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SBR工藝活性污泥微型動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種群不同于傳統(tǒng)活性污泥工藝
傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)(Conventional activated sludge system,CAS)中,盡管微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)隨周年動(dòng)態(tài)變化,但一般以纖毛蟲(chóng)類原生動(dòng)物為主,而其中出現(xiàn)頻度zui高(>50%)和zui有代表性的原生動(dòng)物是緣毛類固著型纖毛蟲(chóng)和寡毛類匍匐型纖毛蟲(chóng),兩者為共優(yōu)勢(shì)類群,尤其是固著型纖毛蟲(chóng),其多度zui大,在同一個(gè)污水廠中固著型纖毛
蟲(chóng)的Shannon -Wiener多樣性指數(shù)也zui高.從原生動(dòng)物種類看,有肋盾纖蟲(chóng)(A. costata)、凹縫楯纖蟲(chóng)(A. sulcata)、游仆蟲(chóng)(E. affinis)、溝鐘蟲(chóng)(V. convallaria)、褶累枝蟲(chóng)(E. plicatilis)和半圓表殼蟲(chóng)(A. hemisphaerica)出現(xiàn)頻率較大,有時(shí)經(jīng)常大量出現(xiàn),為原生動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種;輪蟲(chóng)經(jīng)常出現(xiàn),數(shù)量維持中等水平,為優(yōu)勢(shì)后生動(dòng)物.然而本研究結(jié)果顯示,馴化中期小口鐘蟲(chóng)(V. microstoma)和溝鐘蟲(chóng)(V. convallaria)均為優(yōu)勢(shì)種(
Y≥0.02),到馴化后期溝鐘蟲(chóng)(V. convallaria)已不占優(yōu)勢(shì)(Y<0.02),而小口鐘蟲(chóng)(V. microstoma)優(yōu)勢(shì)卻得到進(jìn)一步增強(qiáng)(表 2),可能SBR活性污泥工藝存在階段性缺氧環(huán)境(沉淀排水階段),而小口鐘蟲(chóng)(V. microstoma)是一種腐生種,它對(duì)低溶解氧環(huán)境條件有很強(qiáng)的耐受力.本研究中SBR活性污泥工藝中微型動(dòng)物群落優(yōu)勢(shì)類群、優(yōu)勢(shì)種不同于傳統(tǒng)活性污泥,如在傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)中不占優(yōu)勢(shì)的肉食性纖毛蟲(chóng)、小口鐘蟲(chóng)(V. microstoma)等在該系統(tǒng)中成為優(yōu)勢(shì)類群或優(yōu)勢(shì)種,說(shuō)明不同的工藝類型其微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)具有明顯的差異,這與前人研究結(jié)論相一致.
活性污泥微型動(dòng)物群落穩(wěn)定滯后于其水處理性能穩(wěn)定
由試驗(yàn)結(jié)果可知,SVI由運(yùn)行第5 d的248 mL·g-1逐漸降低到11 d的69 mL·g-1,在運(yùn)行12~31 d內(nèi),保持在適宜范圍內(nèi)(50~150 mL·g-1),變化較小(SD:±10.3 mL·g-1)(圖 1a),污泥的沉降比SV 26.1%±5.8%也維持在適宜范圍內(nèi)(15%~30%),說(shuō)明微型動(dòng)物群落達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間大于污泥成熟時(shí)間;從污水處理效能來(lái)看,反應(yīng)
器運(yùn)行10 d后,CODCr、NH+4-N的去除率分別達(dá)94.2%和*,且直到試驗(yàn)結(jié)束去除率(CODCr、NH+4-N)保持了相對(duì)穩(wěn)定,分別為95.12%±2.50%、99.23%±2.31%(圖 1b),即活性污泥污染物降解性能達(dá)穩(wěn)定的初期階段只需10 d左右時(shí)間,而培養(yǎng)馴化后期(運(yùn)行25 d后)活性污泥微型動(dòng)物群落才漸趨于穩(wěn)定(圖 5),由此可知,活性污泥微型動(dòng)物群落達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間也大于處理效能達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間.
活性污泥培養(yǎng)馴化過(guò)程中,微型動(dòng)群落穩(wěn)定滯后于污泥成熟、水處理性能穩(wěn)定.其原因可能是活性污泥微生態(tài)系統(tǒng)中有低營(yíng)養(yǎng)級(jí)細(xì)菌、高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微型動(dòng)物、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物質(zhì)等,它們由細(xì)菌分泌的有粘性的胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)凝聚成污泥絮體.而細(xì)菌類原核微生物生長(zhǎng)快、繁殖快,產(chǎn)生大量的胞外聚合物是污泥發(fā)生生物絮凝降低SVI,使得污泥成熟時(shí)間短.細(xì)菌容易發(fā)生變異,能很快地適應(yīng)廢水環(huán)境,產(chǎn)生了很高的活性,能快速、地的分解廢水中污染物質(zhì),使得污水處理效果穩(wěn)定所需時(shí)間短;而處于微生態(tài)食物鏈頂端的微型動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖速度低于細(xì)菌,在污泥培養(yǎng)馴化過(guò)程中,發(fā)生從低等到高等的優(yōu)勢(shì)種群演替變化(3.2.1 節(jié)),才能達(dá)到群落的穩(wěn)定,因此,微型動(dòng)物群落穩(wěn)定所需時(shí)間較長(zhǎng).
5 結(jié)論
1) 在SBR工藝活性污泥馴化過(guò)程中,優(yōu)勢(shì)種屬由以波豆蟲(chóng)屬(Bodo sp.)為單一種屬向鐘蟲(chóng)屬(Vorticella sp.)、累枝蟲(chóng)屬(Epistylis sp.)、楯纖蟲(chóng)屬(Aspidisca sp.)、斜管蟲(chóng)屬(Chilodonella sp.)、半眉蟲(chóng)屬(Hemiophrys sp.)等多個(gè)優(yōu)勢(shì)種屬發(fā)展;微型動(dòng)物群落由以鞭毛蟲(chóng)為單一優(yōu)勢(shì)類群逐漸向匍匐型纖毛蟲(chóng)、固著型纖毛蟲(chóng)、肉食性纖毛蟲(chóng)等多個(gè)優(yōu)勢(shì)類群演變.
2) 培養(yǎng)馴化過(guò)程中,微型動(dòng)物群落物種多樣性先急劇增大后小幅回落直至相對(duì)穩(wěn)定,但總體上呈先增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì),其中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)比剛啟動(dòng)時(shí)增大約75.
3) SBR工藝活性污泥培養(yǎng)馴化過(guò)程中,微型動(dòng)物群落穩(wěn)定性變化規(guī)律:馴化初期到中期,略有減小;馴化中期到后期,有較大的增加并趨于穩(wěn)定,這是微型動(dòng)物群落總多度和物種數(shù)逐漸趨于穩(wěn)定的結(jié)果.
4) 與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比,SBR工藝活性污泥微型動(dòng)物群落中部分優(yōu)勢(shì)類群和優(yōu)勢(shì)種存在差異.
5) 對(duì)微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與活性污泥性能及群落物種多樣性、穩(wěn)定性之間的關(guān)系進(jìn)行分析表明,群落穩(wěn)定滯后于馴化污泥成熟與污水處理效能穩(wěn)定.
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