城市污水处理厂菌群结构
城镇污水处理厂污染物排放标准
号目
号
值
1 总汞
0.01 26 甲基对硫磷
1.0
不得检
2 烷基汞
出
27 五氯酚
5.0
3 总镉
0.05 28 三氯甲烷
0.3
4 总铬
1.5
29 四氯化碳
0.03
5 六价铬
0.5
30 三氯乙烯
0.3
6 总砷
0.5
31 四氯乙稀
0.1
7 总铅
0.5
32 苯
0.1
8 总镍
0.5
33 甲苯
0.1
9 总铍
0.001 34 邻-二甲苯
4.1.2.2 设市城市和重点流域及水源保护区的建制镇的污水处理厂，应建设二级处 理设施，执行三级标准。
4.1.2.3 城镇污水处理厂出水排入封闭或半封闭水域时，应进行二级强化和除磷处 理，执行二级标准。
4.1.2.4 城镇污水处理厂出水出入稀释能力小于 2 倍的河道或季节性河流，并作为 河道景观补充水时，宜进行深度处理，执行一级标准。
序号 1 2 3 4
控制项目 含水率(%) 有机质(%) 蠕虫卵死亡率(%) 粪大肠菌值
标准值 25~65 >10 >95 10-1~10-2
4.3.3 处理后的污泥用于农业时，应达到表 6 的要求
表 6 污泥农用时污染物控制标准值
序 控制项目
号
1 总镉 2 总汞 3 总铅 4 总铬 5 总砷 6硼 7 矿物油 8 苯并(a)芘 9 总铜 10 总锌 11 总镍
100
位/kg 干污泥
13 AOX
500
500
14 PCB
0.2
0.2
4.4 取样与监测
城市污水处理的基本知识概述
第一章污水处理的全然知识一、都市污水处理的一般方法1、污水处理技术活性污泥法都市污水处理确实是根基利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中不离往除。
使有害物质转化为无害的物质，有用的物质。
水那么得到净化。
并使资源得到充分利用。
都市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、生物处理技术等。
典型的物理处理技术有：沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。
典型的化学处理技术有：中和技术、加药混合、离子交换等。
典型的生物处理技术有：好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵。
都市污水处理工艺实际上是以上各技术的组合应用。
2、都市污水处理的分类都市污水处理按处理程度可分：一级处理、二级处理、深度处理。
一级处理：一般用物理处理方法完成。
要紧往除SS。
二级处理：一般生物处理方法完成。
要紧往除水中胶体和溶解性有机污染物。
我厂采纳的氧化沟活性污泥法工艺属于二级处理。
深度处理：是为了满足高标准的受纳水体要求或回用工业等特别用途而进行的进一步处理。
通用的工艺有混凝沉淀和过滤。
末端往往还要有加氯消毒杀菌的要求。
随着社会的高度开展，深度处理是今后开展的需要。
3、水体的自净尽管都市污水处理厂排出的净化水具有资源的性质，在合理平安地使用中将会发扬特别好的环境效益和经济效益，但由于条件的限制，大局部处理过的水不能直截了当回用于农业、工业和杂用。
它还携带少量污染物汇进四面水体中。
含有少量污染物的处理水排进水体后，使水体中的物质组成发生了变化，破坏原有的物质平衡，同时这些污染物在一系列的物理、化学反响中被分解，水体又恢复到平衡状态，那个过程确实是根基水体的自净。
水体自净过程是一个复杂的过程，它是物理、化学、生物过程的综合，这些过程同时产生相互碍事，但水体的自净要紧依旧生物自净过程。
物理自净过程：包括稀释、扩散混合等，污水通过这一过程，污染物浓度得以落低。
生物自净过程：指污水中的有机物在水体中微生物的作用下进行氧化分解，从而落低污染物的浓度。
污水处理系统中硝化菌的菌群结构和动态变化
污水处理系统中硝化菌的菌群结构和动态变化曾薇;张丽敏;王安其;张洁;彭永臻;段俊岭【摘要】Community structures and population dynamics of nitrifying bacteria determine biological nitrogen removal from municipal wastewater. The population structures and dynamics of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and nitrite-oxidizing bacteria (NOB) in four full-scale wastewater treatment plants (WWTPs) were investigated in this study. Quantitative real-time PCR results showed that the abundance of AOB was in a range of 8.56×106~4.46×107cells/gMLSS, while NOB was varying in3.37×108~1.53×109cells/gMLSS. In each processNitrospira was the dominant species of NOB. Nitrospiraabundance was obviously higher thanNitrobacter, accounting for 88% of total NOB. In the A2O process the abundances of AOB andNitrospira in winter were less than those in summer, leading to decline of biological nitrogen removal. The phylogenetic analysis of AOBamoA genes indicated that all the sequences were affiliated withgenera Nitrosomonas, among whichNitrosomonas oligotropha cluster was the dominant species, accounting for 60% of the clone libraries. The pre-dominant AOB wereNitrosomonas-likecluster andNitrosomonas europaea cluster, accounting for 29.6% and 9.1% of the clone libraries, respectively. N. europaea cluster was only found in A2O process, and reached 44.7% of total AOB in summer sample, which was a main reason causing high nitrite accumulation during summer operationof A2O process. The outcomes verified that the dominant AOB and NOB inWWTPs wasNitrosomonas and Nitrospira, respectively. Nitrifying bacteria accounted for 1%~7% of total bacteria. The abundances, relative distributions and community structures of nitrifying bacteria significantly influence the performance of biological nitrogen removal.%研究分析了4种不同工艺类型的城市污水处理厂中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的丰度及菌群结构.实时定量PCR结果表明4种工艺中AOB菌群的丰度范围为8.56×106~4.46×107cells/gMLSS；NOB菌群的丰度为3.37×108~1.53×109cells/gMLSS.每个工艺中Nitrospira都是优势NOB,占NOB菌群的88%以上. A2O工艺冬季AOB和Nitrospira丰度比夏季均有所降低,这是导致冬季生物脱氮效果变差的主要原因.基于amoA基因的系统发育分析结果显示所有的序列属于Nitrosomonas,其中Nitrosomonas oligotropha cluster占克隆文库的60.1%,是AOB种群中的优势菌属,Nitrosomonas-like cluster和Nitrosomonas europaea cluster次之,分别占克隆文库的29.6%和9.1%.N. europaea cluster只在A2O工艺中出现,且在A2O工艺夏季污泥样品克隆文库中达到44.7%.低DO运行使N. europaeacluster成为优势 AOB 是 A2O 工艺夏季出现较高亚硝酸盐积累率的主要原因.研究结果证实了城市污水处理厂中优势 AOB 和 NOB 分别为Nitrosomonas和Nitrospira,硝化菌群占总菌群的1%~7%,其丰度、相对含量和菌群结构是影响硝化效果的主要因素.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】9页(P3257-3265)【关键词】氨氧化细菌(AOB);亚硝酸盐氧化细菌(NOB);城市污水处理厂(WWTPs);实时定量PCR (QPCR);amoA基因【作者】曾薇;张丽敏;王安其;张洁;彭永臻;段俊岭【作者单位】北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京城市排水集团有限责任公司，北京 100044【正文语种】中文【中图分类】X703生物脱氮已广泛应用于城市污水处理厂，硝化作用是生物脱氮的首要环节，其功能微生物包括将氧化为的氨氧化细菌（AOB）和将氧化为的亚硝酸盐氧化细菌（NOB）［1］.AOB菌群主要属于变形菌纲的β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria两个亚纲［2］，其中β亚纲分为亚硝化单胞菌群（Nitrosomonas）和亚硝化螺菌群（Nitrosospira）.NOB主要有硝化杆菌属（Nitrobacter）、硝化螺菌属（Nitrospira）、硝化刺菌属（Nitrospina）及硝化球菌属（Nitrococus）［3］.硝化菌群的丰度和菌群结构直接影响污水处理厂的硝化效果.近年来，不依赖于纯培养的分子生物学分析方法成为研究污水处理系统硝化菌群的主要技术［4-6］.