超聲波促進(jìn)好氧-缺氧污泥消化過程中微生物群落結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、隨著城市污水處理量的進(jìn)一步增加，必將會產(chǎn)生更多的生活污泥，生活污泥的有效處理與處置已成為城市污水處理廠急需解決的一大難題，研究開發(fā)生活污泥處理新技術(shù)是目前國內(nèi)外環(huán)保界關(guān)注的一個熱點。本文將超聲波預(yù)處理與好氧/缺氧污泥消化工藝相結(jié)合，重點分析了污泥消化過程中微生物群落結(jié)構(gòu)、水解酶活性(淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、蛋白酶、磷酸酶)的變化趨勢，旨在為這項工藝的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　 本文首先通過PCR－DGGE方法研究了超聲波預(yù)處理

2、對好氧/缺氧污泥消化過程中微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，在反應(yīng)器運行的不同時期，微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生動態(tài)演替。5d、10d、15d、20d、25d微生物相似性與0d相比分別為61.2％、48.2％、46.4％、42.6％、41.7％，總細(xì)菌Shannon指數(shù)經(jīng)歷了一個從逐漸減少到趨于穩(wěn)定的過程，超聲波改變污泥內(nèi)部性質(zhì)，導(dǎo)致微生物多樣性的降低。UPGMA聚類分析將DGGE圖譜區(qū)分為三大族群并對應(yīng)于不同運行時期。微生物群落結(jié)構(gòu)DGGE圖

3、譜的優(yōu)勢菌種中5株菌屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)、2株菌屬于厚壁門菌屬(Firmicute)、1株菌屬于α-變形菌屬(α-Proteobacteria)、3株菌屬于β-變形菌屬(β-Proteobacteria)，它們具有脫氮除磷和反硝化的能力，在活性污泥消化過程中起著重要作用。因此，超聲波促進(jìn)了硝化與反硝化作用，超聲污泥的VSS去除率提高。
　　 其次通過研究超聲波預(yù)處理對污泥好氧/缺氧消化過程的SS、VSS及水解酶活性

4、(淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、蛋白酶、磷酸酶)的影響，同時以未經(jīng)超聲處理的消化污泥作為對照。結(jié)果顯示，引進(jìn)超聲波預(yù)處理(頻率28kHz、聲能密度為0.15kW·L-1、超聲時間10min)可以大大縮短污泥穩(wěn)定時間，提高消化效率，污泥消化13d已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，VSS去除率為44.3％，VSS去除率高出對照污泥的14.9％。超聲污泥的淀粉酶和葡萄糖苷酶活性在第5d達(dá)到峰值，此時淀粉酶活性為0.104μmol·g-1，葡萄糖苷酶活性為0.637μm

5、ol·g-1，高于對照污泥。超聲污泥中胞內(nèi)蛋白酶和胞外蛋白酶在第7d達(dá)到峰值，胞內(nèi)蛋白酶活性為23.68μmol·g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于胞外蛋白酶活性，酸性磷酸酶活性高于對照污泥，但堿性磷酸酶對環(huán)境改變較為敏感，導(dǎo)致酶活性減少，低于對照污泥。超聲波預(yù)處理直接影響生物中水解酶活性，使酶的催化作用提高，提高污泥消化效率，縮短消化時間。
　　 最后通過電子掃描電鏡觀察活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)變化，結(jié)果顯示，超聲波－好氧/缺氧污泥消化中微生物種