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ABR反应器颗粒污泥的培养及其特性研究的中期报告

目录

一、研究背景

二、研究进展

（一）试验装置及培养操作条件

（二）污泥特性分析

1.胞外聚合物含量分析

2.盒式比表面积测定

3.比表面性质表征

4.颗粒污泥的粒径分布

5.污泥的微观结构分析

（三）污泥代谢特性评价

1.呼吸性活性污泥浓度的测定

2.污泥的生化需氧量及总有机碳移除效率分析

三、未来工作展望

一、研究背景

为了处理生活和工业废水中的有机物和氮、磷等污染物，人们普遍采用生物技术来实现这一目标。其中，厌氧-好氧反应器（ABR）是一种获得广泛应用和研究的技术之一。ABR反应器内同时存在好氧和厌氧环境，可以实现废水的生物处理和除磷除氮的效果。例如，ABR技术可以用于处理市区生活污水、工业废水和畜禽养殖污水等。

然而，ABR反应器中的颗粒污泥一直是影响其运行效率和稳定性的一个重要因素。因此，为了更好地理解这方面的特性，需要深入研究和探讨颗粒污泥的特性和代谢特性。

二、研究进展

（一）试验装置及培养操作条件

本研究采用30LABR反应器作为试验装置，反应器的高度为160cm，直径为25cm。研究中首先使用自来水作为填料建立颗粒污泥，并在反应器中进行一周的运行，以达到颗粒污泥产生的目的。接下来，使用实验室配制的含有食品废水的模拟废水来继续进行实验。

反应器的操作条件如下：反应器温度为25±1℃，PH值为7.0±0.2，曝气时间为8小时，停滞时间为2小时，曝气强度为2L/min，污泥浓度为4gVSS/L。

（二）污泥特性分析

1.胞外聚合物含量分析

本研究使用的Fenton试剂法是一种在酸性环境下将铁离子还原成亚铁离子的方法，可以测量污泥中胞外聚合物（EPS）的含量。结果显示，EPS在颗粒污泥中的含量较高，其中蛋白质和多糖占主导地位（分别为40.3%和28.4%）。

2.盒式比表面积测定

盒式比表面积（S_A）是衡量颗粒污泥颗粒间结合程度的指标。研究结果表明，颗粒污泥中的S_A较小，在一定程度上说明颗粒污泥的化学胶结作用较弱。

3.比表面性质表征

使用Brunauer-Emmett-Teller法测定比表面积（S_BET）和容积孔体积。结果显示，颗粒污泥的S_BET为1.824m2/g，孔隙率为0.424。

4.颗粒污泥的粒径分布

粒径分布是衡量颗粒污泥颗粒大小和分布的重要指标。研究结果表明，颗粒污泥的平均粒径为0.128mm，其分布范围在0.05-0.28mm之间，核心区域粒径分布较为集中。

5.污泥的微观结构分析

使用扫描电镜法研究颗粒污泥的微观结构，结果表明颗粒污泥中大量的细菌聚集在胞外聚合物的表面上，形成胶束和网状结构。

（三）污泥代谢特性评价

1.呼吸性活性污泥浓度的测定

使用余氯含量法测定反应器中的生物呼吸性活性污泥（RAS）浓度。结果显示，RAS浓度随时间的推移而变化。在试验结束时，RAS浓度为235mgVSS/L。

2.污泥的生化需氧量及总有机碳移除效率分析

将采样的废水样品与纯水混合，并将混合物置于洛氏瓶中进行生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）的测定。结果表明，ABR反应器在进行有机物降解过程中能够有效地降解有机物，BOD和COD去除率分别为88.9%和81.3%。

三、未来工作展望

在后续的研究中，将进一步深入研究颗粒污泥在ABR反应器中的特性和代谢机制，希望能够为ABR技术的优化和工程实践提供有价值的参考和指导。