好氧污泥強化造粒過程中不同元素的空間分布規(guī)律及微生物群落演替特征.pdf

1、好氧顆粒污泥以其良好的沉降性能、密實的結(jié)構(gòu)、較高的生物量和對有害物質(zhì)的吸附能力受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。但是，啟動時間長和運行穩(wěn)定性差是好氧顆粒污泥技術(shù)目前面臨的主要問題。本研究通過在好氧污泥顆?；跗冢?0~16天）投加硫酸鋁的方式來加速好氧污泥的顆?；M程，并進一步通過在解體的好氧顆粒污泥中短期投加硫酸鋁（91~93天）來加速解體好氧顆粒污泥的再形成。采用X熒光光譜儀測定元素含量，掃描電鏡和能量彌散X射線光譜儀聯(lián)用的方法測定元素

2、的空間分布，并使用變性梯度凝膠電泳（DGGE）技術(shù)對期間微生物的群落演替特征進行了分析。研究結(jié)果如下：
　　（1）在SBR反應器運行的10~16天投加硫酸鋁強化造?？梢约铀俸醚跷勰嗟念w粒化進程，并且強化造粒形成的顆粒污泥機械強度高、生物量高、沉降性好、平均粒徑大。同時，硫酸鋁的投加并未對COD、TN和NH4+的去除率造成明顯影響，但在一定程度上可以提高TP的去除率。
　?。?）在強化造粒形成的顆粒污泥中，其Al元素含量從16

3、天的45.69±0.55％逐漸下降至43天的1.09±0.39%，總體呈一個近似線性下降的趨勢，而自然形成的顆粒中Al元素含量始終低于0.02%。與此同時，顆粒中P和S元素的含量分別由7.21±0.047%和32.11±0.23%逐漸回升至13.64±0.071%和47.82±0.21%。在成熟后的顆粒中，Al元素和P元素主要以沉淀物的形式分布在污泥顆粒的核心。這說明混凝劑投加期間微生物之間的聚集方式以物化絮凝為主，混凝劑投加停止后微生

4、物的自絮凝逐漸替代了混凝劑的無機絮凝，成為微生物聚集的主要手段。這樣的結(jié)果證明了Al3+強化造粒過程是一個物化-生化的耦合過程。
　?。?）通過DGGE技術(shù)分析了強化造粒期間污泥內(nèi)微生物的群落演替特征。對DGGE圖譜和相應的測序結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，強化造粒形成的顆粒污泥和自然形成的顆粒污泥之間微生物群落結(jié)構(gòu)并無明顯差異，這說明硫酸鋁的投加未對顆粒污泥內(nèi)微生物的種群結(jié)構(gòu)造成明顯影響。其中，顆粒污泥內(nèi)的優(yōu)勢菌群主要分布于變形菌門（Prot

5、eobacteria），假單胞菌（Pseudomonas）是其中的主要菌屬。
　　（4）在成熟的好氧顆粒污泥解體后，向其中短期投加硫酸鋁可以有效加速顆粒污泥的再形成，并且通過強化方式再形成的顆粒污泥比自然修復形成的顆粒污泥具有更加良好的污泥特性和更高的細菌總數(shù)。同時，硫酸鋁的投加在一定程度上改變了污泥中微生物的EPS組分。對DGGE圖譜和相應的測序結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，加藥結(jié)束后的第7天，通過強化方式再形成的顆粒污泥中微生物多樣性更加豐