為使微生物過程順利有效進行,尤其是要在厭氧反應器中培養出厭氧顆粒污泥,至今顆粒污泥只在升流式厭氧反應器中發現,說明升流條件是顆粒污泥形成的必要條件。除此以外顆粒污泥形成還受廢水性質、污泥負荷、水力負荷、接種污泥、堿度、溫度、pH值、微量元素和營養元素的影響等因素影響。
1.廢水性質
根據文獻報道,釀造廢水、屠宰污水、土豆加工廢水、食品工業廢水、啤酒工業廢水、造紙工業廢水以及檸檬酸水等均可以培養出顆粒污泥。顆粒污泥形成需要充足營養COD:N:P約為200:5:1,否則要適當添加補充。一般在含糖類的廢水中易于形成顆粒污泥,而脂類廢水和蛋白質類廢水及有毒類廢水較難實現污泥顆粒化。廢水的酸化程度也影響顆粒污泥的形成,一般未經酸化的廢水培養顆粒污泥比由揮發酸為主的廢水的污泥顆粒化進程快。難降解的廢水加入易生化物質可加快污泥顆粒化的進度。啟動過程中,懸浮物濃度應控制在2000mg/L以下。有研究表明,SS須同時滿足兩個條件,即:SS小于1000mg/L和SS/COD小于0.5,反應器才能啟動成功。
2.反應器負荷
污泥顆粒化過程最重要的控制條件是反應器的污泥負荷和水力負荷。當污泥負荷時0.3kgCOD/(kgVSS·d)以上便能形成顆粒污泥,當污泥負荷達0.6kgCOD/(kgVSS·d)以上,顆粒化十分迅速。所以,當反應器中一旦出現顆粒污泥應迅速提高污泥負荷到0.6kgCOD/(kgVSS·d)以上,有利于顆粒污泥的生長和成熟。污泥顆粒化時的表面水力負荷亦很重要,當水力負荷為0.25m3/(m2·d),便可產生水力分級現象,將絮狀污泥和顆粒污泥完全分開。在反應器啟動的第二階段應盡快達到較高的表面水力負荷。
3.接種污泥
接種污泥可加快反應器的顆粒化進程,接種污泥的品質和接種量對顆粒化都有影響。資料表明,厭氧消化污泥是較好的接種污泥,其它凡存在厭氧菌的污泥均可作為接種污泥,吳唯民、胡紀萃等還成功地在中溫下用好氧活性污泥接種培養出了顆粒污泥。鄭元景則認為,培養顆粒污泥并不需要特別的接種物。接種量影響顆粒化的速度,一般接種量以5~15kgVSS/m3為宜,較大的接種量可縮短啟動的時間。對不同類型的廢水和接種污泥,適宜接種量可能有所差別。
4.pH值及堿度
pH值是厭氧處理的又一個重要因素。厭氧過程中,水解菌與產酸菌對pH有較大的適應范圍,而甲烷菌則對pH值比較敏感,適宜它的生長范圍是6.5~7.8。若反應器內廢水pH值低于這個范圍,會引起由于甲烷菌受到抑制而出現的酸積累等問題,因而甲烷菌的這一特性也就決定了反應器內反應區所應控制的pH值范圍。而反應器中維持一定堿度主要在于它的緩沖作用,堿度用于中和反應器中CO2分壓偏高所致的高H2CO3濃度,保持反應器pH值接近中性(6.5~7.5)。
5.溫度
人們已成功在常溫(15~30℃)、中溫(33~37℃)及高溫(50~55℃)等溫度下培養出顆粒污泥。一般,其它條件相同時,溫度升高,培養顆粒污泥所需時間縮短,高溫較中溫有利于培養顆粒污泥。現有反應器通常采用33~37℃和50~55℃兩個溫度范圍。在上述范圍內,溫度的微小波動,不會明顯影響污泥顆粒化,但如果波動幅度過大,就對顆粒形成產生有害影響。
6.其它因素
啟動初期反應器中投加無機絮凝劑或高聚物是加快污泥顆粒化的有效措施。有研究表明,在反應器啟動時,向反應器內加入親水性高聚物能夠加速顆粒污泥的形成,從而縮短啟動時間。人為地向反應器中投加適量的細微顆粒物如粘土、陶粒、顆粒活性炭等,有利于縮短顆粒污泥的出現時間。周律在反應器中投加了少量陶粒、顆粒活性炭等,啟動時間明顯縮短,這部分細顆粒物的體積約占反應器有效體積的2~3%。(藍白藍網)