低温好氧颗粒污泥的培养及处理生活污水研究

在运行初期，反应器中污泥为松散的絮状污泥，平均粒径在50 μm左右，几乎不存在粒径>200 μm的颗粒;经过20 d的培养，光学显微镜下可观察到较少数量的颗粒，但粒径较小，肉眼较难观察辨认;在20~65 d颗粒污泥粒径不断变大，并且新的小颗粒不断生成，此时的颗粒污泥能用肉眼观察到，但轮廓较为粗糙，周围附着很多的菌胶团，平均粒径达100 μm左右，在污泥粒径分布图上可以看到有部分污泥粒径超过200 μm，但所占比例较小;80 d以后随着沉淀时间的缩短，不断排出与颗粒污泥竞争有机底物、沉降性能相对较差的絮状污泥，颗粒污泥得到充足的有机底物，平均粒径不断增大，此时粒径>200 μm的污泥所占比例超过50%，污泥的平均粒径在300 μm左右。

随着运行颗粒粒径分布波峰位置不断右移，在120 d时出现两个波峰，波峰位置分别在90 μm和600 μm左右，说明系统中污泥粒径出现分化，培养成熟的颗粒污泥体系并非单纯的颗粒污泥，其中一部分是粒径较小的小颗粒或絮体污泥，另一部分是粒径较大的大颗粒污泥。在光学显微镜下还可以看到污泥中存在很多后生动物，这些后生动物的存在说明污泥活性较好且较稳定。由此可见，在低温下培养颗粒污泥是可行的。

2.1.2 污泥浓度与沉降性能

污泥浓度及沉降性能随运行时间的变化见图4。

在反应器运行期间，污泥浓度呈现先增加后随沉淀时间调整而波动的趋势。在1~29 d，污泥浓度急剧增加，MLSS由接种时的4 462 mg/L迅速增加到7 745 mg/L，这是由沉淀时间长，外碳源充足，微生物大量增殖造成的。在第30天沉淀时间降为20 min，沉淀性能较差的污泥被排出反应器，污泥浓度迅速降低至5 785 mg/L，随后污泥浓度缓慢增长。

在第48天沉淀时间降为15 min，污泥浓度变化不大。在第81天沉淀时间降为10 min，同时外碳源投加量由400 mg/L降至300 mg/L，86 d外碳源投加量继续降至250 mg/L，由于沉淀时间短，同时外碳源投加量减少，污泥有所流失，污泥浓度迅速降低至4 923 mg/L，在随后的运行过程中，系统中微生物量逐渐增加，在稳定期污泥浓度维持在6 000 mg/L左右。

MLVSS与MLSS呈相同的变化趋势。污泥活性逐渐变高，1~20 d中MLVSS/MLSS值由最初的0.58迅速上升至0.80，并随着反应器运行逐渐缓慢增加并稳定在0.89左右，这说明在该较低温度下培养的好氧颗粒污泥具有较高的生物活性。在反应器的整个运行过程中，SVI值在1~10 d迅速增加，随后一直保持缓慢降低趋势，并最终稳定在50~60 mL/g。说明随着污泥颗粒化的进程，污泥的沉降性能越来越稳定。

2.2 对污染物的去除

2.2.1 对COD的去除效果

在第1天，直接采用生活污水而不投加外碳源，进水COD为352.30 mg/L，出水COD为70.20 mg/L，去除率为80.1%;2~80 d外加丙酸钠为400 mg/L，进水COD介于475.2~712.5 mg/L之间，出水COD为50~70 mg/L，个别会达到70 mg/L以上，平均去除率为89.2%;81~85 d外加丙酸钠为300 mg/L，进水COD介于519.9~633.5 mg/L之间，出水COD为40~50 mg/L，平均去除率为91.7%;86~136 d外加碳源为250 mg/L，进水COD介于413.3~633.5 mg/L之间，出水COD为50~60 mg/L，个别会达到60 mg/L以上，平均去除率为85.8%。

2.2.2 对PO43--P的去除效果

运行期间反应器进出水PO43--P浓度及其去除率的变化见图5。

在初期出水PO43--P含量较高，波动较明显，经过50 d的培养后，出水PO43--P浓度逐渐稳定，介于0~0.4 mg/L之间，平均值为0.07 mg/L，平均去除率为98.3%。整个运行过程中，反应器对PO43--P有较好的去除效果，能够达到一级A标准。