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与传统活性污泥相比,好氧颗粒具有良好沉降性能、较高的生物量、抗冲击负荷能力强、同步脱氮除磷等优点,是21世纪最有前景的新生代污水生物处理技术之一,备受国内外学者的关注。好氧颗粒污泥的形成机理错综复杂,污泥颗粒化及其特性受到诸多因素影响,其中水力剪切是好氧颗粒形成的重要影响因素之一。水力剪切过大会破坏颗粒结构形成碎片,降低颗粒的粒径和比重,影响污泥沉降性能,造成污泥流失严重;而当水力剪切力过小时,则形成沉降性能相对较差的菌胶团,污泥颗粒化的启动较为困难。同时水力剪切力的大小与反应器中气升流速成正比,因此有必要揭示气升流速变化对SBR反应器中污泥颗粒化的作用。本研究拟将絮体污泥接种至两个相同的SBR反应器,(R1保持恒定气升流速3.0 cm/s,R2气升流速由3.0 cm/s逐渐降低至1.0 cm/s),对比研究气升流速变化对絮体污泥凝聚和颗粒化的作用,旨在为揭示污泥颗粒化机理及加快其进程提供理论基础。研究结果表明:1.反应器R1在35 d后絮体污泥全部转变成均值粒径为564.59μm的颗粒污泥;R2中24 d后絮体污泥全部转变成均值粒径978.71μm的颗粒污泥。气升流速递减培养模式优于恒定模式,可加速颗粒化进程,并且粒径增长速率快,同时可节省能量消耗,具有一定的运行经济效益。2.气升流速大小与粒径分布的关系符合旋涡尺度的变化,当气升流速递减后,反应器R2中污泥混合液流变特性发生变化,形成的旋涡尺度大于R1,促使更多体积分数的污泥分布在旋涡尺度的耗散范围内,加剧耗散对应范围粒径大小的污泥剪切凝聚,加快了污泥颗粒化进程。当有颗粒出现后,粒径分布主要集中在旋涡尺度的3倍至12倍之间。3.反应器R2气升流速由3.0 cm/s逐渐降至2.0 cm/s时,污泥的分形维数(D2)增大;气升流速由2.0 cm/s降到1.6 cm/s时,D2先下降后上升,污泥粒径比增长率为0.16±0.01,微生物颗粒表面所受的剪切解吸附率随粒径的增长由调整前的1.35×10-2 mg VSS/cm2·d略微降低后升高至1.88×10-2 mg VSS/cm2·d,剪切解吸附作用增强,颗粒结构变得更加致密;气升流速小于1.6 cm/s之后,旋涡尺度作用减弱,D2持续减小。4.反应器R2递减供气模式下培养的颗粒污泥对基质的比降解速度Vmax和半饱和常数值Ks、内源衰减系数Kd均大于R1培养的颗粒污泥,表明微生物活性高于R1;R1、R2中的污泥产率系数分别0.15、0.17 kg MLVSS/kg COD,说明气升流速递减模式培养颗粒污泥剩余污泥产量略多于R1,但仍远小于常规活性污泥系统。