小型服務區污水處理設備

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UASB反應器顆粒化過程的本質是反應器中存在污泥顆粒的連續選擇過程。Hulshoff Pol等人的研究認為：在高選擇壓條件下，輕的和分散的污泥被洗出而較重的組分保持在反應器中。從而使細小分散的污泥生長最小化，細菌生長主要局限在有限數量由惰性有機和無機載體物質或種泥中存在的小的細菌聚集體組成的生長核心。這些生長核心的粒徑增加直至達到顆粒污泥和生物膜部分產生脫落的特定最大尺寸，形成新生長核，如此反復。顆粒化初級階段出現的絲狀顆粒隨著時間的增長變得更致密。

    低選擇壓條件下，主要是分散微生物的生長，這產生膨脹型污泥。當這些微生物不附著在固體支撐顆粒上生長時，形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結構。而且，氣泡附著在這些松散纏繞的絲狀菌上時，污泥甚至有上浮的趨勢。
    在生物反應器中，因氣體流動或者液體流動和顆粒間碰撞引起的脫膜力是影響厭氧顆粒污泥的形成、生物結構及其穩定性的關鍵因素。在一個生物膜系統中，高的水力剪切力能夠產生比較結實的生物膜，而剪切力比較弱的時候，生物膜容易成為一個異質多孔和比較脆弱的生物膜。另一方面，有證據表明，在好氧和厭氧顆粒污泥形成的過程中需要有一定的水力剪切力。當剪切力比較弱的時候，很少觀察到污泥顆粒化現象。這些也表明了水力剪切力在生物附著和自固定化過程中的重要性。但是，水力剪切力對顆粒污泥的形成、結構和代謝機理的影響還不十分清楚。

強化生物除磷(EBPR)是目前應用較為廣泛的生物除磷工藝.該工藝利用聚磷菌(PAO)在厭氧條件下將儲存于體內的聚磷酸鹽(Poly-P)水解獲取能量, 用以吸收水中的揮發性脂肪酸(VFA), 并以聚羥基烷酸酯(PHAs)的形式儲存在細胞內; 在好氧條件下PAO以儲存于細胞內的PHAs作為碳源和能源, 吸收水中的磷并將其合成為Poly-P進行細胞增殖, 最終通過排除富磷污泥達到污水除磷的目的.在EBPR系統中, 還存在與PAO代謝機制相似的聚糖菌(GAO), 在厭氧條件下GAO與PAO競爭基質(VFA), 但在好氧條件下并不攝取磷, 因此, 如何提高PAO的活性和強化其與GAO對基質的競爭能力是保證EBPR工藝穩定運行的重要內容.

有研究表明, 影響EBPR系統穩定運行的因素主要有碳源、pH、溫度、DO等, 其中, 溫度的影響一直存在爭議.一般認為, 當溫度低于20℃時, 有利于PAO的競爭, 從而提升EBPR系統的性能; 當溫度高于20℃時, GAO占據競爭優勢, 導致污泥中PAO的份額逐漸減少, 除磷效率逐漸降低, 甚至EBPR系統的崩潰.然而,  EBPR系統在高溫條件下仍可高效除磷. Freitas等在SBR中采用短期循環(厭氧20 min, 好氧10 min, 靜置1 min)實現了30℃高溫條件下EBPR的穩定運行. Winkler等利用PAO顆粒污泥與GAO顆粒污泥密度的差異, 通過排除污泥床上部密度較小的GAO, 在USB反應器內富集可以適應高溫的PAO, 在30℃條件下實現了較好的除磷效果. Ong等研究表明, 在28~32℃的條件下, 長期運行的EBPR反應器可以實現95%的磷的去除率, qPCR檢測結果表明污泥中的PAO為Accumulibacter的亞種Clade IIF.但是目前關于溫度對EBPR系統中PAO的活性以及與GAO關于基質的競爭能力的影響尚無定論, 因此需要開展相同試驗條件下不同溫度對PAO與GAO之間的競爭影響研究, 尤其是高溫條件下對其競爭過程的具體研究顯得更加重要.

投加細微顆粒物
    粘土和其他無機顆粒似乎對顆粒污泥的形成有害。他們的實踐表明:在無分散無機物質中能形成很好的顆粒污泥，顆粒揮發性固體含量很高。
    另一種觀點認為：有助于懸浮污泥形成顆粒的因素之一是存在微生物能附著生長的晶核或生物載體。細胞附著在這些顆粒上是顆粒化的*步。第二步是在惰性載體上形成致密和厚實的生物膜。所以，添加惰性載體的UASB反應器中污泥顆粒化過程可解釋為生物膜形成現象。

   啟動階段投加的細顆粒物似乎僅起著初期顆粒污泥晶核的作用,這是利用顆粒物的表面性質,在短期內加快那些易于形成顆粒污泥的細菌在細顆粒物表面的富集。另外,初期投加細顆粒物后,系統的穩定性和最大有機負荷都有明顯的提高。實驗中還發現,以前啟動ＵＡＳＢ反應器時要求嚴格的水力負荷和有機負荷控制,在投加細顆粒物后這些控制措施顯得并不重要了。