MBR和常规污水处理工艺中除磷菌种群结构研究

【摘要】：磷的去除已经成为城市污水处理厂最重要的指标之一。污水处理系统中除磷菌——聚磷菌对系统除磷起着关键的作用,各种系统中聚磷菌种群落结构的不同导致除磷效率各异。在常规污水生物处理系统中,由于脱氮和除磷之间存在难以调和的矛盾,磷的去除率一般较低。膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)是近年来发展起来并广泛应用的一种污水处理工艺。结合工艺实际运行,研究和分析MBR系统和常规污水处理系统中除磷菌种群结构对优化工艺运行参数具有重要意义。 利用PCR-DGGE分子生物学技术对A/O型常规污水处理系统、传统活性污泥好氧处理系统、一体式MBR系统和A/O型MBR系统中总细菌(Total bacteria)群落结构进行了研究。通过对总细菌DGGE图谱中亮度较大的条带切胶回收DNA并进行克隆测序结果表明,气单胞菌属(Aeromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)等细菌占据优势地位。在常规污水处理系统中,多种气单胞菌由于世代周期短,对营养的要求不高而占据明显的优势地位。在MBR系统中,世代周期长的假单胞菌和芽孢杆菌为优势菌属。假单胞菌具有好氧反硝化和反硝化聚磷的功能,在处理较高浓度氨氮废水的MBR系统中占据明显优势地位,对该系统的脱氮除磷起到非常重要的作用。该类细菌的大量生长和系统较高的脱氮和除磷效率说明在MBR工艺中脱氮和除磷的矛盾可以在很大程度上得到解决。 对上述四种污水处理系统中放线菌( Actinobacteria )、酸杆菌(Acidobacterium)、α-变形杆菌(α-proteobacteria)、β-变形杆菌(β-proteobacteria)等除磷菌优势菌群种群结构进行了研究。各系统中除磷菌种类都较多,而一体式MBR系统中除磷菌种群多样性最为丰富。由于进水中氨氮含量较高,一类具有反硝化聚磷功能的除磷菌在一体式MBR系统中得到培养和驯化,但其他系统中并没有这类细菌大量生长。四种系统中酸杆菌和β-变形杆菌种群结构多样性差别较大。这两类细菌种群多样性的差异正是四种系统除磷效率存在较大差异的原因,同时说明这两类细菌在生物除磷系统中起着非常重要的作用。