微生物的生長速率
一般顆粒污泥的培養(yǎng)都采用選擇壓法，如在好氧顆粒污泥的培養(yǎng)中采用較短的沉淀時間，HRT等，這造成反應器中污泥的大量流失，而高有機負荷可以加速微生物的生長，從而彌補污泥的大量流失，這種培養(yǎng)方法雖然有利于好氧顆粒污泥的快速形成，但是生長速率過快也是導致顆粒污泥穩(wěn)定性差的重要原因。篩選出具有較慢生長速率的微生物來培養(yǎng)顆粒污泥不僅對加快污泥的顆粒化進程有一定的作用，而且對維持顆粒污泥的穩(wěn)定性具有重要的影響。與生長速率較快的文生物形成的顆粒污泥相比，生長緩慢的微生物形成的顆粒污泥其污泥比重，SVI，細胞疏水性都較強，擁有良好的結(jié)構和沉降性能，穩(wěn)定性能也非常好。有研究發(fā)現(xiàn)生長速率較慢的微生物其細胞表面的負電荷較生長速率快的微生物低，表面疏水性高，這種特性使得微生物之間聚集的斥力減小，使得細胞易于聚集在一起，這都有利于促進顆粒污泥的形成及顆粒結(jié)構的穩(wěn)定性。Tijhuis等層指出在生物膜系統(tǒng)中，較快的微生物生長速率會導致生物膜的結(jié)構不穩(wěn)定。
在好氧顆粒污泥工藝中欲降低微生物的生長速率，可篩選那些具有吸收外部的有機物并將其轉(zhuǎn)化為包內(nèi)聚合物，然后在外部基質(zhì)的的匱乏期利用這些胞內(nèi)聚合物來生長的微生物，因為利用胞內(nèi)聚合物進行生長時，微生物的生長速率較慢，如聚磷菌和聚糖菌便具有這一特性。一般可采用厭氧-好氧的運行方式來培養(yǎng)富集聚磷菌或聚糖菌。有研究發(fā)現(xiàn)在氣升式序批反應器采用底物豐富一第五匱乏交替方式循環(huán)運行，這種厭氧底物供給/好氧貯存物利用有助于培養(yǎng)PAOs和GAOs這類生長速率較慢的微生物，從而提高好氧顆粒污泥在較低溶解氧濃度下的穩(wěn)定性，而且還能提高工藝對C,N,P的去除效率。另外Liu等報道，生長速率較慢的微生物形成的顆粒污泥生長速率較慢，粒徑相對較小，單顆粒結(jié)構密實，穩(wěn)定性好。綜合好氧顆粒污泥形成與穩(wěn)定性維持的特點可知好氧顆粒污泥在形成期與菌種關系不大，不同條件可以培養(yǎng)出結(jié)構性質(zhì)完全不同的好氧顆粒污泥，成熟顆粒形成后影響其穩(wěn)定性的因素很多，但是要保持其長期穩(wěn)定性，就必須采取強化選擇壓的方法來促使顆粒組成微生物菌群有快速生長的文生物菌群想緩慢生長的微生物菌群過度，具體通過選擇性的供給基質(zhì)，增長污泥齡，選擇性排泥的方法來實現(xiàn)成熟顆粒的種群結(jié)構更替。而且也有研究表明，顆粒在地生長速率下對水力剪切力有更強的抵抗作用，顆粒強度的增大對于維持顆粒整體的穩(wěn)定性也其到了重要作用。另外通過降低反應器內(nèi)的溶解氧濃度或有機負荷等也可降低體系中微生物的生長速度，使得形成顆粒污泥的沉降性能和穩(wěn)定性都得到了改善。
另外對大量的研究中的顆粒污泥邢臺結(jié)構進行觀察發(fā)現(xiàn)，由生長速率慢的微生物形成的顆粒污泥呈花椰菜狀，即大的顆粒污泥是由效的微生物群簇組成的，這可能是因為這些微生物的生長速率較慢，他們需要以此結(jié)構存在來獲得較多的營養(yǎng)物質(zhì)，因為此結(jié)構下的顆粒污泥中存在較多的空隙，有利于顆粒內(nèi)外物質(zhì)的傳遞及顆粒結(jié)構的穩(wěn)定。