貧營養(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)曝氣方式在基本實現(xiàn)完全硝化的同時反硝化作用受限,而改進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。無論是傳統(tǒng)型還是改進型的膜生物反應(yīng)器,在運行中隨著污泥濃度的升高有機負荷下降,微生物容易處于營養(yǎng)相對貧乏的狀態(tài),本研究的目的就是探索貧營養(yǎng)條件下,傳統(tǒng)型與改進

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。
　　將無碳源進水定義為本研究的貧營養(yǎng)條件,以連續(xù)曝氣式MBR和間歇曝氣式IAMBR進行對比運行試驗。MBR和IAMBR對氨氮的平均去除率分別為76％和81%。貧營養(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,實驗結(jié)束時MBR出水總氮高出進水13.46mg/L,IAMBR高出進水3.84mg/L。貧營養(yǎng)對于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的脫氮效果相對更好,其活性污泥的抗沖擊能力較MBR也更強。
　　為了深入了解貧營養(yǎng)環(huán)境對于間歇曝氣式膜反應(yīng)器穩(wěn)定運行的影響,本研究運用聚合酶鏈式反應(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。氨氧化菌作為總細菌中的優(yōu)勢微生物,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,表明反硝化菌對于碳源的突然不足特別敏感。聚類分析表明總細菌和氨氧化菌群隨著貧營養(yǎng)時間的推移在末期演替劇烈,而反硝化菌的群落結(jié)構(gòu)從初期開始就處在不斷的波動調(diào)整中。切膠測序結(jié)果顯示,IAMBR系統(tǒng)中的總細菌條帶大部分為未培養(yǎng)菌種,其中亞硝化螺