好氧污泥強(qiáng)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(shí)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(yùn)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粒化進(jìn)程，并進(jìn)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(jìn)行了分析。研究結(jié)果如下：
　　（1）在SBR反應(yīng)器運(yùn)行的10~16天投加硫酸鋁強(qiáng)化造?？梢约铀俸醚跷勰嗟念w粒化進(jìn)程，并且強(qiáng)化造粒形成的顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(qiáng)化造粒過程是一個物化-生化的耦合過程。
　　（3）通過DGGE技術(shù)分析了強(qiáng)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(yīng)的測序結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)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。
　?。?）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(qiáng)化方式再形成的顆粒污泥比自然修復(fù)形成的顆粒污泥具有更加良好的污泥特性和更高的細(xì)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(yīng)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(qiáng)化方式再形成的顆粒污泥中微生物多樣性更加豐