微生物群落结构对MBR运行效能及膜污染的影响
MBR（Membrane bioreactor，膜生物反应器）作为一种新型的高效水处理技术，在污水处理方面有广泛应用，但在运行过程中的膜污染问题是制约MBR进一步发展和应用的主要因素。本研究综合分析MBR中微生物的生理生态学性质，探讨微生物群落结构与运行效果及其代谢产物间的相互关系，为深入研究MBR运行及膜污染控制提供理论依据。 本试验采用A/O-MBR（Anaerobic-aerobic MBR，缺氧/好氧 MBR）处理实际生活污水，缺氧和好氧反应器的有效体积均为8L，HRT分别为8h，回流比为2.5，温度为常温（20-25℃），SRT控制为50d。并应用DGGE技术对不同DO条件的微生物群落结构进行了分析。 研究结果表明不同DO（Dissolved Oxygen，溶解氧）下总细菌微生物群落结构的变化与与反应器处理效果的对应关系不明显，低DO下（0.5mg/L和0.2mg/L）总细菌群落的多样性低于DO为4mg/L和2mg/L时，但系统对COD的平均去除率均在90％以上。氨氧化细菌的群落变化直接影响反应器对氨氮的去除效果，DO为0.5mg/L以上时，反应器对氨氮去除达到99%以上，主要氨氧化菌属为Nitrosospira（DO为4mg/L）和Nitrosomonas（DO为2mg/L和0.5mg/L）；DO低至0.2mg/L时，主要的亚硝化菌属的微生物减少或消失，其去除率降低到65%。 通过微生物群落结构与EPS（Extracellular polymeric substance，胞外聚合物）的关系分析，得到有些微生物可能与EPS的产生有关。低DO时的污泥混合液中的EPS含量较高（378.81mg/L），中DO和低DO时的膜面污泥层中EPS含量也较高（442.07和472.25 mg/0.11m2），在这些条件下都存在一些较特殊的微生物，且可能都具有反硝化功能，所以推测一些具有反硝化作用的菌群能产生更多的EPS，使膜污染现象加重。 经过膜污染的研究，文章还对膜的生物污染提出两点假设：污泥混合液中膜表面的优势微生物并不相同，污泥中占优势的微生物不一定是产生膜污染的主要物质，膜表面存在一些较反应器中不同的微生物。另外，膜表面可能存在一类微生物利用膜面的物质作为生长基质而附着与膜上，与膜表面一些产生较多EPS的微生物共同作用引起膜污染。
溶解氧;膜生物反应器;微生物群落结构;胞外聚合物;膜污染控制;生活污水处理;氨氮去除效果
哈尔滨工业大学
硕士
微生物学
高大文
2009
中文
X703.3;X172
33
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）