已有研究证实绝大多数的生物反应器里Nitrosomonas是AOB 中的优势菌属，而Nitrosospira只出现在个别反应器里［2，7-8］.对于NOB菌群，以前一直认为Nitrobacter是污水生物处理系统中亚硝酸盐氧化的主导者［9］.也有研究者认为自然环境中的 NOB以 Nitrobacter和Nitrospira类型为主，其中 Nitrobacter是土壤中NOB的主导类型，而Nitrospira在污水生物处理系统中分布较为广泛［10］.后来的一些研究表明Nitrospira和Nitrobacter 均存在于城市污水处理厂［11］，但是发现 Nitrospira 在污水生物处理系统中更为常见且数量高于Nitrobacter［12］.由此可见，城市污水处理系统中 NOB 的优势菌群因工艺类型和运行参数的不同而具有各自的特征.很多实际污水处理系统中的硝化细菌对环境因素以及工艺参数非常敏感，例如温度、DO、水力停留时间（HRT）以及抑制剂等因素均可以影响硝化细菌的组成［13-15］.以往对硝化菌群的定量分析主要集中AOB菌群的研究上［16］，关于NOB的定量分析，尤其是 NOB的两个亚属 Nitrospira和Nitrobacter的定量研究非常有限.本研究通过对不同工艺的城市污水处理厂中AOB、NOB的定量分析，考察工艺类型及运行条件对 AOB和NOB（Nitrospira和Nitrobacter）丰度的影响.基于16S rRNA和amoA基因的现代分子生物学方法为复杂环境中AOB的多样性以及菌群结构分析提供了有力的手段［17-19］.氨单加氧酶（Ammonia monooxygenase， AMO）是氨氧化菌所特有的一种胞内酶，由amoA、amoB 和amoC 3个亚基组成，其中 amoA的基因产物含有该酶的活性位点.很多学者对不同AOB菌株的amoA基因和16S rRNA基因进行测序和系统发育树分析后，发现大部分AOB在分别基于amoA基因和16S rRNA基因的系统发育树上的分类有着高度的相似性［19-21］，但 amoA基因类引物的扩增特异性更强，对AOB菌群遗传差异的分辨能力更高［18，22］.本研究基于amoA基因建立系统发育树，能够将AOB菌群进行更为细致精确的分类.本研究选择具有代表性的大型市政污水处理厂，分析不同工艺的城市污水处理厂活性污泥中AOB和NOB菌群结构和代谢活性的差异，揭示污水处理厂AOB和NOB菌群结构、丰度与工艺运行的相关性.1.1 城市污水处理厂的活性污泥样品实验所用的 5个污泥样品均取自二沉池回流污泥，命名为： A、B、C、D-S（夏季样品）、D-W（冬季样品）.A、B、C、D-S取样时间为夏季7月，D-W为冬季2月份.A和B取自同一水厂不同工艺：A是倒置A2O工艺，缺氧段位于前端，优先考虑脱氮效果，即：缺氧-厌氧-好氧方式运行；B是AO工艺，采用缺氧-好氧技术；C取自卡鲁赛尔氧化沟工艺；D-S和D-W取自同一工艺的夏季和冬季，工艺为传统的A2O工艺，即厌氧-缺氧-好氧.各个工艺进出水水质指标及运行参数见表1.1.2 DNA提取、PCR、克隆测序用1×PBS清洗污泥样品3次，14000×g离心2min（离心机：MIKRO 22 R，德国Hettich），去除上清液，置于-20℃保存.采用试剂盒（Fast DNA Spin kit for soil， MP， USA）对DNA进行提取，提取后的DNA 通过 Nanodrop Spectrophotometer ND-1000 （Thermo Fisher Scientific， USA）测量核酸浓度及纯度.PCR 反应采用试剂盒（Promega GoTaq Green Master Mix， USA），反应体系为25μL：12.5μL GoTaq Green Master Mix，1μL （10mmol/L）正向引物，1μL （10mmol/L）反向引物，0.5～2μL DNA模板，一定量的ddH2O.PCR程序见表2.amoA的PCR产物经琼脂糖凝胶电泳（Agarose MS-6，TaKaRa，Japan）检测，为单一的目的条带，切胶，用纯化试剂盒（Agarose Gel DNA Purification Kit Ver. 2.0TaKaRa， Japan ）进行纯化.纯化后的 DNA用试剂盒（Zero Background TA Topoisomerase Cloning Kit， Clonesmarter， USA）进行连接转化，连接体系为10μL，包括1μL pCloneEZ-TOPO 载体，1μL10×Enhancer， 0.5～8μLDNA，一定量的用 ddH2O.连接反应完成后将产物加入到感受态细胞DH5a（中美泰和，国产）中进行转化.每个样品随机挑出50个amoA基因的阳性克隆子进行测序，构建克隆文库.1.3 克隆文库建立和系统发育分析构建文库的序列通过Mothur软件按照97%相似度进行OTU划分，将每个OTU 的代表序列与NCBI数据库中利用BLAST下载的相似性最高最具代表性的菌株序列一起进行比对.采用MEGA5.0利用邻接法（Neighbor joining method）进行系统发育分析，通过自举分析方法（Bootstrap）检验系统发育树各分支置信度，重复1000次.1.4 实时定量PCR （QPCR）采用特异性引物对AOB amoA功能基因，隶属于NOB菌群的Nitrospira和Nitrobacter以及全菌的 16S rRNA进行 QPCR扩增.反应在Mx3005P 实时定量PCR 扩增仪（Agilent Technologies，American）上进行，采用试剂盒（ SYBR Premix Ex Taq kit，TaKaRa，Japan）进行反应，体系为25μL包括12.5μL的SYBR缓冲液，正反向引物各1μL（10mmol/L），0.5μL ROX，DNA 模板2μL，一定量的 ddH2O.采用试剂盒（MiniBEST Plasmid Purification Kit Ver.4.0，TaKaRa，Japan）回收质粒.标准曲线的建立：用 NanoDrop ND-1000（Thermo，American）分光光度计测定回收质粒的浓度（MiniBEST Plasmid Purification Kit Ver.4.0，TaKaRa，Japan）.将纯化后的质粒以10倍的浓度梯度稀释用作QPCR标准品.反应在Mx3005P实时定量PCR 扩增仪（Agilent Technologies，American）上进行，采用试剂盒（SYBR Premix Ex Taq kit，TaKaRa，Japan）进行反应，体系为25μL.1.5 登录号本研究所测得的AOB序列上传至GenBank数据库，AOB的序列登录号为：KR018127-KR018368.2.1 AOB与NOB的实时荧光定量PCR分析AOB、NOB （Nitrobacter和Nitrospira）和总菌的实时荧光定量PCR的标准曲线的效率都在90%～110%之间，相关系数均大于0.998，特异性和扩增效率都符合精确定量的要求.标准品分别如下：AOB 为8.55×101～8.55×108拷贝，Nitrobacter为1.05×102～1.05×109拷贝， Nitrospira 为1.31×102～1.31×109拷贝，总菌为4.98×101～4.98×108拷贝.表3为AOB和NOB绝对定量和相对定量的结果.5个污泥样品中总菌丰度在一个数量级上，定量范围为1.10×1010（B）～9.27×1010（D-S）cells/gMLSS.硝化菌群在总菌中的百分含量大约为1%-7%.AOB种群数量AO工艺（B）最低，为8.56×106cells/gMLSS，其它 4个污泥样品在1.20×107～4.46×107cells/gMLSS之间.倒置A2O工艺（A样品）AOB占总菌比例最高为0.3%，其他3个工艺在0.02%～0.08%之间.结合表1的进出水水质指标可以看出倒置A2O工艺的出水氨氮浓度最低（0.72mg/L），硝化效果最好.因此，AOB在总菌中的相对含量决定了水厂的硝化效果. Nitrospira在 D-S中丰度最高，达到了1.53× 109cells/gMLSS，占总菌比例为1.64%，在其他3个工艺中数量级均为108cells/gMLSS，占总菌比例为 1.36%～6.12%之间.Nitrobacter除了在样品D-S中丰度为零外，其余在1.69×107～6.78× 107cells/gMLSS之间，占总菌比例为 0.15%～0.39%之间.D-W中的总菌、AOB、Nitrospira丰度较D-S均有所降低，但Nitrobacter却由0增加到1.45×107cells/gMLSS.冬季样品（D-W）中硝化菌群丰度和百分含量的降低可能是很多城市污水处理厂冬季脱氮效果变差的主要原因.本研究AOB amoA基因定量分析的数量级大致在107～108cells/gMLSS之间，与已有的多数研究结果基本一致［7，24-25］，但略低于个别研究［26-27］.对NOB定量结果显示本研究中的城市污水处理系统中Nitrospira是NOB菌群中的优势菌属，丰度要比Nitrobacter高出一个数量级.关于AOB和NOB丰度，有的研究认为AOB和NOB在同一个数量级［16］，也有研究发现AOB丰度比NOB 低一个数量级［28］.从表3可以看出，本研究的水厂中 AOB种群丰度要比 NOB （Nitrobacter和 Nitrospira）低一个数量级.除了样品 D-S（A2O工艺），其他工艺的 Nitrospira和Nitrobacter均存在，且相差一个数量级，只有样品D-S中Nitrobacter含量为0.结合表1中D-S出水的和，计算出亚硝积累率为24%，由此推断采用A2O工艺的D水厂在夏季可能出现了短程硝化现象，并且在向短程硝化转化的过程中，Nitrobacter先于 Nitrospira被淘汰.结合表 1的运行参数发现D-S的溶解氧要明显低于其他3个工艺，低溶解氧可能是造成短程硝化的原因之一.进入冬季，由于水温降低，短程硝化向全程硝化转化，Nitrobacter又出现在D-W样品中.2.2 基于OTU的AOB系统发育分析5个amoA基因克隆文库中共得到242条amoA序列，按照 97%的相似度划分为 21个OTUs.5个污泥样品构建的 amoA基因克隆文库的Good覆盖率、Chao1丰富度估计、OTU值与估计的 Chao1值之比、香农指数见表4. 5个污泥样品的amoA基因的OTU分布如图1所示.如表 4所示，Good覆盖率最低的是 DS74.47%，但其OTU值与估计的Chao1值之比达到89%.OTU值与估计的Chao1值之比最低的是样品C75%，其Good覆盖率达到了93.88%.这两组数据说明这2个amoA克隆文库可以代表2个污水处理厂AOB的群落组成.样品A和B的 Good覆盖率均在 90%以上，OTU值与估计的Chao1值之比均为 100%.与D-S比较，D-W的OTU值与估计的Chao1值为87.76%，明显高于D-S（74.47%），数据可信度更高.