兩相一體式污泥濃縮消化反應器微生物種群變化與處理效能研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)的污泥厭氧處理工藝存在的負荷低、消化時間長、投資費用高等問題，開發(fā)新的高效、低耗的污泥厭氧工藝非常迫切。本研究設計的兩相一體式濃縮消化反應器(TISTD)是一種著重于工藝變革而并非著重于反應器結構的改造的一項生物處理新工藝，具有良好的污泥濃縮消化功能。為考察反應器在不同負荷下的運行效能以及找出反應器運行的最佳負荷條件，對反應器穩(wěn)定運行期間各項指標進行檢測，結果表明其濃縮、消化效果優(yōu)于普通濃縮池、消化池，且最佳投配率為30％；為了

2、解反應器在最佳投配率下運行時期微生物作用機理及維持反應器穩(wěn)定運行的功能細菌，通過傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法及16S rDNA序列分析方法研究了TISTD反應器在中溫穩(wěn)定運行條件下的優(yōu)勢菌株；此外，由于投配率的變化引起產(chǎn)氣量等指標的變化，主要是由于反應器內部菌群結構發(fā)生了變化所導致。本實驗分別在反應器的啟動期、投配率10％、20％、30％和反應器崩潰期取樣，提取污泥總DNA，使用PCR-TGGE指紋圖譜技術研究分析了反應器各個階段的群落結構和生態(tài)

3、變化，揭示反應器負荷與細菌群落結構之間的動態(tài)聯(lián)系。
　　 TISTD反應器有效容積110L，設計投配率30％，在中溫下采用接種污泥培養(yǎng)法，以10％的投配率啟動。以pH值、堿度、VFA、產(chǎn)氣量等項目作為監(jiān)測指標，分別考察投配率在20％、30％、40％和50％及反應器啟動運行時期的運行效能，重點考察了20％和30％投配率下污泥的處理效果。結果表明TISTD反應器在中溫條件(33-37℃)下，投配率為30％的時候，污泥有機物分解率可達

4、到65.09％，排泥含水率達到92.09％，實際產(chǎn)氣量達到最高，污泥消化與濃縮狀況良好。
　　 在反應器投配率30％穩(wěn)定運行階段，外反應器中污泥顯微鏡觀察結果顯示有各種形態(tài)的變形蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲等；內反應器污泥電鏡掃描照片顯示包括各種絲狀菌、桿狀菌、球狀菌以及體積較大的菌膠團。經(jīng)過厭氧分離培養(yǎng)和菌落計數(shù)，獲得的優(yōu)勢菌株用16S rDNA序列分析及系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn)包括芽孢桿菌和產(chǎn)甲烷細菌等，可能是系統(tǒng)內的功能菌株。
　　

5、 TGGE圖譜出現(xiàn)的條帶數(shù)量繁多，不同負荷的樣品的條帶出現(xiàn)明顯的變化。表明反應器系統(tǒng)中含有大量的微生物，多樣性分布程度較高，保證了反應器的穩(wěn)定運行，有很強的耐負荷沖擊能力；反應器處于不同負荷時，圖譜中的典型條帶呈現(xiàn)明顯的差異，揭示了系統(tǒng)中群落結構隨反應器負荷的改變而出現(xiàn)相應的動態(tài)變化。Quantity One軟件定量分析各個時期樣品的相似度不高，表明反應器不同負荷下內部菌群結構變化較大。典型條帶分析結果顯示，大部分顯著性條帶親緣關系較近