溶解性微生物产物对颗粒污泥稳定性的作用机理研究

作为一种新型废水生物处理技术，好氧颗粒污泥工艺因其经济高效性而受到国内外研究人员的广泛关注，其产业化应用可望能快速提升我国废水处理规模及处理效率，缓解我国水体污染的严峻形势。然而，由于颗粒污泥的稳定性尚不尽人意，该工艺迄今尚停留在实验室研究阶段而未能在工程实践中得以推广。本项目基于前期对颗粒污泥形成、稳定及分解阶段颗粒内溶解性微生物产物(SMP)的含量及组成分析，确定SMP对于好氧颗粒污泥的稳定性有显著影响。据此提出对颗粒污泥系统运行过程中颗粒污泥内SMP 累积特性及其对微生物代谢活性、种群结构及空间分布的影响展开深入研究，探讨SMP对颗粒污泥稳定性的作用机制；结合颗粒污泥系统运行调控对颗粒污泥内累积SMP组分及含量的影响研究，提出好氧颗粒污泥系统运行调控的优化方案，以提高颗粒污泥内微生物的代谢活性并改善颗粒污泥的稳定性，从而为颗粒污泥系统的稳定高效运行提供可靠的理论支持。

好氧颗粒污泥技术因其工艺流程简洁、运行费用低、处理效率高而受到广泛关注。然而，由于颗粒污泥的稳定性尚不尽人意，导致该工艺在实际工程中的应用仍处于初步探索阶段。针对好氧颗粒污泥工艺实际运行中部分颗粒污泥代谢活性下降乃至解体的现象，从颗粒污泥内累积的溶解性微生物产物(SMP)出发，通过对不同阶段颗粒污泥内SMP的含量及组成分析，结合相应阶段颗粒污泥的比基质利用速率、比硝化速率以及其微生物种群结构、颗粒污泥沉降体积指数等指标参数，探讨了SMP组分及浓度与颗粒污泥代谢活性、结构稳定性的关联效应；同时，基于实验室颗粒污泥系统确定了工艺操作参数如厌/缺/好氧周期、进水浓度及酸碱度、水力停留时间、污泥停留时间、反应系统有机负荷、污泥浓度等对于颗粒污泥体系内SMP累积组分及含量的影响，结合相应污染物的去除效能、颗粒污泥代谢活性及其沉降特性的测定，探讨了 SMP 组成及含量对颗粒污泥系统运行参数调控的响应机制；在此基础上，提出了好氧颗粒污泥系统运行调控的优化方案，用于提高颗粒污泥的微生物代谢活性并改善其稳定性，从而为颗粒污泥系统的稳定高效运行提供了可靠的理论支持。