用于脫氮除磷的好氧顆粒污泥培養(yǎng)及微生物結(jié)構(gòu)特征研究.pdf

1、好氧顆粒污泥的成功培養(yǎng)及其易于沉降、能耐受高沖擊負(fù)荷等顯著優(yōu)點(diǎn),使其迅速成為當(dāng)前水處理領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。好氧顆粒污泥內(nèi)部可形成缺氧區(qū),使其在去除化學(xué)需氧量(COD)的同時(shí)具備高效同步脫氮除磷功能。本論文以序批式間歇反應(yīng)器(Sequencing Batch Reactor, SBR)為反應(yīng)器,利用人工模擬廢水培養(yǎng)好氧顆粒污泥,考察顆粒污泥成型過(guò)程中污染物去除效果,通過(guò)熒光原位雜交染色(FISH)技術(shù)分析好氧顆粒污泥硝化菌及聚磷菌的分布,

2、并應(yīng)用變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)研究好氧顆粒污泥微生物群落結(jié)構(gòu)及變化特征,得出以下主要結(jié)論:
　　(1)高負(fù)荷運(yùn)行條件有利于好氧顆粒污泥的形成,在3個(gè)不同運(yùn)行周期(4h,6h,12h)的反應(yīng)器中,運(yùn)行周期為4h的反應(yīng)器最早出現(xiàn)了成熟的好氧顆粒污泥。隨著進(jìn)水COD濃度增加,反應(yīng)器內(nèi)生物量迅速增加,污泥粒徑由0.01mm增加至1cm左右,污泥由接種時(shí)的橙黃色絮狀,逐漸變化為結(jié)構(gòu)密實(shí)、規(guī)則的黑色球狀或橢球狀污泥。培養(yǎng)過(guò)程中,隨著好

3、氧顆粒污泥的形成,污泥的沉降速率逐漸增加,由最初的0.3cm/s增加至10cm/s,污泥濃度在第140d后穩(wěn)定在7500mg/L左右,污泥容積指數(shù)為35mL/g。
　　(2)成熟的好氧顆粒污泥在高負(fù)荷運(yùn)行條件下,對(duì) COD、總磷、總氮及氨氮均有很好的去除效果。顆粒污泥成熟后,進(jìn)水COD、總磷、總氮及氨氮的濃度為1500mg/L、7.5mg/L、80mg/L和60mg/L,出水COD始終維持在100mg/L以下,總磷、總氮和氨氮分別

4、低于0.8mg/L、30mg/L和8mg/L,去除率分別為94.5％、89.4％,62.92％和89.4％。
　　(3)掃描電鏡觀(guān)察可發(fā)現(xiàn),成熟的顆粒污泥微生物主要由球菌、桿菌和絲狀菌等構(gòu)成,顆粒污泥內(nèi)外存在許多孔隙,可以為外部基質(zhì)向顆粒內(nèi)部傳輸以及內(nèi)部微生物生長(zhǎng)代謝產(chǎn)物向外逸出提供通道。FISH檢測(cè)結(jié)果表明,顆粒污泥中存在較多的硝化菌和聚磷菌。硝化細(xì)菌在污泥顆粒內(nèi)外表層皆有分布,而聚磷菌則主要聚集在顆粒污泥的外部和部分大孔徑的孔

5、隙處。
　　(4)利用PCR-DGGE技術(shù)分析好氧顆粒污泥顆?；^(guò)程中微生物結(jié)構(gòu)特征變化,結(jié)果表明,不同時(shí)期顆粒污泥微生物群落結(jié)構(gòu)存在差異,40d至120d時(shí)亞硝化單胞菌屬和絲狀菌大量富集,而絲狀菌在顆粒污泥解體后(140d)數(shù)量明顯減少,副球菌屬等兼性厭氧菌,在顆粒形成后(80d)大量富集。成熟顆粒污泥中優(yōu)勢(shì)微生物種群為副球菌屬(Paracoccus marcusii),膠團(tuán)桿菌(Zoogloea ramigera),紅環(huán)菌科(