1、好氧顆粒污泥概述

　　好氧顆粒污泥英文縮寫(xiě)為AGS，是一種比較特殊的顆粒狀的生物組合體，它主要是利用生物自凝聚的特性而形成的一種顆粒狀活性污泥。好氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)嚴(yán)密有規(guī)律，具有較強(qiáng)的沉降性能，在處理污染物方面能達(dá)到非常明顯的效果。因?yàn)槲⑸锉旧砉逃械淖怨潭ㄐ缘男阅芴攸c(diǎn)，即便是在動(dòng)態(tài)的條件下也能夠很好進(jìn)行凝固，形成團(tuán)聚的生物體，而且不會(huì)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，也不會(huì)降低水質(zhì)。1980年，在污水處理的研究上發(fā)現(xiàn)了厭氧顆粒污泥，在采用厭氧顆粒污泥進(jìn)行污水處理時(shí)發(fā)現(xiàn)其在處理污水的過(guò)程中會(huì)發(fā)生很高的溫度反應(yīng)，而且時(shí)間特別長(zhǎng)，對(duì)于低碳類(lèi)、氮磷含量高的污水達(dá)不到很好的去除效果。專(zhuān)家們?cè)?0世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)了好氧顆粒污泥，并且將其在污水處理過(guò)程中進(jìn)行使用，結(jié)果表明，好氧顆粒污泥能夠?qū)⒏邼舛鹊挠卸居袡C(jī)物質(zhì)，以及氮磷含量非常高的污水處理得非常干凈，一些重金屬和乳制品廢水也能達(dá)到很好的效果，于是好氧顆粒污泥技術(shù)成為環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。

　　2、好氧顆粒污泥的特點(diǎn)

　　好氧顆粒污泥的培養(yǎng)比較困難，受到的條件限制很多，而且不同狀況下培養(yǎng)出的好氧顆粒污泥的大小、顏色以及相應(yīng)的性能都不相同。

　　2.1 色澤和顆粒

　　好氧顆粒污泥的外形非常有規(guī)則，一般為圓形或橢圓形，表面顏色為淺黃色或者橘黃色并且有豐富的孔隙。顆粒污泥的顆粒直徑會(huì)不斷地變大，隨著直徑的增加，污泥的下沉速度也會(huì)跟著加快，污泥的密度和疏水性也會(huì)隨之加大，這時(shí)顆粒污泥的體積是在逐漸減小的。當(dāng)顆粒污泥的直徑超過(guò)4㎜之后阻力加大，對(duì)微生物的繁殖生長(zhǎng)以及多聚物的分泌就會(huì)產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致顆粒污泥的表皮破裂，逐漸形成絮狀活性污泥。所以在應(yīng)用好氧顆粒污泥技術(shù)對(duì)化工污水進(jìn)行處理時(shí)必須要掌握好顆粒污泥的顆粒大小和生物活性特征。

　　2.2 沉降性能

　　好氧顆粒污泥的密度、體積指數(shù)以及污泥的沉降比指數(shù)綜合數(shù)值都在最佳狀態(tài)值范圍，雖然含水率較高超過(guò)了97%，但是并不影響沉降速率，好氧顆粒污泥的沉降速度是絮狀污泥沉降速度的5~6倍，所以即便是水力負(fù)載很強(qiáng)的環(huán)境下依然具有非常高的運(yùn)行狀態(tài)和效率。

　　2.3 微生物多樣性

　　顆粒污泥內(nèi)部形成分為很多的區(qū)域，有好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，微生物的有氧代謝能降解有機(jī)污染物，還可以氧化污水中含有氨氮的物質(zhì)。氧化后的氨氮成分逐漸擴(kuò)散到缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，在這里微生物作為電子受體對(duì)其進(jìn)行代謝，從而降低污水中的氮元素。同時(shí)顆粒污泥中的含有的微生物能有效地去除污水中的COD、BOD和TN。還能夠降低污水池中的污染物體積，從而降低了污水處理廠對(duì)占地面積的需求。

　　3、好氧顆粒污泥的形成

　　培養(yǎng)好氧顆粒污泥受到的條件限制特別多，必須控制好對(duì)其產(chǎn)生影響的各類(lèi)因素，最為重要的影響因素有：污泥種泥的來(lái)源、反應(yīng)器、底物成分、有機(jī)負(fù)荷、進(jìn)水方式以及污泥沉淀的時(shí)間、在水里的剪切力。好氧顆粒污泥培養(yǎng)過(guò)程中，影響污泥顆粒化的是種泥的來(lái)源、底物成分和SBR，只有控制好這三項(xiàng)影響因素才能保證污泥的顆粒化。通過(guò)反復(fù)的研究和實(shí)踐得出，培養(yǎng)好氧顆粒污泥最好的種泥是活性污泥。活性污泥中含有大量的微生物群落，這是形成好氧顆粒污泥的重要條件。在排放出來(lái)的化工污水中含有的微生物有親水性的也有疏水性的，親水性微生物不容易被污泥絮體吸附，因此種泥中含有的疏水性微生物自然是越多越好，好氧顆粒污泥也就更加容易成功的培養(yǎng)出來(lái)，其沉降的性能就更強(qiáng)。在培養(yǎng)顆粒污泥的過(guò)程中，正二價(jià)、三價(jià)的離子和帶負(fù)電的細(xì)菌結(jié)合之后，形成微生物細(xì)胞核。通過(guò)這些正負(fù)離子結(jié)合的方式培養(yǎng)好氧顆粒污泥過(guò)程比較繁瑣，而且要求的技術(shù)水平較高，一定要對(duì)各類(lèi)因素的掌握要恰到好處，一些相關(guān)的正、負(fù)離子以及時(shí)間和器具的掌握必須嚴(yán)格的按照參數(shù)操作執(zhí)行，確保培養(yǎng)出的顆粒污泥的穩(wěn)定性能。