高景峰等［29］对10个污水处理系统中的 AOB菌群进行研究，Good覆盖率在 65.4%～100%之间，说明本研究建立的amoA克隆文库可以代表每个污水处理厂中AOB群落组成.表4计算了5个amoA基因克隆文库中的香农指数，根据表中结果发现C样品中amoA基因多样性要低于其他样品，香农指数只有0.2.另外4个样品的香农指数在0.67～2.16之间，对比其他研究可说明本研究的 5个样品的AOB 群落多样性在正常范围之内［24-25，29］，其中D-S多样性最丰富.从图1和表4可以看出，样品C仅有3个OTU，且有2个OTU各仅含有1条序列，意味着样品C中的AOB多样性最不丰富.虽然样品A和B所含OTUs数分别为4和3，但从图1可以看出，每个样品所含序列较均匀的分布在各个 OTU，因此具有一定的生物多样性水平；样品D-S含有10个OTUs，多样性水平最高，与表4的香农指数分析一致. D-W共有6个OTU，其中有4个OTU与D-S是重复覆盖的，说明虽然污水处理系统温度发生了变化，OTU分布会有一定变化，但其优势OTU得以保留.利用21个OTUs中的代表序列建立的NJ系统发育树如图2所示.从图2可以看出有11个OTU属于N. oligotropha，有 6个OTU 属于N. europaea cluster，有2个OTU属于Nitrosomonaslike cluster，有2个OTU （仅包括3条序列）属于N. marina 和N. aestuarii.其中OTU1、OTU2、OTU3分别含有58、47、28条序列，是AOB菌群的优势OTU，属于N. oligotropha和Nitrosomonas-like cluster.2.3 AOB的系统发育树分析5个污泥样品中AOB种群分布以及相对含量如图3所示.基于 amoA基因的系统发育分析结果（图2）显示所有的序列属于Nitrosomonas，没有发现Nitrosospira cluster.AOB的分布从多到少分别为：N. oligotropha、Nitrosomonas-like cluster、N. europaea cluster、N.matina and N.aestuarii cluster.其中Nitrosomonas oligotropha cluster和Nitrosomonas-like cluster 是AOB种群中的两大优势菌群，分别占克隆文库的60.08%和29.63%，与已有研究结果一致［2，30］.从图 3可以看出，除了样品B中N.oligotropha cluster仅为2%，其余4个样品都含有N.oligotropha cluster且含量丰富.其中样品C所有的 AOB amoA序列以及样品D-W中97.96%的AOB amoA序列都属于N.oligotropha cluster.其他 2 个样品中N.oligotropha cluster占克隆文库的比例在40.43%～60.42%之间.Nitrosomonas-like cluster分布在3个样品中，并且在样品B中所占比例达到98%，在样品A和D-S中所占比例分别为39.58% 和 8.51%，在样品 C和 D-W 中未检测到.N. europaea cluster占克隆文库的9.05%，只在采用A2O工艺的样品D-S和D-W中发现，这可能与该A2O工艺进水氨氮浓度相对较高有关.而且N. europaea cluster在夏冬两季样品中的百分含量发生明显的变化，D-S中 N. europaea cluster占AOB总量的 44.68%，是优势 AOB菌属，但在D-W样品中降到了2.04%.在其他3个工艺中并未检测到N. europaea cluster.另外，在D-S样品中发现了少量的N.matina和N.aestuarii cluster.比较样品D-S和D-W的AOB群落结构，一个明显的变化特征是进入冬季后，原本处于优势的N. europaea cluster明显减少，而N. oligotropha cluster显著增多，达到AOB总量的98%.因此，冬季水厂硝化效果变差的原因除了与硝化菌群丰度降低有关，还可能与上述AOB群落结构的变化有关.如前所述，样品D-S所在的污水处理厂夏季出现较高的亚硝酸盐积累率，这可能与夏季样品中N. europaea cluster的优势地位有关；冬季随着短程现象的消失，N. europaea cluster含量减少.有研究认为N. europaea 有优先利用亚硝酸盐作为电子受体的能力［30-31］，经过低 DO驯化的短程硝化活性污泥中以N. europaea为主［32］.从表1可以看出，4种工艺中，D-S样品所在的A2O工艺 DO值最低，仅为 1.8mg/L，远低于其他 3种工艺（3～6mg/L）.而且只有A2O工艺（D-S和D-W）中出现了N. europaea，并在样品D-S克隆文库中所占比例达到44.69%.冬季短程硝化逐渐变为全程硝化，隶属于NOB的Nitrobacter重新出现，同时系统内N. europaea cluster大量消失，在样品D-W中仅占AOB总量的2%.由此可以推测低DO运行使N. europaea成为优势AOB可能是D-S出现短程硝化的原因.3.1 本研究的城市污水处理厂活性污泥样品中优势 AOB和 NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira.硝化菌群达到总菌群的 1%～7%，其丰度，尤其是AOB在总菌中的相对含量决定了系统的硝化效果.AOB丰度比NOB丰度低一个数量级.NOB 菌群中的Nitrospira丰度比Nitrobacter丰度高一个数量级，是明显的优势NOB.3.2 本研究的活性污泥样品中的 AOB全部隶属于Nitrosomonas，其中N. oligotropha cluster是AOB 中的优势菌属，占克隆文库的 60%. Nitrosomonas-like cluster次之，占克隆文库的30%. N. europaea cluster只出现在A2O工艺中. 3.3 A2O工艺冬季AOB和Nitrospira丰度的降低是导致冬季生物脱氮效果变差的原因.A2O工艺夏季污泥样品中N. europaea cluster占该克隆文库的 44.7%，是优势 AOB.低 DO运行使 N. europaea cluster成为优势AOB是A2O工艺夏季出现较高亚硝酸盐积累率的主要原因.China Environment Science， 2015，35（11）：3257～3265【相关文献】［1］ Yin J， Xu W F. Ammonia biofiltration and community analysis of ammonia-oxidizing bacteria in biofilters ［J］. Bioresource Technology， 2009，100（17）：3869-3876.［2］ Purkhold U， Pommerening-röser A， Juretschko S. Phylogeny of all recognized species of ammonia oxidizers based on comparative 16S rRNA and amoA sequence analysis：implications for molecular diversity surveys ［J］. Applied Environmental Microbiology， 2000，66（12）：5368-5382.［3］ Orso S， Gouy M， Navarro E， et al. Molecular phylogenetic analysis ofNitrobacter spp. International Journal of Systematic Bacteriology， 1994，44：83-86. ［4］ Ye L， Zhang T. 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SBR工艺在城市污水处理厂的应用
SBR工艺在城市污水处理厂的应用SBR工艺在城市污水处理厂的应用随着城市化进程的加快，城市污水处理成为城市发展的重要环节。
传统的城市污水处理方法存在着处理效果不佳、占地面积大、运营成本高等问题，因此寻求一种高效、节能、环保的新型污水处理工艺显得尤为重要。
SBR（Sequencing Batch Reactor，顺序批处理反应器）工艺作为一种先进的污水处理技术，具有投资少、运行稳定、适应性强等优势，逐渐成为城市污水处理厂的热门选择。
SBR工艺是一种将水处理过程分成若干批次、通过控制搅拌、曝气、沉淀等步骤，使污水逐步进行生化、沉淀、离心等反应的工艺。
其主要原理是通过控制反应器内的搅拌、曝气等束Us和时间，使菌群在不同的氧环境中发生代谢反应，最终达到去除污染物的目的。
相比传统工艺，SBR工艺的突出特点主要体现在以下几个方面：首先，SBR工艺可以高效去除污染物。
反应器内生物菌群受到搅拌和曝气的刺激，使菌群与污水颗粒充分接触，加快生化反应速率。
而且SBR工艺采用了顺序批处理的模式，每批处理时间长，有利于生化过程的彻底进行，确保污染物的完全去除。
研究数据显示，通过SBR工艺处理后，COD（化学需氧量）和NH3-N（氨氮）的去除率可以达到90%以上。
其次，SBR工艺占地面积小，适应性强。
传统的处理工艺通常需要设立多个处理单元，占地面积大。
而采用SBR工艺后，其一体化程度高，可以将反应器、曝气设备、沉淀池等功能放置在同一个结构中，大大节省了空间。
此外，SBR工艺还具有较强的抗冲击负荷能力，可以适应不同季节和污水水质的变化。
再次，SBR工艺运行成本低。
由于SBR工艺采用顺序批处理的方式，可以根据实际需要调整处理周期和反应时间，不仅减少了反应器内的能耗，还提高了整体的处理效率。
而且SBR工艺不需要额外的化学药剂，能够通过菌群的生化作用达到去除污染物的目的，降低了运营成本。
最后，SBR工艺具有较强的适应性和可操作性。
污水中存在的病原微生物
污水中存在的病原微生物1、污水中病原微生物种类及危害生活污水中含有多种致病微生物，包括贾第鞭毛虫（Giardia lamblia）、隐孢子虫（Cryptosporidium sp.）、沙门氏菌（Salmonella sp.）、志贺氏菌（Shigella sp.）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、肠道病毒（Enterovirus）、甲型肝炎病毒（Hapatitis A virus）、脊髓灰质炎病毒（Polioviruses，PV）、柯萨奇病毒（Coxsackie viruses）和埃可病毒（Enteric Cytopathogenic Human Orphan virus,ECHO virus）等，是传播疾病的主要媒介。
水体中的病原微生物主要来源于人畜粪便及生活污水污染，从种类上可划分为细菌、病毒和原生动物三大类。
