厭氧顆粒污泥的結構
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發布日期：2023-03-01
厭氧顆粒污泥的結構
顆粒污泥的結構是指各種細菌在顆粒污泥中的分布狀況。一些學者認為不同的互營細菌隨機地在顆粒污泥中生長，并不存在明顯的結構層次性。Grotenhutis 等的研究發現，生在甲醇和糖類廢水中的顆粒污泥中并未有細菌的有序分布，丁酸基質下生長的顆粒污泥口學在兩類細菌族: 一類是孫氏甲烷髦毛菌(Methanosaeta Soehngenii);另一類由嗜樹木甲短桿菌和一種丙酸氧化菌組成。趙一章等對人工配水,屠宰廢水和丙酮丁醇廢水形成的顆在污泥進行了觀察，雖然各種形態的細菌處于有序的網狀排列，但各種微生物區系多呈現隨機性分布，未觀察到顆粒層次之分。
另一些學者則證實細菌在顆粒污泥中的分布有較清晰的層次性，并提出了一些結構模型。Harade 等在糖類廢水中培養出的顆粒污泥有比較明顯的層次分布，外層主要是水解菌中產酸菌，內核的優勢菌為甲烷髦毛菌。Macleod 等給出了一個較為典型的顆粒污泥結構模 :甲烷髦毛菌構成顆粒污泥的內核，在顆粒化過程中提供了很好的網絡結構。甲烷髦毛菌需的乙酸是由產氫產乙酸菌等產乙酸菌提供,丙酸丁酸分解物中的高濃度H2
促進了氫養型細菌的生長，產氫產乙酸菌和氫營養型細菌構成顆粒污泥的第二層。顆粒污泥的最外層由產酸菌和氫營養型細菌構成。
Quarmby和Forster 處理速溶咖啡廢水時也得到了多層結構的顆粒污泥，他們觀察到的最多層達到了4層。竺建榮等根據對顆立污泥的觀察，也提出了一個類似的結構模型，不同的是他們發現了顆粒污泥表面細菌分布 Macleod的“區位化”，即不同細菌以成簇的方式集中存在于一定的區域內，相互之間可能發生種間氫轉移。
Thaveesri 等從熱力學的角度研究了顆粒污泥的結構。也有研究者從細菌細胞與水的接觸角度開展研究，證明大多數產甲烷菌和產乙酸菌表面呈疏水性(低表面能、接觸角大于5°)
，大多數產酸菌為親水性 (高表面能、接觸角大于 45°)。Thaveesri
發現基質表面張力在50~55mN/m 之間時，親水性細菌和疏水性細菌都難以形成顆粒污泥;在糖類等表面張力小于 50mN/m
的基質中，形成的顆粒污泥外層為親水性產酸菌，內層為疏水性產甲烷菌 ;而在蛋白質豐富的基質中，由于表面張力大于 55mN/m，疏水性細菌(
如產甲烷菌 )貫穿于顆粒污泥，占據優勢地位，其結構如圖 2-5所示。低表面張力環境下形成的親水性表面的顆粒污泥穩定性更高一些，而疏水性表面的顆粒污泥與
CH; 等氣體有強烈的黏結作用，易被氣泡攜帶沖洗出反應器;因此，在蛋白質豐富的基質中，沖洗出的污泥量更大，而參與降解的生物量更小。
顆?；^程本身的復雜性決定了顆粒污泥結構的復雜性，生長基質、操作條件、反應器中的流體流動狀況等都會影響顆粒污泥的結構。如 Quarmby和Forster在處理馬鈴薯廢水得到了三層結構的顆粒污泥，在小麥淀粉和造紙廢水中的顆粒卻呈 “蜂窩”結構，沒有出現層次結構。研究者所采取的研究方法、觀察手段的不同，也是導致觀察結果不同的重要原因。
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