好氧污泥强化造粒的工艺原理及稳定性调控研究

好氧颗粒污泥的快速培养与运行稳定性问题是污泥颗粒化技术工程应用的关键。已有研究发现了混凝剂投加及适宜的机械和水力搅拌能加速污泥的颗粒化成长，在污水中迅速形成好氧颗粒污泥。本项目旨在将上述基于物化作用的强化造粒技术用于污水中颗粒成核的初段操作，形成物化-生化耦合的好氧颗粒污泥污水处理工艺。项目拟通过工艺实验和理论研究，提出好氧污泥强化造粒的操作模式和工艺方法，研究颗粒污泥从初期的物化聚集体向后期的生化聚集体的动态过渡过程，揭示无机盐和有机高分子混凝剂、微生物的高分子产物对颗粒聚集的耦合作用原理，确立基于分子尺度作用力平衡的好氧颗粒污泥运行稳定性调控方法，判明好氧污泥强化造粒及稳定运行的物化-生化协同作用机理。研究成果将提供好氧颗粒污泥快速形成和稳定性调控的一条新途径，具有重要的理论意义和应用价值。

针对污泥颗粒化技术工程应用存在的好氧颗粒污泥快速培养与运行稳定性问题，本研究旨在将基于物化作用的混凝强化造粒技术用于污水中颗粒成核的初段操作，通过工艺实验和理论研究，建立了好氧污泥强化造粒的操作模式，形成了物化--生化耦合的好氧颗粒污泥污水处理工艺，该工艺技术在第8天出现污泥颗粒，并在第25天时实现完全颗粒化，与对照相比，完全颗粒化时间缩短了10天，具有颗粒化进程快，颗粒强度大，比重大等优点。在此基础上，系统研究了颗粒污泥从初期的物化聚集体向后期的生化聚集体的动态过渡过程，揭示了无机盐混凝剂、微生物的高分子产物对颗粒聚集的耦合作用机理，并建立了相应的模型。此外，对好氧颗粒污泥运行稳定性及调控方法进行系统研究，结果表明，细胞表面疏水性和Zeta电位是颗粒破碎—再形成过程的关键因素，在混凝强化条件下，金属阳离子能够通过静电中和、架桥等作用影响污泥的胞外多聚物及污泥表面性质，最终在水力剪切力的作用下，加速好氧颗粒污泥破碎—再形成过程。在此基础上，进一步对好氧颗粒污泥稳定运行的物化-生化协同作用机理进行深入研究，建立了好氧颗粒污泥运行稳定性调控方法。研究成果为好氧颗粒污泥的快速形成和稳定性调控提供了一条新途径，具有重要的理论意义和应用价值。