表1- 1列举了城市污水中常见的病原微生物及其危害。
其中肠道病毒泛指可经由肠道粪便途径传播的病毒的总称，肠道病毒的传播通常有三种方式：人与人接触传染；经污染有粪便的水媒传播；经污染的食物传播，而食物的污染通常由污染的水所致。
一般的污水处理虽可去除部分病原微生物，但仍有相当数量继续存在，如果病原微生物在污水处理系统中得不到高效去除，进入自然环境后会对人类健康存在潜在威胁。
进入环境中的病原体可在不同的条件下存活相当长的时间，取决于光照、温度、pH等外部条件，病原体在不同环境下的存活情况如表1- 2所示，其中病毒在污水、自来水、土壤中存活可达数月之久。
2、指示微生物的选择由于目前缺乏对所有病原微生物进行有效定量分离的方法，并且直接检测水中的各种病原微生物方法较为复杂且安全性较差，检测污水中所有的病原微生物是不切合实际的。
可行的方法是检测既能指示粪便污染又能反映污水处理和消毒效果的微生物。
生物学综合指标主要是用来评价和控制再生水中的病原微生物，预防流行性传染病的大范围爆发。
如从病原微生物的分类出发，分别从细菌、病毒、寄生虫中选出有代表性的指示生物，对于评价水质的生物学安全性具有重要意义。
城镇污水处理厂污染物排放标准
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918 - 2002)前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，促进城镇污水处理厂的建设和管理，加强城镇污水处理厂污染物的排放控制和污水资源化利用，保障人体健康，维护良好的生态环境，结合我国《城市污水处理及污染防治技术政策》，制定本标准。
本标准分年限规定了城镇污水处理厂出水、废气和污泥中污染物的控制项目和标准值。
本标准自实施之日起，城镇污水处理厂水污染物、大气污染物的排放和污泥的控制一律执行本标准。
排入城镇污水处理厂的工业废水和医院污水，应达到gb8978《污水综合排放标准》、相关行业的国家排放标准、地方排放标准的相应规定限值及地方总量控制的要求。
本标准为首次发布。
本标准由国家环境保护总局科技标准司提出并归口。
本标准由北京市环境保护科学研究院、中国环境科学研究院负责起草。
本标准由国家环境保护总局2002 年12 月2 日批准。
本标准由国家环境保护总局负责解释。
1. 范围本标准规定了城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置(控制)的污染物限值。
本标准适用于城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置（控制）的管理。
居民小区和工业企业内独立的生活污水处理设施污染物的排放管理，也按本标准执行。
2. 规范性引用文件下列标准中的条文通过本标准的引用即成为本标准的条文，与本标准同效。
gb3838 地表水环境质量标准gb3097 海水水质标准gb3095 环境空气质量标准gb4284 农用污泥中污染物控制标准gb8978 污水综合排放标准gb12348 工业企业厂界噪声标准gb16297 大气污染物综合排放标准hj/t55 大气污染物无组织排放监测技术导则当上述标准被修订时，应使用其最新版本。
3. 术语和定义3.1 城镇污水（municipal wastewater）指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。
城市污水处理规范污水处理厂和排放标准要求
城市污水处理规范污水处理厂和排放标准要求城市污水处理一直是环境保护的重要领域之一，对于污水处理厂和排放标准的规范要求尤为关键。
本文将介绍污水处理厂的工作原理和常见的处理方法，以及排放标准的相关要求。
一、污水处理厂的工作原理污水处理厂是用来将城市污水进行净化处理的重要设施。
它的主要工作原理包括以下几个步骤：1. 污水收集：城市的污水通过下水道系统被输送到污水处理厂，然后被集中收集起来。
2. 初级处理：在初级处理阶段，污水经过网格过滤、沉砂池和调节池等设备的作用，去除大颗粒、沉淀物和悬浮固体等杂质。
3. 次级处理：次级处理主要采用生物处理技术，包括活性污泥法、人工湿地和人工曝气等方法。
这些方法可以有效分解有机物和改善水质。
4. 深度处理：深度处理是对次级处理后的水质进行进一步净化的过程。
其中，常见的方法包括化学沉淀、吸附剂和紫外线消毒等手段。
5. 净水排放：经过以上处理步骤后，污水中的污染物已经被大幅度去除，可以安全地排放到河流或海洋中，或者用于灌溉和工业用水等。
排放后的水质应符合国家相关标准。
二、污水处理的常见方法为了更好地解决城市污水处理问题，不同的污水处理方法也得到了广泛应用。
以下是污水处理常见的方法：1. 生物滤池：生物滤池利用生物膜或生物袋等介质，通过微生物的作用将有机物质降解成二氧化碳和水，从而实现水质的净化。
2. 活性炭吸附：活性炭吸附是一种物理吸附方法，利用其大孔结构和表面活性，有效去除水中的有机污染物和异味物质。
3. 膜分离技术：膜分离技术包括超滤、微滤和逆渗透等技术，通过不同孔径的膜材料，可以有效去除污水中的微生物、胶体和颗粒物。
4. 化学法：化学法主要是通过加入化学药剂，例如氯化铁、聚合氯化铝等，对污水中的磷、氮等物质进行沉淀或吸附，从而达到净化水质的目的。
三、城市污水排放标准的要求为了保护环境和人类的健康，国家对城市污水排放的标准有严格要求。
以下是常见的排放标准要求：1. 水质标准：污水处理后的排放水应符合国家和地方规定的水质标准，包括悬浮固体、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮和总磷等指标。
毕业论文—现代化的城镇污水处理厂-精品
毕业论文—现代化的城镇污水处理厂-精品现代化的城镇污水处理厂随着城镇化进程的加速，城市污水问题愈发凸显。
城市污水处理已成为环保领域中最关键的环节之一。
现代化的城镇污水处理厂不仅能够有效地处理污水、提高水资源利用率，还能减少环境污染、保障公众健康，因此得到了广泛的应用和广泛的认可。
现代化城镇污水处理厂的概念现代化城镇污水处理厂是指一种采用现代科学技术和先进的设备工艺，对城镇排放的污水进行完整的处理过程，以实现其水质达标排放或满足再利用的目的，从而实现对水资源的可持续利用和保护环境的作用。
现代化城镇污水处理厂的主要工艺（1）初级处理：通过格栅、沉淀池、泵站等设施，将污水中的大颗粒杂物、泥沙、油类等物质去除，使水质达到中等水平，为后续处理工艺做准备。
（2）生物处理：将初级处理后的污水输送到生物处理池中，通过菌群的作用，将水中的有机物质、氮、磷等成分降解，使水质得到进一步提高。
（3）二级处理：将生物处理后的污水进一步处理，通过沉淀、过滤等工艺对残留污染物进行去除，离子交换等技术对污水的重金属、微量元素进行去除，以达到排放要求。
（4）三级处理：通过高级氧化、消毒、臭味处理等技术，对处理后的污水进行最终加工，以保证其水质符合相关接受标准要求。
现代化城镇污水处理厂的优势与意义（1）节约资源，减少污染现代化城镇污水处理厂对城市污水进行整体处理，可实现垃圾资源的有效利用和重金属污染的去除，最大限度地减少水资源的浪费和环境污染的发生。
（2）保障公众健康，提高生活质量现代化城镇污水处理厂通过排放前后水质检测，保证排放出来的水质符合相关标准，有效地避免了城市污水污染对大众健康的威胁，可以有效地提高公众的生活质量。
（3）降低成本，提高效率现代化城镇污水处理厂采用自动化流程控制等技术手段，可以实现减少人工操作，降低人工成本，提高处理效率，使得污水处理更加经济环保。
结语现代化城镇污水处理厂已经成为各地城市化建设的重要环节，这种处理方式技术先进、节约资源、污染少、实现了循环利用和保护环境的目的，是城市道路、工厂、农田等重要场所进行排水处理的必然选择。
《城镇污水处理厂污染污染物排放标准》
表1 标准的分级和处理工艺与受纳水体功能的对应关系 项目 一级标准 二级标准 三级标准
A标准 B标准
处理工艺 深度处理 二级强化处理 常规二级处理 一级强化处理
受纳水
体功能 资源化利用
基本要求、
景观用水 地表水Ⅲ类、
海水Ⅱ类、
湖、库等 地面水Ⅳ、
Ⅴ类、海水Ⅲ、
Ⅳ类水域 非重点流域、
非水源保护区
建制镇水体
4.2.1 一级标准的A标准
一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小或无稀释能力的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的 A标准。
污泥中的厌氧微生物群落结构及抗生素抗性基因
污泥中的厌氧微生物群落结构及抗生素抗性基因摘要：污水处理厂中抗生素的来源包括人们的日常使用，畜牧业、水产养殖业以及医疗和制药过程中药物残留及排放，而抗生素的存在会诱导产生抗生素抗性基因（ARGs），这使得污水处理厂特别是活性污泥成为巨大的抗性基因库。
ARGs通过基因水平转移扩散到病原微生物会威胁人类健康。
污泥作为污水处理厂的主要副产物，其产量在2017年已达4.328×107t(含水率80%计)[1]。
剩余污泥一般含有大量有机物、重金属和病原体，若未得到妥善处置将严重威胁环境。
目前，有多种技术可对污泥进行资源化利用，如燃烧、热解和厌氧消化[2]，其中厌氧发酵是污泥资源化利用的重要途径。
1.污泥中常见的厌氧微生物群落分布污泥在厌氧消化过程中主要涉及水解酸化细菌和产甲烷古菌。
其中，水解酸化细菌在污泥厌氧消化过程中发挥作用。
水解细菌能将污泥中的碳水化合物、蛋白质和脂质转化为简单的溶解性单体物质，酸化细菌能将水解产物进一步转化为酸性产物（挥发性脂肪酸），从而为微生物的生长提供碳源。
显然，细菌不仅对污泥中有机物的水解和酸化起关键作用，而且还会影响厌氧消化的效率。
以往的研究发现，古菌在厌氧体系中约占微生物总量的10%[3]。
细菌在微生物总量中所占比例高于古菌，所以细菌群落结构的变化会影响古菌群落[4]。
根据Ahring的报道，厌氧微生物至少涵盖了20个门的细菌，包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、螺旋体门(Spirochaetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)等。
在上述菌群中，Bacteroidetes和Firmicutes是水解过程中主要的菌群；Chloroflexi、Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes是酸化过程中主要的菌群[5]。
某城市污水处理厂工艺设计
某城市污水处理厂工艺设计城市污水处理厂工艺设计（日处理6万方）为了解决城市日益增长的污水处理需求，设计一座日处理6万方的污水处理厂是当务之急。
该工艺设计需要充分考虑处理效率、环境友好以及运行成本等方面的要求。
首先，污水处理厂的工艺设计应包括污水收集、预处理、生物处理、沉淀池、消毒等工艺单元。
