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活性污泥法在污水处理中污泥的作用
点击次数:2542 发布时间:2017-12-22

SBR工艺活性污泥微型动物优势种群不同于传统活性污泥工艺

  传统活性污泥系统(Conventional activated sludge system,CAS)中,尽管微型动物群落结构随周年动态变化,但一般以纤毛虫类原生动物为主,而其中出现频度zui高(>50%)和zui有代表性的原生动物是缘毛类固着型纤毛虫和寡毛类匍匐型纤毛虫,两者为共优势类群,尤其是固着型纤毛虫,其多度zui大,在同一个污水厂中固着型纤毛

虫的Shannon -Wiener多样性指数也zui高.从原生动物种类看,有肋盾纤虫(A. costata)、凹缝楯纤虫(A. sulcata)、游仆虫(E. affinis)、沟钟虫(V. convallaria)、褶累枝虫(E. plicatilis)和半圆表壳虫(A. hemisphaerica)出现频率较大,有时经常大量出现,为原生动物优势种;轮虫经常出现,数量维持中等水平,为优势后生动物.然而本研究结果显示,驯化中期小口钟虫(V. microstoma)和沟钟虫(V. convallaria)均为优势种(

Y≥0.02),到驯化后期沟钟虫(V. convallaria)已不占优势(Y<0.02),而小口钟虫(V. microstoma)优势却得到进一步增强(表 2),可能SBR活性污泥工艺存在阶段性缺氧环境(沉淀排水阶段),而小口钟虫(V. microstoma)是一种腐生种,它对低溶解氧环境条件有很强的耐受力.本研究中SBR活性污泥工艺中微型动物群落优势类群、优势种不同于传统活性污泥,如在传统活性污泥系统中不占优势的肉食性纤毛虫、小口钟虫(V. microstoma)等在该系统中成为优势类群或优势种,说明不同的工艺类型其微型动物群落结构具有明显的差异,这与前人研究结论相一致.

   活性污泥微型动物群落稳定滞后于其水处理性能稳定

  由试验结果可知,SVI由运行第5 d的248 mL·g-1逐渐降低到11 d的69 mL·g-1,在运行12~31 d内,保持在适宜范围内(50~150 mL·g-1),变化较小(SD:±10.3 mL·g-1)(图 1a),污泥的沉降比SV 26.1%±5.8%也维持在适宜范围内(15%~30%),说明微型动物群落达到稳定所需时间大于污泥成熟时间;从污水处理效能来看,反应

器运行10 d后,CODCr、NH+4-N的去除率分别达94.2%和100%,且直到试验结束去除率(CODCr、NH+4-N)保持了相对稳定,分别为95.12%±2.50%、99.23%±2.31%(图 1b),即活性污泥污染物降解性能达稳定的初期阶段只需10 d左右时间,而培养驯化后期(运行25 d后)活性污泥微型动物群落才渐趋于稳定(图 5),由此可知,活性污泥微型动物群落达到稳定所需时间也大于处理效能达稳定所需时间.

  活性污泥培养驯化过程中,微型动群落稳定滞后于污泥成熟、水处理性能稳定.其原因可能是活性污泥微生态系统中有低营养级细菌、高营养级的微型动物、有机物、无机物质等,它们由细菌分泌的有粘性的胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)凝聚成污泥絮体.而细菌类原核微生物生长快、繁殖快,产生大量的胞外聚合物是污泥发生生物絮凝降低SVI,使得污泥成熟时间短.细菌容易发生变异,能很快地适应废水环境,产生了很高的活性,能快速、地的分解废水中污染物质,使得污水处理效果稳定所需时间短;而处于微生态食物链顶端的微型动物的生长繁殖速度低于细菌,在污泥培养驯化过程中,发生从低等到高等的优势种群演替变化(3.2.1 节),才能达到群落的稳定,因此,微型动物群落稳定所需时间较长.

  5 结论

  1) 在SBR工艺活性污泥驯化过程中,优势种属由以波豆虫属(Bodo sp.)为单一种属向钟虫属(Vorticella sp.)、累枝虫属(Epistylis sp.)、楯纤虫属(Aspidisca sp.)、斜管虫属(Chilodonella sp.)、半眉虫属(Hemiophrys sp.)等多个优势种属发展;微型动物群落由以鞭毛虫为单一优势类群逐渐向匍匐型纤毛虫、固着型纤毛虫、肉食性纤毛虫等多个优势类群演变.

  2) 培养驯化过程中,微型动物群落物种多样性先急剧增大后小幅回落直至相对稳定,但总体上呈先增大后趋于稳定的趋势,其中Shannon-Wiener多样性指数比刚启动时增大约75.

  3) SBR工艺活性污泥培养驯化过程中,微型动物群落稳定性变化规律:驯化初期到中期,略有减小;驯化中期到后期,有较大的增加并趋于稳定,这是微型动物群落总多度和物种数逐渐趋于稳定的结果.

  4) 与传统活性污泥工艺相比,SBR工艺活性污泥微型动物群落中部分优势类群和优势种存在差异.

  5) 对微型动物群落结构与活性污泥性能及群落物种多样性、稳定性之间的关系进行分析表明,群落稳定滞后于驯化污泥成熟与污水处理效能稳定.

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