好氧颗粒污泥具有结构致密、沉降性能优异、抗负荷冲击能力强、脱氮除磷效果好等优点,受到广泛关注。有关其形成机理的说法不一,而对机理的研究能够更好的了解好氧颗粒污泥的性能,为其应用和发展起到推进作用。胞外聚合物(EPS)作为好氧颗粒污泥的重要组成成分成为国际学者研究的热点。本实验采用SBR反应器,对低溶解氧条件下颗粒污泥的形成机理展开研究,采用红外光谱(FT-IR),荧光光谱,对好氧颗粒污泥及其EPS进行定性分析,并测定其絮凝能力以及污泥的疏水性的变化,分析污泥的絮凝能力、疏水性行与好氧颗粒污泥形成之间的联系,同时对形成颗粒污泥的性质及效能进行研究,具体研究内容如下:在颗粒形成过程中,红外光谱显示颗粒污泥及EPS的主要成分为蛋白质和多糖。EPS中蛋白质含量由61.29 mg/g MLSS逐渐增加并稳定维持在198.95 mg/g MLSS左右;而EPS的多糖一直没有太大变化。污泥EPS蛋白质与多糖的比值由4.91增加到7.48,说明了污泥EPS蛋白质与总糖比值增加对污泥颗粒化起重要作用。三维荧光光谱(EEM)分析表明,芳香族和色氨酸蛋白质类物质的荧光强度随着粒化的程度显著增加,说明EPS中这两种蛋白质类物质在污泥的粒化过程中起主要作用,并且蛋白质类物质的粘附作用使颗粒污泥的结构更加稳定。随着污泥的颗粒化程度的升高,其疏水性增加,絮凝能力增强。在污泥培养的过程中,随着颗粒的形成,其对污染物的去除能力也明显提高,当颗粒成熟后去除效果非常好,COD和氨氮的去除率都达到90%以上,磷的去除率也由65%增加到82%。说明在低溶解氧条件下形成的好氧颗粒污泥性能稳定,具有很好的应用性。絮状污泥颗粒化的过程中,污泥颜色逐渐由黑色变为深褐色,最后儿乎全部变成粒状的橙黄色。污泥由表面不光滑、不规则的絮体形成了粒径在400 左右的表面光滑并且轮廓清晰颗粒。此过程污泥浓度由2.1 g/L升高到4.4 g/L左右,污泥的体积指数SVI从113.2 mL/g降到35.1 mL/g,表明在低溶解氧条件下形成的好氧颗粒污泥与絮状污泥相比具有更好的沉降性能,结构更稳定。通过实验得出结论,在低溶解氧条件,EPS在好氧颗粒污泥形成过程中起到非常重要的作用。在EPS中起主要作用的为蛋白质类物质,而非多糖类物质,且蛋白质类物质与多糖类物质的比值越高越有利于好氧颗粒污泥的形成。在低溶解氧条件下形成的颗粒污泥粒径在400 μm左右,性状良好,结构稳定,对有机物去除效果较好,对水处理节能有重大意义,同时具有实际的应用性。