污水收集利用废水管网将城市各个区域的生活、工业和雨水污水引导至处理厂。
预处理单元包括格栅污水除磷机、污泥泵等设备，用来去除固体悬浮物和颗粒物，减少对后续处理单元的影响。
生物处理单元采用曝气式好氧生物滤池，通过生物菌群对污水中的有机物进行降解和去除，以及对氮和磷等营养物质的去除；同时，在设计中也应考虑技术先进、空间利用率高的新型处理设备，以提高处理效率和降低运行成本。
沉淀池单元负责污水中的悬浮物、泥沙等颗粒物的沉淀，用于进一步净化污水。
最后，消毒单元使用紫外线或氯消毒工艺，对处理后的水进行杀菌和消毒，以确保出水水质达标。
其次，污水处理厂的工艺设计还要考虑环境友好的要求。
在设计中应注重污泥和废水的处理与利用，采用合理的处理工艺和设备，减少对环境的污染和资源的浪费。
例如，采用高效的污泥浓缩技术，将产生的污泥减量处理，可以将部分污泥用于发电或农用肥料等资源化利用。
同时，要合理选择建筑材料，减少工程的废弃物和能源的消耗，提高工程的可持续性。
此外，污水处理厂的工艺设计还要充分考虑运行成本的控制。
在设计和选型中，应选择技术先进、能耗低、运行费用少的设备和工艺，以降低运营成本。
例如，在生物处理单元中，充分利用生物菌群的降解和去除能力，减少外部能源的消耗。
同时，合理控制设备的操作和运行参数，减少能源和药剂的消耗。
此外，还应考虑预留适量的设备冗余和维护通道，以提高设备运行的稳定性和可靠性。
总之，城市污水处理厂工艺设计（日处理6万方）需要综合考虑处理效率、环境友好以及运行成本等方面的要求。
通过采用合理的工艺单元、先进的设备和科学的运行管理，可以实现高效、环保和经济的污水处理。
污水处理厂污泥细菌总数和粪大肠菌群的检测
污水处理厂污泥细菌总数和粪大肠菌群的检测作者：史晓珑闫海霞来源：《北方环境》2013年第11期摘要：分别采用《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T 221-2005 ）中平皿计数法和多管发酵法检测分析呼和浩特市周边7个城镇污水处理厂、关键词：污水处理厂；污泥；细菌总数；粪大肠菌群中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号1007-0370（2013）11-0022-03污水处理厂污泥是污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，其中含有大量需氧菌、兼性厌氧菌和异养菌。
国家环保总局2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002 ），特别增加了污泥控制标准的内容，要求城镇水处理厂的污泥应进行稳定化处理，并提出了控制指标。
2005年中华人民共和国建设部发布的《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T 221-2005 ） [1]为检测城市污水处理厂污泥提供技术方法。
我国目前执行的标准是2009年发布的《城镇污水处理厂污泥泥质》（GB24188-2009）。
测定污泥中细菌总数和粪大肠菌群对判断污泥被污染程度、污水处理厂污泥排放是否符合标准具有重要的意义。
1 材料与方法1.1 仪器和试剂营养琼脂培养基、乳糖蛋白胨培养基以及EC 培养液的配制参见《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T 221-2005 ） [1]。
1.2 样品的采集与预处理1.3 污泥中细菌总数的检测方法1.4 污泥中粪大肠菌群的检测方法2 结果与分析2.1 污泥中细菌总数计数和报告结果细菌总数是以每个平皿菌落的总数或平均数乘以稀释倍数得来的。
各种不同情况的计算方法亦不同，详见《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T 221-2005 ）[1]。
检测结果见表1，呼和浩特市7个城镇污水处理厂、2个制药企业以及2个乳制品企业污泥样品的细菌总数为1.0×106～1.3×108个/g，其中细菌含量最高的是乳制品企业1污泥样品，最低的是污水处理厂4污泥样品。
污水中存在的病原微生物
污水中存在的病原微生物1、污水中病原微生物种类及危害生活污水中含有多种致病微生物，包括贾第鞭毛虫（Giardia lamblia）、隐孢子虫（Cryptosporidium sp.）、沙门氏菌（Salmonella sp.）、志贺氏菌（Shigella sp.）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、肠道病毒（Enterovirus）、甲型肝炎病毒（Hapatitis A virus）、脊髓灰质炎病毒（Polioviruses，PV）、柯萨奇病毒（Coxsackie viruses）和埃可病毒（Enteric Cytopathogenic Human Orphan virus,ECHO virus）等，是传播疾病的主要媒介。
水体中的病原微生物主要来源于人畜粪便及生活污水污染，从种类上可划分为细菌、病毒和原生动物三大类。
表1- 1列举了城市污水中常见的病原微生物及其危害。
其中肠道病毒泛指可经由肠道粪便途径传播的病毒的总称，肠道病毒的传播通常有三种方式：人与人接触传染；经污染有粪便的水媒传播；经污染的食物传播，而食物的污染通常由污染的水所致。
一般的污水处理虽可去除部分病原微生物，但仍有相当数量继续存在，如果病原微生物在污水处理系统中得不到高效去除，进入自然环境后会对人类健康存在潜在威胁。
进入环境中的病原体可在不同的条件下存活相当长的时间，取决于光照、温度、pH等外部条件，病原体在不同环境下的存活情况如表1- 2所示，其中病毒在污水、自来水、土壤中存活可达数月之久。
2、指示微生物的选择由于目前缺乏对所有病原微生物进行有效定量分离的方法，并且直接检测水中的各种病原微生物方法较为复杂且安全性较差，检测污水中所有的病原微生物是不切合实际的。
可行的方法是检测既能指示粪便污染又能反映污水处理和消毒效果的微生物。
生物学综合指标主要是用来评价和控制再生水中的病原微生物，预防流行性传染病的大范围爆发。
如从病原微生物的分类出发，分别从细菌、病毒、寄生虫中选出有代表性的指示生物，对于评价水质的生物学安全性具有重要意义。
污水处理中的微生物菌群调控
污水处理中的微生物菌群调控在当今社会，污水处理是一项至关重要的工作，它对于保护环境、保障人类健康以及促进可持续发展都具有深远的意义。
而在污水处理的过程中，微生物菌群调控扮演着不可或缺的角色。
要理解微生物菌群调控在污水处理中的作用，首先得明白污水中都有哪些污染物。
污水中的污染物种类繁多，包括有机物、氮、磷、重金属等。
这些污染物如果未经处理直接排放到环境中，将会对水体、土壤和生态系统造成严重的破坏。
微生物菌群就像是一支“环保特种部队”，它们在污水处理中各显神通。
不同的微生物有着不同的“技能”和“职责”。
比如，有些微生物擅长分解有机物，将其转化为二氧化碳和水；有些则专门负责去除氮元素，将其从有害的形式转化为无害的氮气；还有的微生物专注于去除磷元素，降低水体富营养化的风险。
然而，这些微生物菌群并不是自发地就能高效工作的。
为了让它们发挥最大的作用，我们需要对其进行调控。
调控微生物菌群，首先得为它们创造一个适宜的生存环境。
这就像是给士兵们提供一个舒适的营地一样。
温度、酸碱度、溶解氧等环境因素都对微生物菌群的生长和代谢有着重要的影响。
如果环境条件不合适，微生物菌群可能会变得“萎靡不振”，工作效率低下。
就拿温度来说，不同的微生物菌群都有其最适宜的生长温度范围。
在这个范围内，它们的代谢活动最为旺盛，处理污水的能力也最强。
如果温度过高或过低，微生物的活性就会受到抑制，甚至可能死亡。
酸碱度也是如此，过酸或过碱的环境都会影响微生物的正常生理功能。
除了环境因素，营养物质的供给也是微生物菌群调控的关键。
微生物的生长和代谢需要各种营养元素，如碳、氮、磷等。
如果这些营养元素的比例失衡，微生物的生长和代谢就会受到影响，从而影响污水处理效果。
在实际的污水处理过程中，我们还可以通过添加特定的微生物菌剂来优化微生物菌群的组成。
这些菌剂中往往含有高效的微生物菌株，能够快速适应污水环境并发挥作用。
但是，添加菌剂也需要谨慎，要确保菌剂的安全性和有效性，避免引入新的污染或对生态系统造成不良影响。
城镇污水处理厂污泥处置标准
序号 1 分类 污泥土地利用 范围 农用（CJ/T309-2009） 备注 农用肥料、农田土壤改良材料 PH 5.5-9 6.5-8.5/5.5-7.8 6.5-10 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0 含水率 ≦60% <40% <65% ≦60% <45% 35-80% 5-35% 35-80% 5-35% 80% ≦40%
2污泥填埋3污泥建 Nhomakorabea材料利用
5.0-10.0 5.0-10.0 5.0-10.0
<50% <80% <80%
4
污泥焚烧
在专门污泥焚烧炉焚烧（干化焚烧、进干化系统） 与垃圾混合焚烧 利用工业过滤焚烧 送火力发电厂焚烧 与生活垃圾一同焚烧 利用工业锅炉焚烧 利用火电厂锅炉焚烧
臭度
总养分 ≧3% ≧3%
有机物含量 ≧20% ≧25% ≧10%
粪大肠菌群值 ≧0.01 >0.01 >0.01
细菌总数
蛔虫卵死亡率 ≧95% >95%
其他
<2级
≧1%
<108MPN/KG
>95%
<2级
>0.01
>95%
横向剪切强度>25KN/㎡
>0.01
>95%
烧失量<50%
>50% >50% >50%
低位热值KJ/KG 低位热值KJ/KG 低位热值KJ/KG
园林绿化（GB/T 23486-2009）造林、育苗和园林绿化等的基质或肥料 土地改良（GB/T 24600-2009）盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良材料 单独填埋 在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处理 城市生活垃圾填埋场进行混合填埋(混合比≦8%) 混合填埋（GB/T 23485-2009） 城市生活垃圾填埋场覆盖材料利用 特殊填埋 填地和填海造地 1000-3000吨（添加比例<10%） 1000-3000吨（添加比例10-20%） 制水泥添加料制水泥的部分原 3000吨以上（添加比例<15%） 料或添加料（CJ/T314-2009） 3000吨以上（添加比例<15-25%） 湿法工艺无限制（添加比例<30%） 制砖（CJ/T291－2008） 制轻质骨料 制其他建筑材料 制砖的部分原料或添加料(混合比≦10%) 制轻质骨料（陶粒）的部分原料 制生化纤维板等其他建筑材料的部分原料 在专门污泥焚烧炉焚烧(自持焚烧) 单独焚烧(GB/T 24602-2009） 在专门污泥焚烧炉焚烧（助燃焚烧）
污水处理常见微生物及指示.
