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好氧颗粒污泥具有密实的结构、较强的耐冲击负荷性能、较高的生物量、良好的沉降性能以及同步去除氮磷的能力,因此,好氧颗粒污泥的形成机理及其对污染物的降解研究已受到越来越多的关注。目前,大量研究表明有机负荷在1.215kg COD m-3·d-1之间,都可以成功培养出好氧颗粒污泥,但过低的有机负荷会严重抑制好氧颗粒污泥的形成,导致采用好氧颗粒污泥技术处理低有机负荷污水时有明显的局限性。在好氧污泥颗粒化过程中,胞外聚合物(EPS,Extracellular polymeric substances)扮演着重要角色。关于有机负荷与EPS的关系没有明确的结论,因此有必要探究不同有机负荷条件下EPS的分泌特性,进而揭示不同有机负荷对好氧污泥颗粒化进程的影响机制。研究结果表明:(1)高有机负荷条件下(4.8kg COD m-3·d-1),形成的好氧颗粒污泥粒径更大,成熟期能达到2.5 mm左右,而低负荷条件下(1.2 kg COD m-3·d-1)成熟期好氧颗粒污泥粒径为1.2 mm左右,但低有机负荷培养的好氧颗粒污泥更加规则。高有机负荷不仅有利于缩短好氧颗粒污泥的形成周期,还能抑制反应器中丝状菌的繁殖。与采用目标负荷启动方式相比,采用递增负荷启动方式(由1.2 kg COD m-3·d-1逐渐增长至4.8 kg COD m-3·d-1)培养的好氧颗粒污泥稳定性更好。(2)高有机负荷更有助于促进污泥微生物分泌EPS,在颗粒形成阶段,高有机负荷反应器中EPS含量由初始的54.82 mg·g-11 MLSS增至220.5 mg·g-11 MLSS,低有机负荷反应器中EPS含量则增至182.57 mg·g-11 MLSS;同时,高有机负荷也更有助于蛋白(PN,Protein)和多糖(PS,Polysaccharide)含量增加,且与多糖(PS)相比,蛋白(PN)含量增加更为明显,高有机负荷反应器中PN/PS值由初始的4.2增长至12.4,而低有机负荷反应器中PN/PS值则由初始的4.2增长至12.19。(3)结合三维荧光光谱图和傅里叶红外谱图分析,在整个污泥颗粒化进程中,两组反应器污泥EPS中都只检测出峰A、峰B和峰D这三类峰,说明有机负荷的高低未对EPS的组分造成影响;但荧光峰位置有一定的移动,说明有机负荷的高低对好氧颗粒污泥中EPS的结构产生影响,从而影响颗粒污泥的形成及特性。在好氧颗粒污泥形成过程中,两组反应器污泥EPS的官能团基本相同,表明有机负荷的高低未对EPS的官能团产生影响。(4)随着污泥颗粒化的进程,疏水酸性物质(HOA)的含量大量增加,其次含量增加较多的是疏水酸性物质(HON),疏水碱性物质(HOB)含量增加较少,而亲水性物质(HI)含量变化最小。可见,疏水性物质尤其HOA在污泥颗粒化进程中起主要作用。高有机负荷中各组分含量增长速率明显高于低有机负荷中各组分含量,说明高有机负荷更有利于促进疏水性EPS组分的分泌。(5)两组反应器中HOB、HOA、HI、HON出现的荧光峰相同,说明有机负荷的高低未对各个组分产生显著影响。对比低有机负荷反应器中各个组分的荧光峰,高有机负荷反应器中荧光峰的荧光强度更强,说明高有机负荷更有利于促进蛋白类物质和溶解性微生物代谢产物类物质的分泌。