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服务区地埋式污水处理设备《资讯》

发布时间:2020-08-20 15:17:40 阅读: 来源:布贴厂家

服务区地埋式污水处理设备

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其中前者为厌氧发酵过程中常见的厌氧产氢菌, 而后者为典型的兼性厌氧菌.这两种菌落的富集也进一步证实了气水比的降低对溶解氧在生物膜中的传递产生了不利的影响.  表 3和图 5所示分别为固相反硝化滤池DGGE凝胶条带回收序列分析结果及主要菌落的系统发育树.从中可以看出, 条带1、3、8和13对应的菌株分别为Dechloromonas agitata、Myxobacterium AT3-03、Comamonas granuli和Rubrivivax gelatinosus. Ginige等的研究表明, Dechloromonas是以甲醇作为碳源驯化的活性污泥中的主要反硝化菌. Manucharova等的研究发现, Myxobacteria可以以固体碳源(草生灰化石)作为唯一碳源进行反硝化, 并且该菌株在草生灰化石中是最活跃的反硝化菌, 表现出最强的反硝化活性. Comamonas granuli菌株属于丛毛单胞菌科, 具有将硝态氮还原成亚硝态氮的能力; Rubrivivax gelatinosus可以将亚硝态氮还原为氮气, 但是不能以硝态氮作为电子受体.上述条带对应的反硝化菌群是固相反硝化滤池中的优势菌群, 且在3个气水比条件下的泳道中都存在, 表明气水比的变化对固相反硝化滤池中的优势菌反硝化菌的影响较小.当气水比降低到2 :1时, 上述条带代表的微生物的数量出现了较明显的增加, 说明在低气水比条件下, 硝化滤池中出水携带进入固相反硝化滤池的溶解氧浓度低, 在固相反硝化滤池中营造了良好的缺氧环境, 有利于反硝化菌的生长和繁殖.条带5与菌株、

