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    活性污泥工藝是目前應(yīng)用*廣泛的廢水生物處理技術(shù), 它利用活性污泥(微生物聚集體)去除水中的各種污染物.活性污泥法廢水處理工藝中, 二沉池內(nèi)的活性污泥通過絮凝和沉淀實(shí)現(xiàn)泥水分離, 是決定出水水質(zhì)、保證廢水處理構(gòu)筑物內(nèi)持有穩(wěn)定數(shù)量微生物的關(guān)鍵步驟之一.然而, 活性污泥不能有效絮凝形成大、密實(shí)、強(qiáng)度高的污泥絮體幾乎是每個(gè)污水處理廠都可能遇到且難以快速解決的問題.河南樂邦凈水廠家研究表明在水中投加適量陽(yáng)離子如：陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，Ca2+、Mg2+、Fe3+等能夠強(qiáng)化活性污泥的絮凝性能、改善污泥沉降性能, 促進(jìn)活性污泥微生物多樣性等.
活性污泥絮體主要由細(xì)菌、水、胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)等組成.研究表明EPS在活性污泥的生物絮凝中起著關(guān)鍵作用. EPS與細(xì)菌菌體表面均帶負(fù)電荷, 金屬陽(yáng)離子如Ca2+可基于DCB (divalent cation bridging)理論與EPS相互作用, 形成EPS-Ca2+-EPS聯(lián)接物, 構(gòu)成絮體骨架, 促進(jìn)活性污泥絮體形成與穩(wěn)定.
盡管有許多外源陽(yáng)離子促進(jìn)活性污泥微生物自固定化(污泥顆?；?的研究, 這些研究著眼于陽(yáng)離子投加量、反應(yīng)器工藝參數(shù)、污染物去除性能等方面, 為人們深入理解外源陽(yáng)離子強(qiáng)化/改進(jìn)活性污泥絮凝性能的機(jī)制奠定了重要的基礎(chǔ).然而, 對(duì)于金屬離子如何影響反應(yīng)器啟動(dòng)期活性污泥沉降性能, EPS產(chǎn)生量、組分變化等鮮有報(bào)道.本文在活性污泥反應(yīng)器啟動(dòng)期, 外源添加Ca2+, 分析Ca2+對(duì)活性污泥生物量、沉降性能, EPS含量與組成隨運(yùn)行時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化, 以期為外源Ca2+改進(jìn)和強(qiáng)化活性污泥絮凝性、提升污水生物處理系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術(shù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ).
廢水生物處理技術(shù)研究結(jié)論：
(1) 與對(duì)照相比, 進(jìn)水中添加150 mg·L-1外源Ca2+可以明顯促進(jìn)活性污泥生物量增加、改善污泥沉降性能.運(yùn)行約28 d, 反應(yīng)器進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期, 與對(duì)照相比, 添加Ca2+的反應(yīng)器活性污泥MLSS、MLVSS分別增加了89.6%、75.6%, SVI降低了47.9%.
(2) Ca2+促進(jìn)活性污泥微生物分泌更多的胞外多聚物, 相同工況下運(yùn)行28 d, 進(jìn)水中加入150 mg·L-1Ca2+的活性污泥EPS比對(duì)照活性污泥EPS增加34.7 mg·L-1, EPS中多糖量增加28.8%, 有利于增加細(xì)胞間粘附以及微生物絮凝.
(3) 活性污泥EPS三維熒光光譜和紅外光譜分析表明, 添加150 mg·L-1外源Ca2+改變了EPS組分, 促進(jìn)多糖及芳香族類蛋白質(zhì)的產(chǎn)生, 有利于活性污泥絮體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及改進(jìn)活性污泥沉降性能.