1矩陣
培養顆粒污泥,首先對基質有一定的要求。一般培養顆粒污泥的基質中COD: N: P = 110-200: 5: 1,而有機廢液的基質可分為部分碳水化合物和部分蛋白質。為了順利培養顆粒污泥,需要在含有部分碳水化合物的污水中加入N和P,在含有部分蛋白質的污水中加入碳源(如葡萄糖)。有學者研究表明,不添加碳源很難看到顆粒污泥的形成,需要適當比例的碳源來促進顆粒污泥的形成。
2溫度
廢水的厭氧處理主要依靠微生物的活動來達到處理的目的。不同微生物的生長需要不同的溫度范圍,溫度的微小差異都會造成兩個主要種群之間的不平衡。因此,溫度對于顆粒污泥的培養非常重要。顆粒污泥在低溫(15-25℃)、中溫(30-40℃)和高溫(50-60℃)都有成功的經驗。一般來說,高溫和中溫培養時間較短,但高溫下NH3與某些化合物的混合毒性會增加,導致其應用有一定的局限性。介質溫度一般控制在35℃左右。在其他合適的條件下,顆粒污泥可在1-3個月后培養成功。低溫培養顆粒污泥的研究很少,但文獻報道在低溫下利用顆粒污泥處理低濃度制藥廢水的實驗中,COD去除率達到90%,取得了良好的效果。
3 pH值
在厭氧處理過程中,產酸菌對pH值的適應范圍較大,而產甲烷菌對pH值的變化較為敏感,其Z適pH值范圍為6.8~7.2。如果反應器內的pH值超過這個范圍,產甲烷菌會被控制,酸會積累,使整個反應器酸化。因此,反應器中的pH值應控制在產甲烷菌的Z佳范圍內。由于不同種類的廢水具有不同的pH值,為了保證反應器內pH值的穩定,防止酸積累對產甲烷菌的控制,可以在廢水中加入NaHCO3、Na2CO3等化學物質。
4堿度
一般來說,進水的堿度應在1000mg/L左右(以CaCO3計),以碳水化合物為主的廢水需要進水堿度:COD > 1: 3。研究表明,在顆粒污泥培養初期,控制出水堿度在1000mg/L(以CaCO3計)以上,可以成功培養出顆粒污泥。顆粒污泥成熟后,進水堿度不高,對降低處理成本有積極意義。
5.微量元素和惰性
微量元素對微生物的良好生長也有重要作用。其中,鐵、鈷、鎳、鋅有利于提高污泥活性,促進顆粒污泥的形成。此外,惰性顆粒作為細菌附著的核,在顆?;衅鹬e極的作用。此外,有研究表明,投加活性炭可以大大縮短污泥顆?;臅r間,投加活性炭后顆粒污泥粒徑大,使反應器運行更加穩定。
6.SO42-
so42-對顆粒污泥的形成仍在討論中。根據Sam-Soon的胞外聚合物假說,氫的局部高分壓是為了誘導微生物產生胞外聚合物,從而與細菌表面相互作用。通過靜電引力和帶電基團物理接觸的橋聯作用,形成含有多種成分的生物絮體,這是顆粒污泥形成的必要條件。但在硫酸鹽存在下,由于硫酸鹽還原菌對氫氣的快速利用,反應器無法建立較高的氫氣分壓,不利于顆粒污泥的形成。但國內外有學者研究發現,在處理含高硫酸鹽的廢水時,會產生非常細的細絲,可以作為產甲烷菌附著的原始核,然后形成顆粒。硫酸鹽還原產生的硫化物與一些金屬離子結合形成不溶性顆粒,可能成為顆粒污泥生長的次生核。
7接種污泥及接種量
一般來說,對接種污泥沒有特殊要求,但接種污泥的不同對顆粒污泥形成的速度有直接影響。因此,加速顆粒污泥的形成對保證污泥良好的沉降性能、豐富的厭氧微生物種類和高活性是非常有利的。關于接種污泥量,有學者認為厭氧污泥的接種量約為11.5kgVSS/m3(以反應區體積計算),適合快速培養厭氧顆粒污泥。
8啟動模式
采用低濃度進水結合逐漸增加水力負荷有利于污泥顆?;_@是因為低濃度進水可以有效避免延緩性生化物質的過度積累,較高的水力負荷可以加強水力篩選。
9液壓負載
過低的水力負荷會導致大量分散污泥的過度生長,影響污泥的沉降性能,甚至導致污泥膨脹。但水力負荷過大,會剪切顆粒污泥,剝離未聚集細胞體的胞外多糖粘性層,從而阻止粘附和聚集。因此,在啟動初期,應采用較小的水力負荷,使絮體污泥相互粘附,有利于顆粒污泥初生體的形成。當出現一定量的污泥時,水力負荷增加,部分絮體污泥被沖走,使密度較大的顆粒污泥沉降到反應器底部,形成顆粒污泥層。