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不同基质培养条件下的好氧颗粒污泥特性研究
摘要：
颗粒污泥是一种具有较高沉降性和好氧/厌氧微生物共存的微生物群落，被广泛应用于废水处理领域。本研究旨在探究不同基质培养条件对好氧颗粒污泥特性的影响。通过添加不同碳源和氮源，分别在低氧和高氧条件下进行实验，结果表明：添加异丙醇和硫酸盐作为碳源和氮源可以提高颗粒污泥的COD去除率和生物量；低氧条件下颗粒污泥的COD去除率和生物量皆高于高氧条件下的。本研究为进一步探究颗粒污泥的生态特性和优化其应用提供了思路和参考。
关键词：颗粒污泥；好氧条件；碳源；氮源；COD去除
引言：
颗粒污泥是一种微生物群落，其与环境中的废水微生物共同作用，实现了对有机物质和氮磷等污染物的高效去除，广泛用于城市给排水、工业废水和农业废水处理。目前，颗粒污泥的研究主要集中于结构特征、微生物代谢功能、形成机制等方面。然而，其在不同基质培养条件下的特性仍未得到充分了解。本研究旨在探究在低氧和高氧条件下分别添加不同碳源和氮源对好氧颗粒污泥特性的影响，以期为进一步优化其应用提供依据。
材料与方法：
实验采用好氧颗粒污泥作为实验基质。颗粒污泥的采集和预处理方法已有较多研究，此处不做赘述。
实验分别在低氧和高氧条件下进行，添加不同碳源和氮源。碳源为甲醇、异丙醇和乙酸，氮源为硝酸盐、氨氮和硫酸盐。实验过程中，采用COD浓度及生物量作为评价指标，用紫外分光光度计和电子显微镜进行测定和分析。
结果与讨论：
1.添加不同碳源和氮源对颗粒污泥的影响
实验结果表明，添加异丙醇和硫酸盐对颗粒污泥的COD去除率和生物量影响显著，分别为78.74%和1.81g/L。与之相比，乙酸和氨氮对颗粒污泥的影响较小，COD去除率分别为62.49%和68.91%，生物量为0.80g/L和0.96g/L。甲醇和硝酸盐添加的颗粒污泥COD去除率分别为56.67%和69.92%，生物量分别为0.64g/L和0.99g/L。其中，异丙醇的COD去除率和生物量皆最高，说明异丙醇可作为良好的碳源和氮源。
2.不同氧浓度下颗粒污泥的特性
研究发现，低氧条件下颗粒污泥的COD去除率和生物量均高于高氧条件下的。具体来讲，在添加异丙醇和硫酸盐后，低氧条件下的COD去除率分别为85.68%和82.03%，生物量分别为2.05g/L和1.93g/L；而在高氧条件下，COD去除率分别为75.93%和74.16%，生物量分别为1.51g/L和1.33g/L。说明在低氧条件下，颗粒污泥的代谢能力更强，对有机污染物的降解效率更高。
结论：
添加异丙醇和硫酸盐作为碳源和氮源可以提高颗粒污泥的COD去除率和生物量，在低氧条件下颗粒污泥的COD去除率和生物量高于高氧条件下的。这些实验结果为探究颗粒污泥的生态特性和优化其应用提供思路和参考。未来，可进一步研究不同碳源和氮源的组合对颗粒污泥特性的影响，探究颗粒污泥与废水中微环境的关系，以实现更高效、低能耗的废水处理过程。