低选择压条件下,主要是分散微生物的生长,这将产生膨胀型污泥。当这些微生物不附着在固体支撑颗粒上生长时,形成沉降性能很差的松散丝状缠绕结构。液体上升流速在2.5~3.0m/d之间内,有利于UASB反应器内污泥的颗粒化。可降解的有机物为微生物提供充足的碳源和能源,是微生物增长的物质基础。在微生物关键性的形成阶段,应尽量避免进水的有机负荷率剧烈变化。
实验研究表明,由絮状污泥作为种泥的初次启动时,有机负荷率在0.2~0.4 kgCOD/(kgVSS•d)和污泥负荷率在0.1~0.25kgCOD/(kgVSS•d)时,有利于颗粒污泥的形成。在污泥颗粒化过程中进水碱度可以适当偏高(但不能使反应器体系的pH>8.2,这主要是因为此时产甲1烷菌会受到严重抑制)以加速污泥的颗粒化,使反应器快速启动;而在颗粒化过程基本结束时,进水碱度应适当偏低以提高颗粒污泥的产甲1烷活性
颗粒污泥形成的快慢很大程度上决定于接种污泥的数量和性质[1]。根据Lettinga的经验,中温型UASB反应器的污泥接种量需稠密型污泥12~15kgVSS/m3或稀薄型污泥6kgVSS/m。高温型UASB反应器佳接种量在6~15kgVSS/m3。过低的接种污泥量会造成初始的污泥负荷过高,污泥量的迅速增长会使反应器内各种群数量不平衡,降低运行的稳定性,一旦控制不当便会造成反应器的酸化。
粒径2.5mm左右成熟的厌氧颗粒污泥中紧密粘附的胞外聚合物(tightlybound-extracellular polymeric substances, TB-EPS)和松散附着的EPS(loosely bound-EPS,LB-EPS)分别是30.2mg total organic carbon(TOC)·g suspended solids (SS)~(-1)和15.2mgTOC·g SS~(-1),是接种污泥的1.9倍和2.6倍。研究结果表明厌氧颗粒污泥规模化培养机理是微生物代谢产物EPS的内因和选择压的外因共同作用,EPS中的TB-EPS影响颗粒的大小,LB-EPS影响颗粒的粘结能力和结构强度。