八、微生物8.1、微生物指示活性污泥主要由四部分组成：①具有代谢功能的活性微生物群体；②微生物内源呼吸自身氧化的残留物；③被污泥絮体吸附的难降解有机物；④被污泥絮体吸附的无机物。
具有代谢功能的活性微生物群体包括细菌、真菌、原生动物、后生动物等，而其中细菌承担了降解污染物的主要作用。
活性污泥中的细菌以异养型的原核细菌为主，对正常成熟的活性污泥，每毫升活性污泥中的细菌数大致在10^7～10^9个。
细菌是以溶解性物质为食物的单细胞微生物。
在活性污泥中形成优势的细菌与污水中的污染物性质和活性污泥法运行操作条件有关。
活性污泥中常见的优势苗种有；产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、动胶杆菌属、假单胞菌属、丛毛单胞菌属、大肠埃氏杆菌屑等。
活性污泥中一些细菌，如枝状动胶杆菌、腊状芽孢杆菌、黄杆菌、放线形诺卡亚氏菌、假单胞苗等细菌具有分泌黏着性的物质能力，这些黏着性的物质提供了使细菌互相黏结、形成菌胶团的条件。
菌胶团对污水中微小颗粒和可溶性有机物有一定的吸附和黏结作用，促进形成活性污泥絮体。
真菌是多细胞的异养型微生物，属于专性好氧微生物，以分裂、芽殖及形成孢子等方式生存。
真菌对氮的需求仅为细菌的一半。
活性污泥法中常见的真菌是微小的腐生或寄生的丝状菌，它们具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能。
如果大量出现，会产生污泥膨胀现象，严重影响活性污泥系统的正常工作。
真菌在活性污泥法中出现往往与水质有关。
肉足类、鞭毛类、纤毛类是活性污泥中常见的三类原生动物。
原生动物为单细胞生物，以二分裂法繁殖，大多为好氧化能异养型菌，它们的主要食物对象是细菌。
因此，处理水的水质和活性污泥中细菌的变化直接影响原生动物的种类和数量的变化。
在活性污泥法的运行初期，以肉足虫类、鞭毛虫类为主，然后是自由游泳的纤毛虫类，当活性污泥成熟，处理效果良好时，匍匐型或附着型的纤毛虫类占优势。
原生动物个体较大，通过显微镜能够观察到，可作为指示生物，在活性污泥法的应用中，常通过观察原生动物的种类和数量，间接地判断污水处理的效果。
污水处理菌种
污水处理菌种一、任务背景随着城市化进程的加快和人口的增长，城市污水处理成为一个日益重要的问题。
污水处理是将污水中的有害物质转化为无害物质的过程，其中菌种的选择和应用是污水处理过程中的关键因素之一。
本文将针对污水处理菌种的选择和应用进行详细介绍。
二、菌种选择1. 厌氧菌种厌氧菌种是指在无氧环境下能够进行代谢活动的菌种。
常用的厌氧菌种有甲烷菌、硫酸盐还原菌等。
甲烷菌能够将有机物质分解为甲烷气体，适用于处理含有大量有机物质的污水。
硫酸盐还原菌能够将硫酸盐还原为硫化物，适用于处理含有硫酸盐的污水。
2. 好氧菌种好氧菌种是指在有氧环境下进行代谢活动的菌种。
常用的好氧菌种有硝化菌、硝酸盐还原菌等。
硝化菌能够将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，适用于处理含有氨氮的污水。
硝酸盐还原菌能够将硝酸盐还原为氮气，适用于处理含有硝酸盐的污水。
3. 好氧-厌氧菌种好氧-厌氧菌种是指既能在有氧环境下进行代谢活动，又能在无氧环境下进行代谢活动的菌种。
常用的好氧-厌氧菌种有厌氧氨氧化菌、反硝化菌等。
厌氧氨氧化菌能够将氨氮氧化为亚硝酸盐，在有氧环境下进一步氧化为硝酸盐，适用于处理含有氨氮的污水。
反硝化菌能够将硝酸盐还原为氮气，适用于处理含有硝酸盐的污水。
三、菌种应用1. 污水处理厂污水处理厂是污水处理的重要设施，菌种的应用在其中起着关键作用。
根据不同的处理工艺和要求，可以选择合适的菌种组合。
例如，对于含有高浓度有机物质的污水，可以选择甲烷菌和厌氧氨氧化菌的组合；对于含有硝酸盐的污水，可以选择硝化菌和反硝化菌的组合。
2. 工业废水处理工业废水中常含有各种有机物质和重金属等污染物，菌种的选择和应用对工业废水处理具有重要意义。
根据废水的特点和处理要求，可以选择适合的菌种进行处理。
例如，对于含有重金属的废水，可以选择具有重金属耐受性的菌种进行处理。
3. 农田灌溉将经过处理的污水用于农田灌溉可以实现资源的循环利用。
在农田灌溉中，菌种的选择和应用能够促进土壤肥力的提高和农作物的生长。
污水处理中的微生物原理
污水处理中的微生物原理编辑说明：此章在很多书上都有涉及，但深层次讲解的少，编写此章的目标是，使入门者真正理解各类微生物特点和会用生物相分析系统环境，使本章作为中控室、化验室观测生物相的必要知识。
编写时要注意多涉猎专业书籍，结合微生物学和一些论文，力图达到不仅知道结论，还要深究原因。
我们在第三章已经说过: 生物处理方法的核心（或者说城镇污水处理厂的运行核心）是，使用设施、设备，控制曝气量、水量、污泥量、营养物质等，创造出适宜微生物存活和生长的环境，并有意的引导微生物的生长向我们需要去除的污染物性质方向发展，最终达到污水处理的目的。
所以，凡是采用了微生物处理方法的城镇污水处理厂，微生物原理是污水处理的核心知识，一个好的运营师，可以通过微生物的状态和变化就可判断外部环境、内部环境的各种变化，并提前采取措施将出现的问题苗头消灭。
在活性污泥法中，微生物生活于活性污泥中，在生物膜法中，微生物生活于生物膜中，存在地方虽不一样，但生物种群是基本一致的。
另：微生物种群非常多，按世代期（可理解为生长周期）分，从几个小时长一代到几十天长一代不等，活性污泥是由人为控制泥龄的，一般在10～25天之间，不会超过30天，所以种群是人为遴选优化过的，具有去除污染物针对性更强，但难以降解的污染物去除效果不好的特点；而生物膜法的污泥变化是由生物自行生长脱落决定的，所以各种世代期不同的种群在理论上均有存在，具有去除污染物更彻底，但处理量有限制的特点。
在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。
在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块也称为菌胶团，这是广义的菌胶团。
如上所述，菌胶团是活性污泥（绒粒）的结构和功能的中心，表现在数量上占绝对优势（丝状膨胀的活性污泥除外），是活性污泥的基本组分。
它的作用表现在：1、有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力。
一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。
多管发酵法测定城市污水处理厂污泥中大肠菌群精密度的验证
监测的过程中一定要根据细菌学监测的特殊性以及大肠菌群测试特性分布及监测过程存在的问题，要提出强化质量控制，并且对环境卫生防护有一定的对策和措施。
同时也应该强化监测人员环境卫生安全的防患意识，进入实验室要穿戴防护服和防护器具，避免人体与实验废液直接接触。
同时在检测的过程中，尽量采用一次性实验器皿用具，实验固体废弃物，按照传染病医院医疗固体废弃物处置方法来进行处置。
1 材料与方法1.1 仪器与试剂乳糖蛋白胨培养液、伊红美蓝培养基、革兰氏染液、松柏油和无菌生理盐水。
恒温培养箱、高压蒸汽灭菌锅、冰箱、酒精灯、振荡器、可调式电炉、天平(感量0.01g)。
1.2 试验方法1.2.1 空白试验不加污泥样品，按照试样测定的全部步骤，进行大肠菌群的测定，接种培养后无产酸产气，即空白检验合格。
1.2.2 样品的采集与预处理采集天津市周边20个污水处理厂污泥，含水率范围为69.6%～95.4%。
现场将污泥采集于经干热灭菌处理的广口玻璃瓶中，采集后保存于4℃冷藏箱中，于24h 内送检。
称取污泥样品1.00g ，放入装有9mL 灭菌生理盐水的试管内，充分摇匀，制成1:10的均匀菌液。
再将此菌液倒入装有90mL 生理盐水的三角瓶中摇匀，制成1:100的均匀菌液，如此操作，依次配制10倍稀释菌液。
0 引言污水处理厂污泥是污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物，其中含有大量需氧菌和异养菌[1]。
我国污水处理厂对污泥稳定化处理中粪大肠菌群的限值规定执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》。
目前，对于污泥中粪大肠菌群的检测以多管发酵法较为普遍，本文依据CJ/T 221—2005《城市污水处理厂污泥检验方法》对多管发酵法测定污泥中粪大肠菌群进行了精密度和准确度的验证，为该方法的可靠性和准确性提供了技术支持。
本文是通过采用多管发酵法对总大肠菌群来进行对比实验，比较它们结果的一致性。
要测定污泥中细菌总数对判断污泥被污染程度，污水处理厂污泥排放是否符合标准，具有重要的意义。
污水处理菌种
污水处理菌种标题：污水处理菌种引言概述：污水处理是一项重要的环境保护工作，而菌种在污水处理中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍污水处理中常用的菌种及其作用。
一、厌氧菌种1.1 厌氧菌的特点：厌氧菌是一类在缺氧环境下生长的微生物，主要通过厌氧呼吸进行代谢。
1.2 厌氧菌的作用：厌氧菌在污水处理中主要负责分解有机物质，将有机物质转化为甲烷等气体。
1.3 厌氧菌的应用：厌氧菌种常被用于污水处理厌氧消化池中，帮助降解有机废物。
二、好氧菌种2.1 好氧菌的特点：好氧菌是一类在氧气充足的环境下生长的微生物，通过好氧呼吸进行代谢。
2.2 好氧菌的作用：好氧菌能够有效分解有机物质，降解氨氮等有害物质，同时产生二氧化碳和水。
2.3 好氧菌的应用：好氧菌种常被用于生物接触氧化池等环节，帮助去除有机物质和氨氮。
三、硝化细菌3.1 硝化细菌的特点：硝化细菌是一类能够将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮的微生物。
3.2 硝化细菌的作用：硝化细菌在污水处理中能够有效去除氨氮，减少水体富营养化。
3.3 硝化细菌的应用：硝化细菌常被用于硝化池等环节，帮助提高污水处理效率。
四、反硝化菌4.1 反硝化菌的特点：反硝化菌是一类能够将硝态氮和亚硝态氮还原为氮气的微生物。
