排水

Zeta电位与污泥中胞外聚合物EPS对颗粒污泥形成的影响

混凝是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。混凝是污水处理工程中的主体工艺，在活性污泥法中，混凝时的凝聚反应是活性污泥从絮体变为颗粒状态的重要环节。

颗粒污泥就像是污水中的胶体颗粒，与污水中悬浮物凝聚的好坏（如粒径，孔隙率，密实度，微生物相，EPS含量等）对回流污泥、氮磷去除率、剩余污泥的处理等有很大的影响。

从微生物角度来看，活性污泥颗粒的主体是微生物，颗粒的结构和功能主要受环境因素和微生物本身的影响，环境是外因，微生物才是内因。

在活性污泥颗粒化培养过程中发现，培养初期的活性污泥微生物以异养菌为主，在第21天至第95天之间异养菌颗粒体积在较为稳定，第80天观察到的污泥颗粒仍然是结构密实，状态稳定，边界光滑的，但最终颗粒密度下降很快，逐渐出现松散现象，到了146天变为松散的絮体。

这可能与污水中的富-贫营养刺激有很大的关系。在高负荷下运行，可以加快接种污泥的颗粒化进程，但底负荷下运行会导致颗粒污泥内部的微生物因营养不足而死亡，颗粒强度减弱，水流剪切力将它破裂；

颗粒污泥表面胶体

也可能是在不同的生长阶段反应器内部的菌体和游离的微生物的分布不一样，胶核将他们吸附在胶核表面。

微生物胞外聚合物（EPS）含量的增加可以在微生物间起到架桥的作用促使微生物聚集。

污水的pH值会影响污泥颗粒表面的双电层结构。在酸性和碱性介质中，EPS的化学基团电离可使胶体颗粒携带电荷。一些文献资料表明，污水中带正电荷的氨基（例如蛋白质）可以中和污泥颗粒表面羟基和磷酸根基团的负电荷，从而降低污泥的表面电位。如果污水中的酸碱度发生变化，蛋白质分子中的羧酸基及胺基电离反应也会受到抑制或促进，从而影响细胞表面的电荷符号，所以颗粒表面的双电层中的Zeta电位和污水中的pH值有很大关系。

在活性污泥颗粒化培养过程中发现，颗粒污泥表面前40天电位有波动，从-19.1mV减少到-15.0mV又增加到-16.2mV，相应的，污水中COD浓度从200mg/L增加到1000mg/L又回到200mg/L，污水的营养负荷出现富-贫变化。可能的解释为：在stern双电层模型中，吸附层与扩散层中的反离子处于动态平衡，溶液内部离子浓度或价数增大时，会有更多的反离子进入吸附层，使吸附层与扩散层中的反离子达到新的平衡，这个过程中出现胶粒移动现象是因为滑动面上的电位相对于污水胶体污染物所带电荷的电位差发生变化，即Zeta电位发生变化。根据DLVO理论，电荷相互吸引排斥，使得胶体的压缩双电层变薄或变厚，Zeta电位减少有利于胶体的絮凝（聚集）。

因此，较低的Zeta电位是形颗粒污泥的重要条件，污泥的Zeta电位与蛋白/多糖的比值呈正相关。Zeta电位是对颗粒间静电、电荷排斥或吸引强度的度量，是影响稳定性的基本参数之一。通过测量可详细了解分散、凝聚或聚团的原因，还可改善分散剂、乳化剂及悬浮剂的配方。

Zeta电位计算公式

ζ=Kπηu/DE
K — 与胶体颗粒形状有关的常熟，球形颗粒为6，棒形颗粒为4；
η — 液体的粘滞系数（绝对黏度）；
u — 相对于液体的胶体胶粒移动速度，cm/s；
D — 液体的介电常数；
E — 电场，V/m；

2012年11月27日阅读资料读后感

2021年07月21日整理发布于本站（有删减）

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