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干旱寒冷地區氧化溝工藝活性污泥的菌群結構

來源:環境工程

 

       一、研究背景

       活性污泥法是目前應用最廣泛的污水生物處理技術,主要依靠活性污泥中微生物將污水中的污染物降解,達到凈化污水的目的?;钚暈勰嗟木航峁故鞘迪治廴疚锏娜コ臀鬯榷ㄔ誦械幕?。近年來,高通量測序技術得到快速發展,該技術已被廣泛應用于城市污水廠活性污泥中菌群結構的研究,并在非干旱寒冷地區活性污泥菌群結構中取得了大量的研究成果。但對干旱寒冷地區活性污泥菌群結構的研究報道比較少。

       二、摘要

       為了探討新疆干旱寒冷地區城市污水廠活性污泥的菌群結構特征,采用高通量測序技術對北疆5座城市污水廠活性污泥進行菌群分析。結果表明:5座污水廠基本可以達到各自的設計出水標準,其中3座污水廠運行中出現了污泥絲狀膨脹。變形菌門、擬桿菌門和綠彎菌門是活性污泥的優勢細菌門,相對豐度分別為30.65%~43.12%、21.15%~33.64%和5.02%~14.36%。放線菌門在沉降性能良好的污泥中相對豐度為2.97%~6.17%,而在絲狀膨脹污泥中相對豐度達到11.69%~15.64%。季節性膨脹污泥中微絲菌屬和黃桿菌屬相對豐度呈現出季節性變化,常年膨脹的污泥中腐螺旋菌屬為優勢細菌屬,相對豐度達到17.48%~18.30%。子囊菌門是絲狀污泥膨脹中的優勢真菌門,相對豐度達到56.60%~72.68%。

       活性污泥樣品分別取自阿勒泰市某污水廠(ALT)、克拉瑪依市某污水廠(KLMY)、石河子市某污水廠(SHZ)、昌吉市某污水廠(CJ)和烏魯木齊市某污水廠(WLMQ)。5座污水廠的進、出水水質情況如表1,可知,5座污水廠的進水水質中污染物濃度高于山東、廣東等城市污水廠的平均進水水質。

 

       三、細菌門水平群落結構

       活性污泥細菌測序共獲得43個細菌門。對相對豐度從大到小排序前10的細菌門進行分析, 如圖2所示,相對豐度之和占細菌群落總豐度的96.21%~98.80%。變形菌門(Proteobacteria)的相對豐度為30.65%~43.12%,是活性污泥中相對豐度最高的細菌門。其次為擬桿菌門(Bacteroidetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、放線菌門(Actinobacteria),厚壁菌門(Firmicutes)和浮霉菌門(Planctomycetes)。與廣州、浙江等非干旱寒冷地區的污水廠活性污泥的主要優勢細菌門種類基本一致。研究表明放線菌門(Actinobacteria)相對豐度較高時會導致污泥膨脹。

       四、細菌屬水平群落結構

       活性污泥細菌測序共檢測出838個細菌屬。對相對豐度從大到小排序前50的細菌屬進行分析,如圖3所示,相對豐度之和占細菌群落總豐度的58.94%~68.44%。腐螺旋菌屬、叢毛單胞菌屬、微絲菌屬、黃桿菌屬(Flavobacterium)和厭氧繩菌屬是污泥樣品中的優勢細菌屬。研究發現,腐螺旋菌屬是活性污泥中一種較為常見的細菌屬,在水溫較低時大量增殖,能夠導致污泥膨脹。微絲菌屬和黃桿菌屬均為易引起污泥膨脹最常見的絲狀菌。季節性絲狀污泥膨脹WLMQ活性污泥中,微絲菌屬和黃桿菌屬(Flavobacterium)相對豐度出現季節性變化。厭氧繩菌屬有利于提高污泥沉降性能。據報道動膠菌屬、Turneriella、Prosthecobacter、Nannocystis等為廣州、浙江等城市的污水處理廠活性污泥中的優勢細菌屬,與干旱寒冷地區污水廠活性污泥的優勢細菌屬種類不同。

        五、真菌門水平群落結構

       活性污泥樣品中共檢測出38個真菌門,如圖4所示,其相對豐度之和占活性污泥真菌群落總豐度的99.76%~99.87%。子囊菌門(Ascomycota)的是活性污泥中相對豐度最高的真菌門,相對豐度達到56.60%~72.68%。其次為擔子菌門(Basidiomycota)。目前對于污水廠膨脹污泥中真菌群落研究比較少,已報道的多為沉降性能正?;钚暈勰嘀姓婢郝溲芯?。研究發現,子囊菌門(Ascomycota)和擔子菌門(Basidiomycota)也是非干旱寒冷地區沉降性能良好污水廠的污泥中優勢真菌門,且子囊菌門(Ascomycota)是活性污泥中絕對優勢真菌門。

       六、重要結論

       1、五座污水處理廠基本可以達到各自的設計出水標準,其中3座污水處理廠運行中出現了污泥絲狀膨脹。

       2、變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)和綠彎菌門(Chloroflexi)是活性污泥的優勢細菌門,放線菌門(Actinobacteria)在沉降性能良好的污泥中相對豐度為2.97%~6.17%,在絲狀污泥膨脹中相對豐度達到11.69%~15.64%。季節性膨脹污泥中微絲菌(Microthrix)和黃桿菌(Flavobacterium)相對豐度呈現出季節性變化,常年膨脹的污泥中腐螺旋菌屬(Saprospiraceae_norank)為優勢細菌屬,相對豐度達到17.48%~18.30%。

       3、絲狀膨脹污泥中子囊菌門(Ascomycota)是優勢真菌門,相對豐度為56.60%~72.68%。子囊菌屬(Ascomycota_norank)和絲孢菌屬(Trichosporon)是優勢真菌屬,相對豐度為8.85%~35.74%和13.38%~20.15%。

 

發布時間:2019-11-12
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