摘要：生化反應(yīng)器流態(tài)會影響基質(zhì)分布，從而影響反應(yīng)器內(nèi)微生物的性能與菌群結(jié)構(gòu)。在相同氮負(fù)荷下運(yùn)行SBR和CSTR以對比分析2種典型流態(tài)（推流式和完全混合式）對活性污泥中硝化菌性能及其菌群結(jié)構(gòu)的影響。

結(jié)果表明，SBR中，氨氧化速率（AUR）和亞硝酸鹽氧化速率（NUR）分別為（16.55±2.05）mg N/（L•g VSS•h）和（15.33±2.02）mg N/（L•g VSS•h），CSTR中AUR和NUR分別為（10.13±0.73）mg N/（L•g VSS•h）和（9.34±2.56）mg N/（L•g VSS•h）；SBR中，氨氧化菌（AOB）和亞硝酸鹽氧化菌（NOB）含量分別為（3.4±0.3）%和（5.4±1.2）%，優(yōu)勢菌分別為Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter，CSTR中，AOB和NOB含量分別（3.1±0.4）%和（6.8±1.1）%，優(yōu)勢菌分別為Nitrosospira和Nitrospira。雖然2個(gè)流態(tài)下的硝化菌含量接近，但推流式的硝化速率比完全混合式高64%，這是因?yàn)橥屏魇礁�有利于反�?yīng)速率較快的r-strategist（Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter）生存，而完全混合式則更利于反應(yīng)速率較慢K-strategist（Nitrosospira和Nitrospira）生存。

污水處理廠生物反應(yīng)池的流體動力學(xué)特性，決定反應(yīng)池內(nèi)基質(zhì)在時(shí)間、空間上的分布以及基質(zhì)和微生物的接觸程度，控制反應(yīng)池內(nèi)物質(zhì)的傳輸，因而反應(yīng)池流態(tài)是影響其處理效率的重要因素，因此，流態(tài)也是污水處理廠生化反應(yīng)池設(shè)計(jì)需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素。

早在1985年，Chudoba等發(fā)現(xiàn)推流式（plug flow，PF）的硝化速率是完全混合式（complete mix）硝化速率的1.6倍；1996年，Still等也證明了SBR（模擬推流式反應(yīng)器）中活性污泥的硝化速率是CSTR中的1.53倍。這些研究表明，流態(tài)對活性污泥的硝化性能有很大影響。從微生物角度來看，由于硝化菌的種類繁多，各菌種硝化動力學(xué)特性存在巨大差異，氨氮和亞硝酸鹽濃度會明顯影響硝化菌群落結(jié)構(gòu)，因此反應(yīng)器流態(tài)可能也會影響其中硝化菌群落結(jié)構(gòu)。

但是由于過去在環(huán)境微生物研究方面手段的限制，流態(tài)對硝化菌的影響僅限于宏觀硝化性能的分析，而對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響分析未見報(bào)道。目前熒光原位雜交技術(shù)作為成熟的分子生物學(xué)方法之一，已廣泛應(yīng)用于活性污泥的微生物群落結(jié)構(gòu)分析。本文將利用熒光原位雜交方法，對相同氮負(fù)荷下運(yùn)行的SBR和CSTR中的活性污泥的硝化菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同時(shí)比較了兩反應(yīng)器的硝化性能。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

SBR：采用鋼化玻璃制成，有效容積為5L。運(yùn)行條件：溫度為（20±1）℃，HRT為8h，SBR為15d。每天循環(huán)6個(gè)周期，每周期進(jìn)水量為2.5 L，循環(huán)時(shí)間為4h，其中包括：進(jìn)水2min，曝氣3d，沉淀50min，出水7min，靜置3min。具體參見http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

CSTR：采用有機(jī)玻璃制成，方形曝氣池+二沉池，曝氣池有效體積-L。運(yùn)行條件：溫度為（20±1）℃，HRT為8h，SBR為15d。氨氮單獨(dú)連續(xù)流入到反應(yīng)器中，其他碳源及營養(yǎng)物等通過間歇進(jìn)水的方式（每30min進(jìn)一次，每次進(jìn)水1min，每天進(jìn)水總量為15L）進(jìn)入反應(yīng)器中以防CSTR中出現(xiàn)污泥膨脹。

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