4.2 反硝化菌的作用：反硝化菌在污水处理中能够有效去除硝态氮和亚硝态氮，减少氮污染。
4.3 反硝化菌的应用：反硝化菌种常被用于反硝化池等环节，帮助提高氮污染的处理效率。
五、混合菌群5.1 混合菌群的特点：混合菌群是由多种不同种类的菌组成的微生物群落。
5.2 混合菌群的作用：混合菌群能够协同作用，提高污水处理效率，同时增加系统的稳定性。
5.3 混合菌群的应用：混合菌群常被用于污水处理系统中，通过多种菌种的协同作用，达到更好的处理效果。
结论：污水处理中的菌种种类繁多，各具特点，通过合理利用不同种类的菌种，可以提高污水处理效率，减少对环境的污染。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解污水处理中菌种的作用和应用。
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城市污水处理厂菌群结构1 引言强化生物除磷技术(Enhanced Biological Phosphorus Removal，EBPR)由于经济、高效的特点被广泛应用于各大城市污水处理厂.通过分子生物技术已经确认菌群β-Proteobacteria是EBPR活性污泥中的优势聚磷菌(PAOs)，将其命名为C and idatus Accumulibacter(Hesselmann et al., 1999;Crocetti et al., 2000).Accumulibacter 是目前污水生物处理领域广泛认可并且研究最多的一种PAOs(Zilles et al., 2002).ppk1基因可以编码合成poly-P的聚合磷酸盐激酶(PPK1)，其进化速度是16S rRNA 的5倍，是研究Accumulibacter各进化分支很好的基因标记物.McMahon等(2007)基于ppk1的系统发育分析将Type I划分为Type I和Type II，其中，Type I 进一步划分为IA、IB、IC、ID、IE 5个分支;Type II划分为IIA、IIB、IIC、IID、IIE、IIF、IIG 7个分支.现有研究证实，Accumulibacter在污水厂存在很高的多样性，且主要分布于TypeⅡ，但水厂运行与各分支分布的相关性不清楚.宏基因组的研究也证实了分支多样性，这种多样性与污水处理厂的稳定性有一定关系(Albertsen et al., 2012).Mielczarek等(2013)对丹麦28个污水处理厂的研究发现，IA和IIC分支几乎出现在每个处理厂.Peterson等(2008)对美国几个污水处理厂及一些淡水湖泊、河口沉积物样品进行研究发现，IID存在于大部分的淡水、河口沉积物中及少部分污水处理厂中，有的湖泊淡水中仅发现IID 1个分支.由此可见，来自不同地域的污水处理厂，Accumulibacter进化枝的分布有明显差异.对实际污水处理系统中Accumulibacter的研究主要发现了IA、IIA、IIB、IIC、IID、IIF这6个分支，尤其是前5个分支的研究报道较多(He et al., 2007; Gebremariam et al., 2011; McMahon et al., 2007; Mielczarek et al., 2013)，IIF较少存在.而在本研究中IIF在几个污水处理系统中含量丰富，首次作为重点研究.其他6个分支(IB、IC、ID、IE、IIE、IIG)主要存在于自然界的淡水、湖泊、河流沉积物等地方，很少在实际污水处理厂中出现(McMahon et al., 2007).因此，着重关注IA、IIA、IIB、IIC、IID、IIF这6个分支而不是整体的12个分支.关于中国城市污水处理厂中Accumulibacter 6个分支的菌群结构及定量分析的研究尚未见报道.近年来，许多研究者针对污水处理系统的运行参数和Accumulibacter各分支的组成分布的关系展开研究.关于电子受体的影响，Kim等(2013)认为所有杆状的Accumulibacter分支，包括分支IIC、 IA和IIF在具有足够的硝酸盐还原活性的污泥中可以成功的利用硝酸盐吸磷.Flowers 等(2009)发现反硝化吸磷时，IA、IIA分别以硝酸盐、亚硝酸盐作电子受体.Flowers等(2013)在最近的研究中发现，在动力学上Clade IIA活性与温度正相关，而IA与温度呈负相关.迄今为止，究竟有哪些因素主导了实际污水处理系统Accumulibacter的种群结构和动态变化仍然没有确切的研究结果.本研究选择9个具有代表性的大型市政污水处理厂，分析不同运行状况的污水处理厂活性污泥中C and idatus Accumulibacter主要分支(I、IIA、IIB、IIC、IID、IIF)的丰度及分布特点，揭示污水处理厂C and idatus Accumulibacter进化枝水平菌群结构、丰度与工艺运行的相关性.2 材料与方法2.1 城市污水处理厂的活性污泥样品实验所用的污泥样品分别采集于9个污水处理厂，其中有2个水厂各包含2个工艺，共11个工艺.每个工艺取1个污泥样品.其中，针对A2O+纤毛状生物膜(CNR)工艺取2个样品，分别位于加膜区和无膜区，是为了考察加膜对聚磷菌的菌群结构是否有影响，因此，共有12个样品.12个样品依次命名为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K和L.其中，B和C取自同一水厂，I和J 取自同一水厂，E和F取自A2O+纤毛状生物膜工艺的加膜区和无膜区.污水处理厂的运行参数及进出水指标见表 1.表1 活性污泥样品对应的污水处理系统的运行参数及进出水指2.2 DNA提取、PCR、克隆测序用1×PBS(0.01 mol · L-1，pH=7.2~7.4)清洗污泥样品3次，14000×g离心2 min，去除上清液，置于-20 ℃保存.采用试剂盒(Fast DNA Spin kit for soil，MP，USA)对DNA进行提取.提取后的DNA 通过Nanodrop Spectrophotometer ND-1000(Thermo Fisher Scienti c，USA)测量核酸浓度及纯度.特异性正向引物ppk1-254F(TCACCACCGACGGCAAGAC)和反向引物ppk1-1376R(ACGATCATCAGCATCTTGGC)用来扩增总C and idatus Accumulibacter ppk1 基因，片段长度为1123 bp.PCR反应采用试剂盒(Promega GoTaq Green Master Mix，USA)，反应体系为25 μL：12.5 μL GoTaq Green Master Mix，1 μL(10 mmol · L-1)正向引物，1 μL(10 mmol · L-1)反向引物，0.5~2 μL DNA模板，剩余体系用纯水补齐.PCR程序包括：95 ℃预变性10 min;95 ℃变性45 s，61 ℃退火1 min，72 ℃延伸2 min，35个循环;最后在72 ℃反应5 min.获得的PCR产物经琼脂糖凝胶电泳(Agarose MS-6，TaKaRa，Japan)检测，为单一的目的条带，切胶，用Takara Agarose Gel DNA Puri cation Kit Ver. 2.0(Takara，Dalian，China)纯化.得到的DNA用试剂盒(Zero Background TA Topoisomerase Cloning Kit，Clonesmarter，USA)进行连接转化.连接体系为10 μL，包括1 μL pCloneEZ-TOPO载体，1 μL 10×Enhancer，0.5~8.0 μL DNA，一定量的纯水补齐体系.连接反应完成后将产物加入到感受态细胞DH5a(中美泰和，国产)中进行转化.每个样品随机挑出一定量的阳性克隆子进行测序，构建克隆文库.2.3 克隆文库建立和系统发育分析构建文库的序列通过Mothur 软件按照 97%相似度进行 OTU 划分，将每个 OTU 的代表序列与NCBI 数据库中下载的相似性最高最具代表性的菌株序列一起进行比对.采用 MEGA5.0 利用邻接法(Neighbor Joining Method)进行系统发育分析，通过自举分析方法(Bootstrap)检验系统发育树各分支置信度，重复1000次.2.4 实时定量PCR(QPCR)采用特异性引物对C and idatus Accumulibacter主要的6个分支(I、IIA、IIB、IIC、IID、IIF)的ppk1片段和全菌的16S rRNA进行QPCR扩增(He et al., 2007; Ong et al., 2014).反应在Mx3005P实时定量PCR扩增仪(Agilent Technologies，American)上进行，采用TaKaRa SYBR Premix Ex Taq kit进行反应，体系为25 μL包括12.5 μL的SYBR缓冲液，正反向引物各1 μL(10 mmol · L-1)，0.5 μL ROX，DNA模板2 μL，剩余体系用纯水补齐.特异性引物序列及扩增程序见表 2.表2 QPCR各分支的特异性引物序列及扩增程序本研究采用质粒法制作标准曲线.C and idatus Accumulibacter 6个分支IA、IIA、IIB、IIC、IID、IIF实时荧光定量 PCR 标准曲线中的初始模板浓度与Ct值之间呈现较好的线性关系，R2在0.990~1.000之间，扩增效率在92%~109.7%之间.2.5 登录号测得的序列上传至 GenBank 数据库，获得的聚磷菌的序列登录号为：KP147989~KP148181、KT024045~ KT024419.3 结果与讨论3.1 12个活性污泥样品中C and idatus Accumulibacter 的定量分析采用实时定量PCR定量分析Accumulibacter(I、IIA、IIB、IIC、IID、IIF)6个分支的丰度，结果如图 1所示.Accumulibacter 6个分支均为单拷贝基因，即Accumulibacter的细胞数为ppk1基因的拷贝数.总Accumulibacter的定量变化范围为7.32×107(D)~3.05×109cells · g-1(L)，平均为1.20×109 cells · g-1(以MLSS计).