貧營(yíng)養(yǎng)條件下MBR、IAMBR脫氮效果與微生物群落結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、就膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor,MBR)脫氮效果而言,傳統(tǒng)的連續(xù)曝氣方式在基本實(shí)現(xiàn)完全硝化的同時(shí)反硝化作用受限,而改進(jìn)型的間歇曝氣式膜生物反應(yīng)器(intermittent aeration membrane bioreactor,IAMBR)反硝化效果更好。無(wú)論是傳統(tǒng)型還是改進(jìn)型的膜生物反應(yīng)器,在運(yùn)行中隨著污泥濃度的升高有機(jī)負(fù)荷下降,微生物容易處于營(yíng)養(yǎng)相對(duì)貧乏的狀態(tài),本研究的目的就是探索貧營(yíng)養(yǎng)條件下,傳統(tǒng)型與改進(jìn)

2、型膜生物反應(yīng)器的脫氮效果及微生物群落結(jié)構(gòu)變化。
　　將無(wú)碳源進(jìn)水定義為本研究的貧營(yíng)養(yǎng)條件,以連續(xù)曝氣式MBR和間歇曝氣式IAMBR進(jìn)行對(duì)比運(yùn)行試驗(yàn)。MBR和IAMBR對(duì)氨氮的平均去除率分別為76％和81%。貧營(yíng)養(yǎng)周期內(nèi)總氮去除率驟降,由于硝酸鹽氮的積累和內(nèi)源呼吸解體造成的氮素釋放,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)MBR出水總氮高出進(jìn)水13.46mg/L,IAMBR高出進(jìn)水3.84mg/L。貧營(yíng)養(yǎng)對(duì)于MBR污泥濃度的不良影響更大也更易使其發(fā)生污泥膨脹。研

3、究表明,間隙曝氣式IAMBR的脫氮效果相對(duì)更好,其活性污泥的抗沖擊能力較MBR也更強(qiáng)。
　　為了深入了解貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境對(duì)于間歇曝氣式膜反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的影響,本研究運(yùn)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)及其相關(guān)分子生物學(xué)技術(shù)考察污泥的微生物群落。發(fā)現(xiàn)IAMBR污泥中的總細(xì)菌多樣性特征、相似

4、性特征和族群歸屬特征均具有高度的協(xié)同性。氨氧化菌作為總細(xì)菌中的優(yōu)勢(shì)微生物,其群落結(jié)構(gòu)略顯單一,相似性保持較好。反硝化菌多樣性指數(shù)普遍偏低,DGGE圖譜的條帶信號(hào)微弱,其菌群相似性變化幅度大、變化頻率高,表明反硝化菌對(duì)于碳源的突然不足特別敏感。聚類(lèi)分析表明總細(xì)菌和氨氧化菌群隨著貧營(yíng)養(yǎng)時(shí)間的推移在末期演替劇烈,而反硝化菌的群落結(jié)構(gòu)從初期開(kāi)始就處在不斷的波動(dòng)調(diào)整中。切膠測(cè)序結(jié)果顯示,IAMBR系統(tǒng)中的總細(xì)菌條帶大部分為未培養(yǎng)菌種,其中亞硝化螺