环保工艺之——厌氧反应器的污泥颗粒（四）

四、颗粒污泥的形成过程

由分散状态的厌氧微生物形成一个肉眼可见的由厌氧微生物组成的颗粒是一个十分复杂物理化学与微生物学的过程。至今，还不能说已经弄清楚了这个过程。不少学者对此问题进行了探讨。J.E.Schmidt和B.K.Ahing(1995)总结了国外最近的研究成果，提出了颗粒污泥形成的过程。一个细胞可通过不同的途径，如扩散(布朗运动)、对流或鞭毛活动等转移到附着物上。认为颗粒污泥的初始形成可分为4个步骤：

(1) 、首先是单个细胞转移到一个非菌落的惰性物质或其他细胞的表面；

(2) 、其次是在物理化学力的作用下在细菌细胞之间或对惰性物质之间发生的可逆吸附；

(3) 、通过微生物的附肢或胞外多聚物使细菌细胞之间或对惰性物质之间产生不可逆吸附；

(4) 、附着细胞的不断增殖和颗粒的发育。根据Derjaguin—Landan—Verwey—Overbeek(DLVO)理论，细胞与附着物之间的吸附作用可分为3种情况：

(1) 弱的可逆吸附：当细胞与附着物之间保持一定距离时，由于结合力较弱、吸附上去的细胞可能又会分离开，处于可逆吸附状态；

（2）相互排斥：当细菌细胞与附着物带有相同电荷时，细胞与附着物之间会相互排斥，无法完成吸附作用；

（3）非可逆吸附：当范德华力占优势时，吸附上去的细胞不会再与附着物分离。非可逆吸附是颗粒污泥形成过程中最先的重要一步。非可逆吸附后，进一步借助细菌的鞭毛、胞外多聚物等建立起稳定的结构。颗粒化的过程主要取决于细胞的分裂和新细菌从液相的不断补充。颗粒也可含有被拦截的固体无机物，如沉淀物等。我国也有一些学者曾对颗粒的形成过程进行了不少研究。刘双江(1990)以葡萄糖为基质，在35℃下研究了颗粒污泥形成的微生物过程，颗粒污泥形成过程的模型。该模型指出：颗粒污泥的形成可分为5个阶段，第一阶段为细菌增殖阶段，MPN计数结果和显微镜观察表明，该阶段中污泥的细菌数迅速增加；第二阶段为小颗粒形成阶段，随着反应器中细菌浓度的升高，细菌开始聚集在一起，形成尺寸为50~100μm的小颗粒；第三阶段微小颗粒聚合阶段，当反应器内小颗粒数量足够多时，它们之间相互碰撞和接触的机会增多，一些小颗粒开始聚合成更大的颗粒；第四阶段为初生颗粒污泥形成阶段，这时可观察到颗粒之间有丝状菌起连接和缠绕作用，两个或多个小颗粒聚合在一起后经过发育形成为初生颗粒污泥；第五阶段为颗粒污泥成熟阶段，初生的颗粒污泥经过进一步完善结构和调整细菌的代谢而形成表面光滑的、密度较大的成熟的颗粒污泥。

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