【摘要】： 本研究將傳統(tǒng)污水污泥監(jiān)測(cè)手段與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)、實(shí)時(shí)定量PCR和熒光原位雜交(FISH)等分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合,重點(diǎn)以膜生物反應(yīng)器(MBR)和顆粒污泥序批式反應(yīng)器(GSBR)內(nèi)污泥微生物為主要研究對(duì)象,系統(tǒng)地對(duì)其污染物去除特征、整體微生物群落結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律、氨氧化菌群的演變規(guī)律與定量分析及顆粒污泥中幾種重要功能菌群空間分布規(guī)律等方面進(jìn)行了較為深入的研究,具體成果如下: 1)在MBR啟動(dòng)初期,污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)變化較大;試驗(yàn)過(guò)程中,Pseudomonas和Aeromonas hydrophila等種群保持著較為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)地位,接種污泥中的Bacillus sp等逐漸消亡,而Enterococcus faecalis、Comamonas sp、Fusobacterium sp等次級(jí)種群得到強(qiáng)化。在運(yùn)行后期演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)地位的菌群(如Comamonas sp)加劇了膜污染物的產(chǎn)生和積累;膜污染物中EPS濃度約是反應(yīng)器污泥中的4倍,主要由分子量在12000以上的大分子物質(zhì)組成,多糖和蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)是主要的膜污染物; 2) MBR運(yùn)行期間氨氧化菌(AOB)群落結(jié)構(gòu)的演替過(guò)程較為緩慢, Comamonas sp、Uncultured Nitrosomonas sp、Uncultured Nitrosospira sp和Uncultured beta Proteobacterium clone nsc162等種群一直保持著較為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)地位;實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果表明,氨氧化菌含量在經(jīng)過(guò)馴化期后顯著增長(zhǎng)。但污泥的氨氧化活性隨著污泥濃度的增長(zhǎng)而降低; 3)GSBR中污泥沉降性能的改善要先于顆粒污泥的形成,而污泥粒徑的演變對(duì)其沉降性能影響較小。在顆粒形成初期絲狀菌和桿狀菌起到了搭建骨架和支撐結(jié)構(gòu)的作用,而在后期大粒徑污泥中主要以球狀菌的填充和聚集為主。顆粒污泥形成過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)演變較為平緩;顆粒污泥中絕大多數(shù)種群分布于Proteobacteria綱,其中聚磷菌(PAO)所占優(yōu)勢(shì)地位較明顯,硝化螺旋菌屬和具有好氧反硝化功能的Thauera逐漸演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)種群,擬桿菌綱在前期占有優(yōu)勢(shì)地位,而在后期逐漸消亡; 4)GSBR中污泥接種馴化期,氨氧化菌群結(jié)構(gòu)的變化較為劇烈,種群多樣性迅速下降;但隨著污泥沉降的改善而趨于穩(wěn)定。在顆粒污泥形成過(guò)程中大多數(shù)亞硝化單胞菌屬被保留在系統(tǒng)內(nèi),而亞硝化螺菌屬逐漸被淘汰。在經(jīng)歷了運(yùn)行初期的淘洗后,AOB含量隨著污泥濃度的提高而逐漸增長(zhǎng);但污泥的氨氧化活性隨著污泥濃度的增長(zhǎng)而降低; 5)在粒徑小于0.6mm的顆粒污泥中,氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化菌(NOB)和聚磷菌較均勻地分布于整個(gè)污泥空間;而在粒徑大于0.9mm的顆粒污泥中AOB和NOB、PAO通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)分別存在于顆粒的外層和次外層,而其核心區(qū)域?yàn)榉聪趸纳L(zhǎng)創(chuàng)造了適宜的環(huán)境。
【圖文】：

怪旅�、硟蓴抽嗆褐櫌裤^寤鞲漢贍芰η康暮醚蹩帕Ｎ勰?圖1.1)。Xavier等提出了SBR反應(yīng)器中好氧顆粒的多尺度模型[36]，該模型考慮了 4類(lèi)微生物在顆粒污泥中的二維空間分布：異養(yǎng)微生物、氨氧化菌、亞硝酸氧化菌和聚磷菌。圖 1.1 好氧顆粒污泥形成過(guò)程1.3.3 好氧顆粒污泥的生物學(xué)特性成熟的好氧顆粒污泥表面光滑，外觀為球形或橢球形，顆粒之間有明顯的分界。在不同試驗(yàn)條件下培養(yǎng)獲得的顆粒污泥的粒徑差別較大，，一般在 0. 5-1.5mm，縱橫比一般大于 0.6，形狀系數(shù)穩(wěn)定在 0.45[32]。好氧顆粒污泥的沉降速度與其大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般在 30～70m/h，約為傳統(tǒng)活性污泥(8-10m/h) 的 3 倍[37]。當(dāng)好氧顆粒較小時(shí)，其沉降性能、密度和強(qiáng)度都會(huì)隨著粒徑變大而增加；但當(dāng)粒徑大于 4.0mm時(shí)

第二章 MBR 中微生物群落結(jié)構(gòu)的演變與分析流程見(jiàn)圖2.1所示，采用膜天集團(tuán)FP-T型PVDF中空纖維膜組件，內(nèi)徑為0.65mm、外徑為 1.0mm，過(guò)濾孔徑為 0.22μm，膜面積為 1 3�，试验温度寿Z瘴衷

本文編號(hào)：2633932