用于脫氮除磷的好氧顆粒污泥培養(yǎng)及微生物結構特征研究.pdf

1、好氧顆粒污泥的成功培養(yǎng)及其易于沉降、能耐受高沖擊負荷等顯著優(yōu)點,使其迅速成為當前水處理領域的一個研究熱點。好氧顆粒污泥內部可形成缺氧區(qū),使其在去除化學需氧量(COD)的同時具備高效同步脫氮除磷功能。本論文以序批式間歇反應器(Sequencing Batch Reactor, SBR)為反應器,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程中污染物去除效果,通過熒光原位雜交染色(FISH)技術分析好氧顆粒污泥硝化菌及聚磷菌的分布,

2、并應用變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術研究好氧顆粒污泥微生物群落結構及變化特征,得出以下主要結論:
　　(1)高負荷運行條件有利于好氧顆粒污泥的形成,在3個不同運行周期(4h,6h,12h)的反應器中,運行周期為4h的反應器最早出現(xiàn)了成熟的好氧顆粒污泥。隨著進水COD濃度增加,反應器內生物量迅速增加,污泥粒徑由0.01mm增加至1cm左右,污泥由接種時的橙黃色絮狀,逐漸變化為結構密實、規(guī)則的黑色球狀或橢球狀污泥。培養(yǎng)過程中,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荷運行條件下,對 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、桿菌和絲狀菌等構成,顆粒污泥內外存在許多孔隙,可以為外部基質向顆粒內部傳輸以及內部微生物生長代謝產物向外逸出提供通道。FISH檢測結果表明,顆粒污泥中存在較多的硝化菌和聚磷菌。硝化細菌在污泥顆粒內外表層皆有分布,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技術分析好氧顆粒污泥顆?；^程中微生物結構特征變化,結果表明,不同時期顆粒污泥微生物群落結構存在差異,40d至120d時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)勢微生物種群為副球菌屬(Paracoccus marcusii),膠團桿菌(Zoogloea ramigera),紅環(huán)菌科(