分析污水生物处理工艺低温下微生物种群结构

(湖南金旅环保股份有限公司 湖南 长沙 410000)

相较于污水的物化处理方法，活性污泥以其成本低、效果好等优势在污水处理领域逐渐得到应用和推广。在活性污泥当中，主要功能种群起到了至关重要的作用。虽然通过研究，人们已经能够确定这些主要功能种群，以及种群结构和数量与污染物实际去除水平之间存在的关系，但由于污水处理会受到很多因素的影响，特别是在温度发生变化时，种群将产生很大变化，对最终的处理效果造成影响。因此有必要研究低温条件下活性污泥微生物种群可能产生的变化。

一、材料和方法

(一)处理工艺

图1 CASS污水处理工艺流程

(二)样本采集和水质检测

二、结果和分析

(一)低温条件下各工艺污水处理水平

以上四项工艺都能有效去除污水当中的COD和氨氮，两者的平均去除率分别为86.3%和95.7%。其中，A、C、D三种工艺基本没有生物除磷功能；而B工艺具有较高的生物除磷效率。在TN的去除方面，始终工艺的实际去除率都和消化液回流比存在关联，即随着回流比的不断升高，去除率显著增大。根据污泥体积指数可知，A、B、D三种工艺对应的SVI值都能达到膨胀标准，这说明这三种工艺在温度较低的条件下运行时，都处在膨胀期，对系统出水的水质没有太大影响。

(二)微生物群落结构

群落结构对活性污泥而言是核心所在，使微生物群落结构保持良好是使生物处理有效抵抗外界环境变化的基础。虽然以上四种处理工艺的工艺流程有所不同，系统进水的水质状况也不同，但实际的处理效果均良好。对于B工艺与D工艺，与A工艺和C工艺相比，其种群的均匀度相对较低。在低温条件中，放线、变形和拟杆三种菌门是以上四种处理工艺方法优势菌门，其中，放线菌门的相对丰度占比在20.3%-37.6%范围内，平均值为28.6%；变形菌门的相对丰度占比在5.5%-27.3%范围内，平均值为16.3%；拟杆菌门的相对丰度占比在7.3%-27.3%范围内，平均值为17.4%。对于变形和拟杆两种菌门，它是活性污泥充分发挥自身脱氮除磷作用的重要居菌门，在处理工艺当中其平均占比小于现有研究结果，这可能和水温等因素有关。另外，放线菌门实际占比比处于常规活性污泥时较高，其主要原因为在放线菌门当中存在很多和污泥膨胀保持一定关联性的菌属，这和以上四种工艺在低温条件下都处在膨胀期的实际情况完全吻合[3]。

三、结论

(1)当运行状况良好时，四种处理工艺种群丰富度均良好，和在常温条件下相比，在低温条件下时，放线菌门所占据的地位有所提升。

(2)温度较低时，硝化种属丰度会受到影响，使硝化速率减慢；而对于反硝化种属，因种群的分布比较广泛，而且还具有很高的多样性，结构保持稳定，所以即便在温度较低的情况下，其整体丰度也没有产生太大的变化，不同工艺对应的总氮去除率主要和工艺参数有关，如回流比。

(3)在低温条件下，四种工艺都发生了一定程度的污泥膨胀。