分析污水生物處理工藝低溫下微生物種群結構

(湖南金旅環保股份有限公司 湖南 長沙 410000)

相較于污水的物化處理方法，活性污泥以其成本低、效果好等優勢在污水處理領域逐漸得到應用和推廣。在活性污泥當中，主要功能種群起到了至關重要的作用。雖然通過研究，人們已經能夠確定這些主要功能種群，以及種群結構和數量與污染物實際去除水平之間存在的關系，但由于污水處理會受到很多因素的影響，特別是在溫度發生變化時，種群將產生很大變化，對最終的處理效果造成影響。因此有必要研究低溫條件下活性污泥微生物種群可能產生的變化。

一、材料和方法

(一)處理工藝

圖1 CASS污水處理工藝流程

(二)樣本采集和水質檢測

二、結果和分析

(一)低溫條件下各工藝污水處理水平

以上四項工藝都能有效去除污水當中的COD和氨氮，兩者的平均去除率分別為86.3%和95.7%。其中，A、C、D三種工藝基本沒有生物除磷功能；而B工藝具有較高的生物除磷效率。在TN的去除方面，始終工藝的實際去除率都和消化液回流比存在關聯，即隨著回流比的不斷升高，去除率顯著增大。根據污泥體積指數可知，A、B、D三種工藝對應的SVI值都能達到膨脹標準，這說明這三種工藝在溫度較低的條件下運行時，都處在膨脹期，對系統出水的水質沒有太大影響。

(二)微生物群落結構

群落結構對活性污泥而言是核心所在，使微生物群落結構保持良好是使生物處理有效抵抗外界環境變化的基礎。雖然以上四種處理工藝的工藝流程有所不同，系統進水的水質狀況也不同，但實際的處理效果均良好。對于B工藝與D工藝，與A工藝和C工藝相比，其種群的均勻度相對較低。在低溫條件中，放線、變形和擬桿三種菌門是以上四種處理工藝方法優勢菌門，其中，放線菌門的相對豐度占比在20.3%-37.6%范圍內，平均值為28.6%；變形菌門的相對豐度占比在5.5%-27.3%范圍內，平均值為16.3%；擬桿菌門的相對豐度占比在7.3%-27.3%范圍內，平均值為17.4%。對于變形和擬桿兩種菌門，它是活性污泥充分發揮自身脫氮除磷作用的重要居菌門，在處理工藝當中其平均占比小于現有研究結果，這可能和水溫等因素有關。另外，放線菌門實際占比比處于常規活性污泥時較高，其主要原因為在放線菌門當中存在很多和污泥膨脹保持一定關聯性的菌屬，這和以上四種工藝在低溫條件下都處在膨脹期的實際情況完全吻合[3]。

三、結論

(1)當運行狀況良好時，四種處理工藝種群豐富度均良好，和在常溫條件下相比，在低溫條件下時，放線菌門所占據的地位有所提升。

(2)溫度較低時，硝化種屬豐度會受到影響，使硝化速率減慢；而對于反硝化種屬，因種群的分布比較廣泛，而且還具有很高的多樣性，結構保持穩定，所以即便在溫度較低的情況下，其整體豐度也沒有產生太大的變化，不同工藝對應的總氮去除率主要和工藝參數有關，如回流比。

(3)在低溫條件下，四種工藝都發生了一定程度的污泥膨脹。