Ca(Ⅱ)介導(dǎo)的活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)變化對(duì)活性污泥沉降性能的影響.pdf

1、活性污泥法是目前使用最廣泛的廢水生物處理技術(shù)?；钚晕勰喑两敌阅苤苯佑绊憦U水處理構(gòu)筑物內(nèi)是否持有穩(wěn)定數(shù)量的微生物聚集體。在廢水處理系統(tǒng)進(jìn)水中添加適量Ca+，已成為改善活性污泥沉降性能的一種簡(jiǎn)單有效的方法。論文針對(duì)Ca2+改善活性污泥沉降性能的機(jī)理不清晰從而制約該工藝推廣應(yīng)用的問題，從反應(yīng)器運(yùn)行性能、活性污泥沉降性能以及微生物種群結(jié)構(gòu)等角度出發(fā)，以變性梯度凝膠電泳(DenaturingGradient Gel Electrophoresis

2、，DGGE)、Illunima高通量測(cè)序、實(shí)時(shí)熒光定量核酸擴(kuò)增檢測(cè)系統(tǒng)(Real-time Quantitative PCR Detecting System，Q-PCR)等技術(shù)手段，開展了外源Ca2+對(duì)反應(yīng)器中活性污泥微生物群落演替、污泥中重要功能菌群解析的研究，得出以下研究結(jié)論:
　　1、以南京江心洲城市污水處理廠活性污泥（以下簡(jiǎn)稱江心洲污泥）以及無錫蘆村污水處理廠活性污泥（以下簡(jiǎn)稱蘆村污泥）為接種污泥，在進(jìn)水中添加0-200

3、 mg/LCa2+，污水處理反應(yīng)器運(yùn)行20 d達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行階段。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水中添加150 mg/LCa2+顯著提高了污水生物處理系統(tǒng)中污泥的沉降性能以及污染物去除性能:接種江心洲污泥的反應(yīng)器SVI從45 g/mL降至35 g/mL以下，總氮(Total nitrogen，TN)、氨態(tài)氮(Ammonia nitrogen，NH+4-N)、總磷(Total phosphorus，TP)以及COD的去除率分別達(dá)到70.7％、89.2％、71

4、.0％和95.5％;接種蘆村污泥的反應(yīng)器SVI從45 g/mL降至40 g/mL，COD去除率達(dá)到96.8％。
　　2、在外源Ca2+的影響下，分別接種江心洲污泥和蘆村污泥的2組模擬SBR中的活性污泥菌群結(jié)構(gòu)均發(fā)生了明顯演替，活性污泥中Clostridium，F(xiàn)lavobacteria和Rhodobacteraceae等能大量分泌胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)的菌在0-1

5、50 mg/L內(nèi)隨著Ca2+濃度升高逐漸富集。接種蘆村污泥的序批式活性污泥反應(yīng)器(Sequencing Batch Reactor，SBR)中還檢測(cè)出能大量分泌EPS的細(xì)菌Acinetobacter以及在好氧活性污泥顆粒形成及穩(wěn)定中起到重要作用的細(xì)菌Devosia以及Zoogloea，其相對(duì)豐度隨著進(jìn)水中Ca2+濃度增加而升高。
　　3、接種蘆村污泥的SBR，當(dāng)進(jìn)水Ca2+濃度為200 mg/L時(shí)，活性污泥微生物種群多樣性指數(shù)Sh

6、annon和Chao1顯著下降到3.12和1074;檢測(cè)到Bacillus和Pseudomonas等具有很強(qiáng)蛋白質(zhì)水解活性的細(xì)菌大量富集?？赡苡捎谠擃惥置诘牡鞍踪|(zhì)水解酶，破壞了EPS與Ca2+的結(jié)合，導(dǎo)致活性污泥微生物種群多樣性下降。
　　4、通過Q-PCR技術(shù)研究了外源Ca2+對(duì)活性污泥脫氮功能基因的影響，在進(jìn)水中添加0-150 mg/L Ca2+，napA、nirK以及nosZ的拷貝數(shù)隨著進(jìn)水中Ca2+濃度的升高上升到2.4

7、5×106 Copies/mL、2.32×106 Copies/mL和8.00×104 Copies/mL。當(dāng)進(jìn)水中Ca2+濃度為150 mg/L時(shí)，活性污泥中脫氮功能菌大量富集，污水處理系統(tǒng)的NH+4-N以及TN的去除率分別達(dá)到最高值，91.1％和68.6％。
　　5、外源Ca2+導(dǎo)致污水處理反應(yīng)器中微生物群落發(fā)生明顯變化，隨著進(jìn)水中Ca2+的增加(150 mg/L)，能大量產(chǎn)生EPS的細(xì)菌在反應(yīng)器中富集，促進(jìn)了EPS與Ca2+