　　4、好氧顆粒污泥的應(yīng)用

　　好氧顆粒污泥應(yīng)用到化工污水處理中，因?yàn)槠漭^強(qiáng)的沉降性能，EPS所具有的耐沖擊和耐毒性，通過(guò)對(duì)微生物原理的利用，微生物的自固定化所具備的可生物添加性，是處理污水的關(guān)鍵。

　　4.1 有毒有機(jī)廢水的處理

　　基于好氧顆粒污泥的密度和密實(shí)性結(jié)構(gòu)，對(duì)有毒物質(zhì)的抵抗能力非常強(qiáng)，化工污水中會(huì)含有大量的微量元素物質(zhì)，有些是具有一定的毒性的，如苯酚、硝基酚等含有酚類(lèi)物質(zhì)的污水，這些酚類(lèi)對(duì)水中的生物具有非常強(qiáng)的毒性，濃度很低的苯酚排放到河流湖泊中都會(huì)導(dǎo)致微生物死亡。好氧顆粒污泥應(yīng)用到含有苯酚物質(zhì)的污水中，對(duì)苯酚的比降解速率是非常高的，即便是苯酚濃度達(dá)到每升1900㎎時(shí)，仍然能達(dá)到降解效果，好氧顆粒污泥對(duì)苯酚的比降解速率最高可達(dá)1.18g苯酚/gVSSd。對(duì)硝基酚產(chǎn)生的作用也是一樣的。除了含有酚類(lèi)物質(zhì)的廢水外，好氧顆粒污泥還能有效地處理嘧啶類(lèi)廢水、含有甲基叔丁基醚類(lèi)元素物質(zhì)的廢水以及三級(jí)及甲醇類(lèi)污水。

　　4.2 乳制品廢水的處理

　　乳制品廢水中含有很多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，人們把過(guò)多的對(duì)污水、廢水處理的研究精力都傾注于人工有機(jī)污水處理的研究上，而好氧顆粒污泥用于乳制品廢水的處理上則開(kāi)創(chuàng)了新的研究焦點(diǎn)。把好氧顆粒污泥用在乳制品工廠排放的污水當(dāng)中，當(dāng)充水比達(dá)到50%時(shí)，去除COD的概率仍然能夠達(dá)到90%，對(duì)于氮的去除率可以達(dá)到80%，總磷達(dá)到67%。

　　4.3 對(duì)重金屬燃料廢水的處理

　　采用生物技術(shù)處理污水、廢水時(shí)會(huì)添加一些添加劑來(lái)促進(jìn)生物的吸附能力，常用做生物吸附劑的有藻類(lèi)、真菌、活性污泥等，目前采用的生物吸附劑多是懸浮微生物，但因?yàn)槠渚哂胁环€(wěn)定性、吸附后不容易分離和再生困難等弊端，對(duì)重金屬?gòu)U水和染料廢水的處理效果不是很好。好氧顆粒污泥則能有效地解決這些問(wèn)題，強(qiáng)大的吸附能力能夠處理高濃度重金屬?gòu)U水，同時(shí)對(duì)陽(yáng)離子和染料、熒光劑都有很強(qiáng)的吸附能力。

　　4.4 核廢料廢水的處理

　　好氧顆粒污泥作為新型的生物材料可以有效地去除水中溶解性的鈾，對(duì)于鈾的吸附能力會(huì)根據(jù)鈾的pH值的變化隨之加強(qiáng)或減弱，好氧顆粒污泥吸附鈾的同時(shí)還會(huì)釋放出金屬陽(yáng)離子，具有離子交換能力，因此處理廢水中低濃度鈾的效果是其他物理化學(xué)方法都達(dá)不到的。

　　5、結(jié)論

　　綜上所述，好氧顆粒污泥技術(shù)和傳統(tǒng)的活性污泥技術(shù)相比，對(duì)污水處理的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的活性污泥技術(shù)。好氧顆粒污泥技術(shù)所具有的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)和對(duì)污水、廢水處理取得的效果，已經(jīng)引起了相關(guān)部門(mén)的重視，成為當(dāng)今污水處理方法研究的焦點(diǎn)。但是好氧顆粒污泥培養(yǎng)上所受到的條件限制因素太多，不容易做好控制工作，所以好氧顆粒污泥在污水處理上存在一定的難度。雖然好氧顆粒污泥的數(shù)學(xué)模型存在不完整性，研究方面也沒(méi)有規(guī)律性和可操作性，然而其在污水尤其是化工污水處理上有明顯效果和優(yōu)勢(shì)。通過(guò)不斷地研究發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)好氧顆粒污泥的培養(yǎng)方法，采用這項(xiàng)處理技術(shù)可以提高廢水中污染物的負(fù)荷，縮短有害物質(zhì)的停留時(shí)間。同時(shí)由于好氧顆粒污泥的自身的密度和結(jié)構(gòu)，還能夠有效地降低污水處理池的占地面積。好氧顆粒污泥工藝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，開(kāi)啟了污水處理的新篇章，不但有效地緩解了環(huán)境污染的嚴(yán)重事態(tài)，也促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，為保護(hù)水資源做出了巨大的貢獻(xiàn)。