好氧颗粒污泥技术因对污废水的高效处理而被广泛研究,是污水生物处理技术的一项重大突破。然而,好氧颗粒污泥形成机理影响因素的不明确以及颗粒本身的不稳定性仍然是阻碍其进行实际应用的主要瓶颈。在污水生物处理中,微生物生长所需要的营养是通过底物传输的方式接近微生物,因此污泥絮体或颗粒生长主要受紧密靠近的“微环境”内的底物传输影响。目前已有的关于颗粒污泥的研究包括污水有机负荷、污泥龄(SRT)、污泥沉降时间、F/M比、营养/饥饿交替环境等,都是通过宏观手段促进好氧颗粒污泥的形成,然而他们共同的特征是提高了颗粒周围“微环境”内的底物传输。底物传输较高时,微生物以相同的最大速度生长,不同表面位置的生物固体以相同速度向外扩展,形成光滑的颗粒;底物传输不足时,颗粒周围的微生物无法均匀向外扩展,靠近底物的部分生物固体获得竞争优势,从而形成不规则的絮体。本课题将开展底物传输对好氧颗粒污泥形态的影响,有助于深入理解好氧颗粒污泥形成机理、提高其长期稳定性。通过人工配水、序批式反应器运行以及扫描电子显微镜(SEM)方法等从多角度研究提高底物传输促进颗粒生长的因素。得到以下的结论:(1)在SBR反应器单个运行周期中,维持全程DO浓度5-8mgO2/L,高COD且低DO处于高底物传输状态,有利于颗粒的良好生长。(2)通过排泥可降低颗粒的SRT,延长COD消耗时间,提高底物传输。但是排泥过多导致泥量低易导致COD过度富余,氧气渗透率低,COD和DO传输效果差,降低底物传输直接导致了颗粒向絮体的转化;排泥过少则降低SRT效果不明显,即无法显著提高底物传输。(3)采取厌氧方式进水与好氧相结合,可使颗粒生长处于饥饿/营养交替以提高营养状态时的底物传输,但是不采用搅拌装置或将造成底部污泥堆积,氧气传输受阻无法渗透至颗粒内部,导致颗粒中心溶解氧传输供应不足出现厌氧现象,底物传输降低,颗粒向絮体转化。(4)通过适当增加进水COD浓度是可延长运行周期中COD被消耗结束的时间,使得反应器运行全程伴随COD富余,DO始终稳定处于低水平状态,提高了底物传输,促进了絮体向颗粒的转化。(5)污泥量一定,进水COD浓度过高,运行周期全程伴随COD富余,虽可一定程度上提高底物传输但是会造成营养过剩,颗粒不经历任何饥饿阶段,长久下来不利于颗粒的生长且进水浓度过高污泥量不足会引起反应器产生气泡现象;COD过低则会导致底物传输不足,颗粒向絮体转化。