強化淹沒式生物膜活性污泥復(fù)合工藝中硝化菌群特性研究.pdf

1、生物脫氮法是現(xiàn)代城市污水處理中普遍采用的一種方法，其中由硝化細菌完成的硝化反應(yīng)是將氨氮從污水中去除最為關(guān)鍵的一步。自然狀況下的化能無機自養(yǎng)硝化細菌具有生長速率低、生物量小和對環(huán)境因子敏感等生理特點，使得污水處理廠的脫氮效果很不穩(wěn)定。結(jié)合生物強化技術(shù)研究污水處理系統(tǒng)中硝化細菌的數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)和多樣性既可以有效地指示系統(tǒng)中硝化作用的狀況，提高系統(tǒng)脫氮性能，又能夠為優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)群落功能和發(fā)現(xiàn)新的重要微生物功能類群提供可靠的依據(jù)。本課題主

2、要進行了以下幾方面的研究工作：
　　從布吉河水質(zhì)凈化廠EHYBFAS工藝(Enhanced Hybrid Submerged Biofilm Activatid Sludge Process)好氧池獲取活性污泥樣品進行土著硝化細菌的富集培養(yǎng)。經(jīng)過5個周期富集，氨氧化細菌(AOB)數(shù)量達到1.5×107MPN/mL，比富集前(2.5×103MPN/mL)提高了6000倍，NH4+-N去除率達到70％，同時NO2--N含量也由0提高到

3、160mg/L。將富集得到的土著硝化菌群與具有良好亞硝氮去除效果的市售硝化菌劑A進行復(fù)配，構(gòu)建出高效降解氨氮及亞硝氮的硝化菌群，高效硝化菌群培養(yǎng)1d氨氮去除率可達62.8%，亞硝氮去除率可達96.1%。并通過單因素實驗得到高效硝化菌群較佳的氨氮去除效果的氨氮底物濃度范圍為126.75~323.75mg/L，C/N為2~15，pH值為7.0~8.5，搖床轉(zhuǎn)速為100~150r/min(相當(dāng)于DO1.5~2.5)，溫度20~35℃。

4、　　對EHYBFAS工藝實際污水處理系統(tǒng)及小試模型進行脫氮性能調(diào)查，結(jié)果顯示實際污水處理系統(tǒng)脫氮效果不佳，出水氨氮長期在20mg/L以上，小試投菌前出水氨氮濃度在25mg/L以上，投加高效硝化菌群1個月后，出水氨氮顯著下降，達到8mg/L以下。采用MPN-Griess法對各污水處理系統(tǒng)中的硝化細菌及異養(yǎng)菌進行計數(shù)，結(jié)果顯示EHYBFAS工藝實際污水處理系統(tǒng)及小試投菌前AOB數(shù)量占總菌比例低于1‰，NOB占總菌比例低于萬分之一，投菌后1個

5、月，小試模型膜樣中AOB數(shù)量占總菌比例最高達到3.02%，NOB數(shù)量占總菌比例最高達到1.08%，可見硝化細菌占總菌比例的多少與系統(tǒng)脫氮性能密切相關(guān)。
　　為了進一步探討投菌前后小試模型的脫氮性能與硝化細菌的關(guān)系，利用PCR-DGGE技術(shù)對投菌前后小試模型中AOB的種群結(jié)構(gòu)進行解析。實驗結(jié)果表明，高效硝化菌群的優(yōu)勢AOB共有5種，分別為A1、A3、A4、A8和A9。其中A3、A4和A8與已知亞硝化單胞菌序列相似度為98%，結(jié)合測序

6、及系統(tǒng)發(fā)育分析，A1可能為類亞硝化單胞菌。投菌前后系統(tǒng)中AOB群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，各樣品中的AOB群落組成相似度都較高，都大于78.75%，優(yōu)勢種屬基本一致，都為亞硝化單胞菌，初步判斷增強系統(tǒng)脫氮性能的菌屬有A1和A8兩個菌屬，分別與Uncultured bacterium(EF645139)和Uncultured Nitrosomonas sp.(EU426932)相似性為97%和98%。硝化細菌的數(shù)量及所占總菌比例相對于AOB群落結(jié)構(gòu)