Nitrosomonas sp. Nm47最接近.从前面的分析已知, Nitrosomonas sp. Nm47是典型的氨氧化菌.该菌在固相反硝化滤池生物膜中的出现, 表明表层生物膜存在一定浓度的溶解氧.造成这种情况的原因可能在于, 在气水比较高的情况下, 硝化滤池未被完全利用的溶解氧随出水进入到固相反硝化滤池中, 而反硝化滤池底部固相碳源材料在微生物降解作用下释放的有机碳源在好氧微生物的呼吸作用下消耗的溶解氧有限, 部分未被消耗的溶解氧进入滤池中部填料表面的生物膜.当气水比降低到4 :1, 条带5消失了, 说明硝化滤池出水中的溶解氧浓度较低, 且在固相反硝化滤池底部就被消耗掉了, 可以保持较好的缺氧环境.对比不同气水比条件下固相反硝化滤池的反硝化效果的研究(图 2)结果也证实了这一点.当气水比为6 :1时, 固相反硝化滤池出水的硝态氮浓度波动较大, 表明反硝化受到硝化滤池出水中溶解氧的影响.但是, 当气水比为4 :1时, 出水中的硝态氮则一直维持在较低的水平.条带4对应的菌株为Pseudomonas sp..付晓的研究发现Pseudomonas sp.可以通过分泌PCL解聚酶将PCL分解为PCL单体和二聚体, 而据Honda等的研究发现, 反硝化菌可直接利用PCL的单体和二聚体作为电子供体进行反硝化.此外, Pseudomonas sp.还是一种好氧反硝化菌, 在有溶解氧存在的条件下可以利用氧气作为电子受体进行反硝化作用.条带12、14和15对应的菌株分别是Acinetobacter sp.、Bacillus sp.和Thiobacillus aquaesulis, 这些菌株均属于好氧反硝化菌. Acinetobacter sp.受气水比的影响较小, 而Bacillus sp.和Thiobacillus aquaesulis则随着气水比的降低逐渐成为优势菌株.说明气水比的降低有利于固相反硝化滤池中好氧反硝化菌的富集.变化明显的优势条带经过切胶回收、扩增、再回收、纯化、克隆转化后进行序列的测定, 并对测序结果进行Blast比较鉴定, 寻找与序列相似性最高的已知分类地位的菌株, 结果见表 2和表 3.对上述条带采用MEGA软件, Neighbor-joining法构建系统发育树,  从表 2和图 4可以看出, 条带8和10对应的菌株分别与Nitrosomonas sp. Nm47和Candidatus Nitrospira defluvii最相似. Nitrosomonas sp. Nm47和Candidatus Nitrospira defluvii分别是废水生物处理系统中重要的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌.因此, Nitrosomonas sp. Nm47和Candidatus Nitrospira defluvii是硝化滤池中主要的硝化细菌.当气水比从6 :1降低到4 :1后, 代表这两种微生物菌属的条带没有发生明显的变化, 说明气水比在一定范围内的降低不会对硝化细菌的组成和数量造成显著的影响.相应地, 当气水比从6 :1降低到4 :1后, 硝化滤池硝化效果变化不大, 始终保持较高的氨氮去除率(图 2).但是当气水比从4 :1进一步降低到2 :1后, 代表这两种微生物菌属的条带信号亮度出现了明显的降低, 说明氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量出现了明显的下降.相应地, 当气水比从4 :1降低到2 :1后, 硝化作用受到明显的抑制, 氨氮去除率明显下降(图 2).造成这种现象的原因可能在于, 硝化滤池在低溶解氧条件下, 缺氧环境可能在生物膜中形成, 使得硝化细菌的生长和活性受到一定程度的影响.综上所述, 气水比降低后导致的氨氧化菌和硝酸盐氧化菌数量及活性的下降是导致硝化效果恶化的直接原因.条带9和12对应的菌株与Acinetobacter calcoaceticus和Acinetobacter sp.的相似性均达到了100%. Acinetobacter calcoaceticus与Acinetobacter sp.是生物膜中比较常见的异养硝化菌, 可以利用进水中的有机物进行硝化作用.在气水比为6 :1时, 这两种微生物的数量较低, 而当气水比降低到4 :1后, 这两种微生物逐渐发展成为优势菌.气水比的降低减少了异养好氧菌对有机物的消耗, 使得有机物浓度有所上升, 有利于异养硝化菌的生长, 同时异养硝化菌的硝化过程几乎不受溶解氧浓度的影响.当气水比从6 :1降低到4 :1的过程中, 虽然硝化细菌的数量和活性未发生明显的变化, 但是气水比的降低会影响溶解氧在生物膜中的传递速率, 然而硝化效果并未受到明显影响, 说明异养硝化菌这类优势菌的形成弥补了溶解氧对硝化的影响.条带7和11对应的菌株分别与Pseudomonas sp.和Enterobacter aerogenes最接近.当气水比低于4 :1时, 气水比的变化对反硝化几乎没有影响, 但是对硝化具有非常明显的抑制作用; 当气水比高于4 :1时, 气水比的变化对硝化几乎没有影响, 但是对反硝化影响较大.此外, CS-BAF-SPDB工艺对TN的去除率也是先上升后下降, 并且在气水比为4 :1时达到最佳, 从图 2(d)可以看出, 此时TN的去除率为91.6%.因此, 为同时实现最佳的硝化和反硝化效果, 混凝沉淀/后置固相反硝化滤池工艺中硝化滤池的气水比应该设定为4 :1.

2.2 DGGE图谱分析  图 3(a)所示为不同气水比条件下硝化滤池生物膜样品的DGGE图谱及量化分析.从中可以看出, 随着气水比的降低, 泳道上的条带数量出现了明显的减少(从气水比为6 :1时的31减少到气水比为2 :1时的10).这说明, 硝化滤池中相当一部分的微生物为好氧菌, 且其对溶解氧有较高的要求, 在低溶解氧条件下无法生存而逐渐被淘汰, 进而导致硝化滤池中微生物的多样性在不断下降.例如, 条带1、2、3、4和6等只出现在气水比为6 :1的条件下, 而在其他气水比条件下却没有发现.条带8、9和10在各个泳道中都有出现, 说明这些条带代表的微生物具有很强的适应性和较宽的生态幅.但是, 条带8和10在气水比为2 :1时条带信号亮度出现了明显的降低, 说明条带8和10代表的微生物的数量在低溶解氧条件下出现了明显的降低.此外, 有些微生物群落只在特定的情况下才出现, 如条带7和12代表的微生物只有在气水比为4 :1的条件下才出现, 并成为优势菌落.

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