：好氧颗粒是具有紧凑内部结构的大型生物聚集体，可用于有效的废水处理。随着好氧造粒技术，造粒机理的发展，增强生物除磷（增强生物除磷，EBPR）系统的研究，对颗粒污泥的形成，颗粒污泥菌群结构和颗粒稳定性进行了研究。概述。

增强的生物除磷（EBPR）被认为是有效的除磷过程。反应条件是先厌氧然后好氧，利用富磷细菌的富集和生长去除水中的大部分磷[1]。与其他传统方法相比，EBPR方法是一种相对便宜且可持续的方法。同时，该过程已开始在全球范围内应用。

目前，大多数EBPR工艺都用于活性污泥工艺中，但在实践中会遇到许多问题，例如污泥膨胀，设备占地面积大，能耗高以及残留污水等问题。大量的泥浆。

好氧颗粒污泥是在好氧条件下培养的，是系统中微生物聚集形成的规则形状的聚集体。与传统的活性污泥相比，具有沉淀速度快，污泥结构稳定，残留污泥少的优点。它还具有较高的污泥浓度，可以承受高强度废水和冲击负荷。目前，许多研究致力于好氧颗粒污泥的开发和利用，例如高浓度有机废水，高盐废水和印染废水的处理。另外，好氧颗粒污泥结构同时具有好氧，缺氧和厌氧三个区域，因此可以有效去除COD，同时去除氮和磷，在实际应用中具有广泛的应用价值。

1好氧颗粒污泥

1.1好氧颗粒污泥技术的发展

1991年，Mishima等人首先开发了好氧颗粒污泥。 [10]在好氧上流污泥床反应器（AUSB）中进行耕种，但AUSB操作条件严格，需要纯氧曝气，操作条件和成本较高。直到1990年代中期，Morgenroth [11]和其他人首先采用顺序分批反应器（SBR）成功地培养好氧颗粒污泥，这为随后用SBR培养好氧颗粒污泥和标志性好氧颗粒奠定了基础。污泥技术的诞生。

在此基础上，好氧颗粒污泥的研究在1997年迅速启动，进入了快速发展的时期，主要集中在两个方面：宏观上，造粒过程中污泥的研究形态变化，形成机制，优化训练参数。在微观上，从微生物菌群结构和蛋白质水平分析了成粒机理。

1。2好氧颗粒污泥的形成机理

好氧颗粒污泥的形成是物理，化学和生物学共同作用的结果。关于颗粒污泥的形成过程已经进行了很多研究，但是仍然没有统一的结论。目前，有四个主要假设：

（1）自凝假设。系统中的微生物在各种力（液压，静电排斥，范德华力等）的作用下自聚集，从而使活性污泥转化为颗粒状污泥。这些力广泛存在于细胞与细胞，细菌与细菌，蛋白质与蛋白质以及所有这三种物质之间，导致微生物凝结成规则的三维结构。好氧颗粒污泥结构从内到外包含数百万种细菌，细菌之间的相互作用力也有助于促进这一过程。微生物团聚体不断聚集，膨胀和压缩，结构致密，最终形成结构致密，外观规则的颗粒污泥。

（2）细胞外聚合物（EPS）假设。 EPS是一种在某些环境条件下由微生物（主要是细菌）分泌的高分子聚合物。主要成分类似于微生物的细胞内成分，并且是一些高分子物质，例如多糖（PS），蛋白质（PN）和聚合物（例如核酸）。细胞外聚合物假说认为，这些细胞外聚合物通过增加污泥表面的疏水性和降低污泥表面的电负性来促进成粒过程。

（3）选择应力假设。在颗粒污泥的培养过程中，通过控制沉降时间可以筛选出沉降性能较差的污泥，从而实现了污泥的颗粒化。选择压力分为物理选择压力和生物选择压力。物理选择压力主要包括搅拌，通气，高径比，沉降时间，体积交换率等。生物选择压力主要包括进水成分和有机负荷率。

（4）原子核假设。存在于反应器中的固体物质，微生物会粘附在其上，首先形成小颗粒，然后微生物继续生长和繁殖，成为大颗粒。晶核通常来自惰性基质或反应器中的沉淀物，甚至来自污泥本身。

2颗粒稳定性研究

长期以来结构稳定性和生物活性的损失长期存储和操作是该领域好氧颗粒工艺的主要挑战。以乙酸钠为碳源，当有机负荷小于15kg / m3d时，颗粒保持结构稳定性，而当有机负荷大于18kg / m3d时，颗粒失去稳定性。有机负荷的增加可以增加颗粒尺寸并增强颗粒中厌氧核心的生长。这些颗粒是由大量的死细胞形成的，这导致了颗粒结构的崩溃。

向颗粒污泥中添加10-50 mg / l TiO2纳米颗粒，发现颗粒污泥中的颗粒产生稳定，致密，高硝化度的藻类细菌颗粒。作者认为，纳米颗粒可以以较少的丝状应变刺激EPS的排泄，从而产生稳定的颗粒。

由于好氧颗粒污泥工艺中产生的松散颗粒结构会导致反应器中生物质的洗涤，因此通常认为丝状颗粒的过度生长是好氧颗粒污泥工艺的失败之处。原因。在进水pH值为4.5〜8的条件下，以乙酸或葡萄糖为碳源培养好氧颗粒。他们的研究首次通过实验证实了酸性pH而非碳源（例如乙酸或葡萄糖）控制了好氧颗粒的丝状结构。酸性pH值会降低细胞内c-diGMP含量并提高Disanhua的生长速率，从而导致真菌过度生长。因此，作者提出将悬浮液保持在碱性条件下可有效抑制需氧颗粒中细丝的过度生长。原酰基高丝氨酸内酯（AHL）降解酶的存在降低了好氧颗粒的结构稳定性。 AHL的水解降低了蛋白质含量，从而使颗粒降解。

3结论

在EBPR条件下，好氧颗粒污泥中会同时发生硝化，反硝化和除磷反应。好氧颗粒污泥技术将发展成为一项非常有前途的新技术，可以有效去除COD并同时去除氮和磷。

好氧颗粒污泥只能在相对较小的操作参数范围内进行，包括接种物类型，进料组成和有机负荷，进料策略，反应器几何形状，曝气强度，设定时间，体积交换率。但是，尚未建立起完整的制粒机制，仅在了解如何进行制粒以及如何加速制粒方面取得了进展。

好氧颗粒在长期使用和储存期间的结构稳定性是其现场应用中的主要问题。最近的研究提出了在颗粒内部或外部的化学沉淀或向颗粒中添加纳米颗粒以改善其结构稳定性。维持碱性环境以抑制丝状过度生长的想法在提高颗粒的操作稳定性方面具有潜在的应用价值。这些新发现可以看作是有氧颗粒工艺在野外潜在应用中的重要一步。