 好氧颗粒污泥按照微生物所利用的碳源不同, 可分为
异养与自养两类. 在本文中, 好氧颗粒污泥一般指异养颗粒污泥, 即利用有机基质培养的颗粒污泥;而硝化颗粒则是指用无机碳源培养的颗粒污泥.
氧颗粒污泥的研究逐渐得到关注.
综合来看, 好氧颗粒污泥主要具有以下优势:( 1)与厌氧颗粒污泥类似, 好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能, 可以有效提高反应器的污泥浓度和容积负荷; ( 2)颗粒污泥结构密实, 可削弱有毒物质对微生物的影响, 增强对一些较为敏感的细菌(如硝化菌)的保护, 因而有利于提高系统的处理能力和稳定性; ( 3)相比于厌氧颗粒污泥, 好氧颗粒污泥启动期短, 可在常温下培养运行; ( 4)好氧颗粒污泥不仅能处理低浓度废水, 如城市污水等, 而且在处理高浓度有机废水时, 也可达到很高的去除率,且不需后续处理; ( 5)好氧颗粒污泥具有较强的脱氮除磷能力.
以下对好氧颗粒污泥的研究进展进行介绍. 好氧颗粒污泥按照微生物所利用的碳源不同, 可分为
异养与自养两类. 在本文中, 好氧颗粒污泥一般指异养颗粒污泥, 即利用有机基质培养的颗粒污泥;而硝化颗粒则是指用无机碳源培养的颗粒污泥.
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