分析污水生物處理工藝低溫下微生物種群結(jié)構(gòu)

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相較于污水的物化處理方法，活性污泥以其成本低、效果好等優(yōu)勢(shì)在污水處理領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用和推廣。在活性污泥當(dāng)中，主要功能種群起到了至關(guān)重要的作用。雖然通過(guò)研究，人們已經(jīng)能夠確定這些主要功能種群，以及種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量與污染物實(shí)際去除水平之間存在的關(guān)系，但由于污水處理會(huì)受到很多因素的影響，特別是在溫度發(fā)生變化時(shí)，種群將產(chǎn)生很大變化，對(duì)最終的處理效果造成影響。因此有必要研究低溫條件下活性污泥微生物種群可能產(chǎn)生的變化。

一、材料和方法

(一)處理工藝

圖1 CASS污水處理工藝流程

(二)樣本采集和水質(zhì)檢測(cè)

二、結(jié)果和分析

(一)低溫條件下各工藝污水處理水平

以上四項(xiàng)工藝都能有效去除污水當(dāng)中的COD和氨氮，兩者的平均去除率分別為86.3%和95.7%。其中，A、C、D三種工藝基本沒有生物除磷功能；而B工藝具有較高的生物除磷效率。在TN的去除方面，始終工藝的實(shí)際去除率都和消化液回流比存在關(guān)聯(lián)，即隨著回流比的不斷升高，去除率顯著增大。根據(jù)污泥體積指數(shù)可知，A、B、D三種工藝對(duì)應(yīng)的SVI值都能達(dá)到膨脹標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明這三種工藝在溫度較低的條件下運(yùn)行時(shí)，都處在膨脹期，對(duì)系統(tǒng)出水的水質(zhì)沒有太大影響。

(二)微生物群落結(jié)構(gòu)

群落結(jié)構(gòu)對(duì)活性污泥而言是核心所在，使微生物群落結(jié)構(gòu)保持良好是使生物處理有效抵抗外界環(huán)境變化的基礎(chǔ)。雖然以上四種處理工藝的工藝流程有所不同，系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)狀況也不同，但實(shí)際的處理效果均良好。對(duì)于B工藝與D工藝，與A工藝和C工藝相比，其種群的均勻度相對(duì)較低。在低溫條件中，放線、變形和擬桿三種菌門是以上四種處理工藝方法優(yōu)勢(shì)菌門，其中，放線菌門的相對(duì)豐度占比在20.3%-37.6%范圍內(nèi)，平均值為28.6%；變形菌門的相對(duì)豐度占比在5.5%-27.3%范圍內(nèi)，平均值為16.3%；擬桿菌門的相對(duì)豐度占比在7.3%-27.3%范圍內(nèi)，平均值為17.4%。對(duì)于變形和擬桿兩種菌門，它是活性污泥充分發(fā)揮自身脫氮除磷作用的重要居菌門，在處理工藝當(dāng)中其平均占比小于現(xiàn)有研究結(jié)果，這可能和水溫等因素有關(guān)。另外，放線菌門實(shí)際占比比處于常規(guī)活性污泥時(shí)較高，其主要原因?yàn)樵诜啪€菌門當(dāng)中存在很多和污泥膨脹保持一定關(guān)聯(lián)性的菌屬，這和以上四種工藝在低溫條件下都處在膨脹期的實(shí)際情況完全吻合[3]。

三、結(jié)論

(1)當(dāng)運(yùn)行狀況良好時(shí)，四種處理工藝種群豐富度均良好，和在常溫條件下相比，在低溫條件下時(shí)，放線菌門所占據(jù)的地位有所提升。

(2)溫度較低時(shí)，硝化種屬豐度會(huì)受到影響，使硝化速率減慢；而對(duì)于反硝化種屬，因種群的分布比較廣泛，而且還具有很高的多樣性，結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，所以即便在溫度較低的情況下，其整體豐度也沒有產(chǎn)生太大的變化，不同工藝對(duì)應(yīng)的總氮去除率主要和工藝參數(shù)有關(guān)，如回流比。

(3)在低溫條件下，四種工藝都發(fā)生了一定程度的污泥膨脹。