生物膜复合系统脱氮除磷的特征及微生物群落结构分析
摘要：试验研究了序批式生物膜复合系统在不同有机负荷下氮磷等营养物质的去除特性.结果表明,复合系统在COD负荷为0.35 kg·kg-1·d-1 (以MLSS计)时能够很好解决脱氮除磷的泥龄矛盾,TP、TN、NH4+-N去除率分别能达到96%、89%和96%,高于对照组的SBR工艺.复合系统中,悬浮污泥对硝化起主要作用,悬浮态污泥和生物膜的硝化平均贡献比为1.66;附着态生物膜对反硝化和除磷起主要作用,生物膜和悬浮态污泥的反硝化贡献比为2.19,释磷贡献比为3.5,摄磷贡献比为3.76.利用PCR-DGGE技术发现,复合系统中存在丰富的脱氮功能菌和除磷功能菌,且悬浮态与附着态微生物的相似性仅为73%,区别较大,说明两者存在一定的分工协作,与反应器的处理特性相一致.
关键词：生物膜复合系统 脱氮除磷 PCR-DGGE 微生物群落结构
污水中氮磷排放超标会严重影响水体环境,甚至引起水体富营养化问题( Danalewich et al. ,1998). 为了减少氮磷的影响,污水处理厂一般会采取多种脱氮除磷工艺,如SBR 工艺(Casellas et al. ,1994)、A2O 工艺(Gonzalez et al. ,2007)和生物膜复合工艺(Nicolella et al. ,2000)等. 向活性污泥污水处理系统中投加填料形成生物膜复合系统,可以控制悬浮态活性污泥以较短泥龄运行,以附着态生物膜为载体富集生长缓慢的硝化菌,从而达到强化生物脱氮除磷的目的(Wang et al. ,2000). 生物膜具有空间异质性,能够提供好氧和厌氧环境,而环境交替变化可强化生物除磷效果;生物膜能够保护生长缓慢的硝化细菌免于被冲刷,有利于硝化反应. 研究表明,生物膜载体易于富集氨氧化细菌,同时可以提高50%的固体停留时间(SRT)(Jinwook et al. ,2007),如Lo(2008)也证明了生物膜复合系统的脱氮除磷效果优于传统活性污泥法.
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