在12个样品中，只有D样品数量级为107，比其他样品低1~2个数量级，其中的Accumulibacter ppk1基因含量偏低;有6个样品数量级为108，分别为H、B、C、I、J和K;样品A、E、G、F和L的数量级为109，这5个样品中的Accumulibacter的ppk1基因含量高于其他样品，其中样品L(A2O工艺)含量最高，达到了3.05×109 cells · g-1(以MLSS计).12个样品中Accumulibacter占总菌的百分比变化范围为0.58%~ 22.77%，平均为9.17%(图 1).图1 Accumulibacter丰度及占总菌的比例Mielczarek等(2013)通过FISH技术对丹麦28个城市污水处理厂中Accumulibacter进行研究时发现，Accumulibacter占总菌的平均比例为3.7%，低于本研究结果.而He等(2008)对5个污水处理厂中Accumulibacter占总菌比例的研究结果为9%~24%，与本研究结果基本一致.从图 1中可以看出，样品A、E、F、G和L中Accumulibacter的丰度均在109 cells · g-1(以MLSS计)以上，而这5个样品中，L为A2O工艺、A为A2O+MBR工艺、E、F为A2O+NAR工艺，样品G为倒置A2O工艺，且在5个样品中丰度偏低.由此可见，A2O工艺及其改良工艺中Accumulibacter的丰度最高.且来自同一工艺的样品E和F证实了在A2O工艺的基础上加膜不会对Accumulibacter的丰度造成影响.同为氧化沟工艺的样品H和样品K中Accumulibacter的丰度在同一数量级上，为108 cells · g-1(以MLSS计).AO工艺的样品J中Accumulibacter的丰度和样品H(氧化沟)在同一数量级，和样品G同为倒置A2O工艺的样品I要比样品G小一个数量级.由此判断，倒置A2O工艺和氧化沟工艺的Accumulibacter丰度也处于比较高的水平，只有CASS工艺对应的样品中Accumulibacter丰度明显低于其他工艺.各个样品中Accumulibacter占总菌的比例与各个样品Accumulibacter的丰度变化趋势基本保持一致.Accumulibacter 6个分支定量结果见图 2.6个分支在12个污泥样品中丰度变化范围及各分支占总Accumulibacter的变化范围见表 3.从图 2可以看出，Accumulibacter的6个分支中，IIC和IID处于同一数量级，为108 cells · g-1(以MLSS计)，分别占Accumulibacter总菌的比例为75.34%和14.87%，是污水处理系统中的优势菌属.尤其是IIC丰度达到了109cells · g-1(以MLSS计). IIA、IIB和IIF处于同一数量级，为107cells · g-1(以MLSS计)，比IIC和IID低一个数量级，这3个分支之和占Accumulibacter 总菌的比例为9.34%.IA含量最少，数量级比IIC和IID低2个数量级，占Accumulibacter总菌的比例仅为0.32%.Accumulibacter的 6个分支均存在于每个工艺中，但Type I所占比例不到1%，而Type II接近100%.各个分支的变化基本和总Accumulibacter变化趋势一致，与Mielczarek等(2013)的研究结论一致，不同的是Mielczarek等没有发现任何处理厂含有Accumulibacter的5个分支(IA~IID). 本研究首次报道了IIC在9个城市污水处理厂中丰度最高，IA在9个水厂中丰度最低，Accumulibacter的这种群落分布特点明显不同于其他污水处理厂.Type II中的6个分支在12个污泥样品中呈现不同的分布特点，定量结果证实了城市污水处理厂Accumulibacter进化枝水平分布的多样性.图2 Accumulibacter各进化分支丰度及相对含量表3 12个样品中C and idatus Accumulibacter中各进化分支的比例3.2 12个活性污泥样品中C and idatus Accumulibacter 基于OTU的多样性分析9个污水处理厂，共12个样品，构建12个ppk1基因克隆文库进行分析.12个克隆文库的Good 覆盖率、Chao1 丰富度估计、OTU 值与估计的 Chao1 值之比(OTUobserved/OTUestimated)、香农指数见表 4.12个污泥样品的ppk1基因的OTUs分布如图 3所示.如表 4所示，12个样品的Good覆盖率变化范围为71.43%~98.15%.计算的 OTU 值与估计的 Chao1 值之比除了样品A为47.06%，其余11个样品在62%~100%之间.Mehlig等(2013)对国外8个污水处理厂进行了研究，Good覆盖率只有35.4%~65.4%.说明本研究的12个克隆文库可以代表 12个样品中Accumulibacter的群落组成.样品A可能需要测更多的数据保证数据的可信度.表 4同时给出了12个 ppk1 基因克隆文库中的香农指数，根据表中结果发现，样品C只有1个OTU，说明该样品中ppk1基因多样性很低，香农指数为零.另外11个样品的香农指数在0.15~2.04之间，其中，样品A、D、G、J和K含有较丰富的多样性.He等(2007)对9个市政污水处理厂中Accumulibacter的群落进行研究，香农指数在0.2~1.4之间.与本研究对12个克隆文库中Accumulibacter的群落多样性研究相符合.表4 克隆文库中序列多样性及覆盖率12 个ppk1基因克隆文库中共得到568 条 ppk1序列，按照 3% cut-off的距离划分为 29个 OTUs. 从图 3可以看出，样品C仅有1个OTU，意味着样品C中Accumulibacter的多样性最不丰富.而样品B和样品I分别包含3、2个OTUs，说明这2个样品中Accumulibacter的多样性水平比较低.样品A、D、G、J、H和K分别含有8、6、10、8、7和10个OTUs，具有较高的多样性水平，样品E、F和L均含有5个OTUs，较前6个样品多样性偏低.OTU1共出现12次，即每个样品中都有序列出现在OTU1中，同时还是样品B、C、E、F、F、I和J共6个克隆文库中的优势OTUs.OTU3和OTU5在6个样品中出现，尤其在样品H的克隆文库中分布广泛.OTU7出现了4次.有4个OTUs共出现3次，分别为OTU2、OTU4、OTU6和OTU11.上述8个OTUs为Accumulibacter的主要种属.有10个OTUs(OTU10、OTU12、OTU13、OTU15、OTU17~ OTU20、OTU22、OTU23)出现2次，有11个(OTU9、OTU10、OTU14、OTU16、OTU21、OTU24~ OTU29)共出现1次，这21个OTUs中每个OTUs包含1~2条ppk1序列，不是Accumulibacter的主要种属.图3 12个污泥样品的ppk基因的OTU分布图3.3 12个活性污泥样品中C and idatus Accumulibacter基于系统发育树的多样性分析利用29个OTUs的代表序列建立的系统发育树如图 4所示.He等(2007)对9个市政污水处理厂中Accumulibacter的群落进行分析认为，实际污水处理厂污水组成和运行情况比较复杂会导致污水中Accumulibacter种类比较丰富，所测得的序列至少分布在3个进化枝中.Type I包括IA、IB、IC进化枝，Type II包括IIA、IIB、IIC、IID、IIF进化枝.ID、IE、IIE和IIG在淡水和河口沉积物中发现，在此不做考虑.另外，序列Rhodocyclus tenuis 作为参考序列.以往的研究均是通过各个水厂中的代表序列建系统发育树，但本研究中采用各OTUs中代表序列建立系统发育树，这样更方便从整体上观察几个工艺中Accumulibacter的分布情况.如图 4所示，OTUs 在几个进化枝间分布比较均匀，有27个OTUs属于Type II型的Accumulibacter，仅有2个OTUs(共12条序列)属于Type I型，说明实际污水除磷系统中的Accumulibacter主要以Type II型为主，与QPCR结果一致.图4 基于ppk1基因的系统发育树结合图 4和图 5可知，IIA包含6个OTUs(88条序列)，IIB包含3个OTUs(6条序列)，IIC 包含11个OTUs(124条序列)，IID包含4个OTUs(315条序列)，IIF包含1个OTU(共23条序列).其中，优势OTUs(OTU1~OTU3)分别隶属于IID、IIC、IIA.QPCR和PCR-Cloning-Sequencing的研究结果都证实了12种污水处理工艺中Type I丰度很低，主要以 Type II为主，且IIA、IIC、IID是系统中的优势分支.图5 12个污泥样品中Accumulibacter 6个分支分布图3.4 C and idatus Accumulibacter各进化枝的分布与EBPR性能之间的关系结合12个污泥样品的QPCR分析和克隆文库的分析可知，Type I和Type II均存在于城市污水处理厂中，以Type II为主，Type I占Accumulibacter总量的比例低于0.32%.Type II中以IIC为主，IID、IIA次之，IIB含量较不丰富，而IA丰度最小.这与实验室规模的反应器中Accumulibacter的种群结构明显不同，实验室反应器富集的Accumulibacter主要以IA和IIA 为主(He et al., 2010;Gonzalez-Gil et al., 2011).对于污水处理厂中Accumulibacter各进化枝的分布与EBPR性能之间的关系分析如下：1)除磷效果不好可能和IID占总Accumulibacter比例较高有关.本课题组前期对实验室规模的MUCT反应器中Accumulibacter种群进行反硝化除磷的研究，发现在以NO-2为电子受体的反硝化除磷系统中IID始终是优势菌属，占总Accumulibacter的90%以上(曾薇等，2013)，说明IID分支适合于以NO-2为电子受体进行缺氧吸磷.而实际污水处理厂是以O2为电子受体的好氧吸磷及以NO-3为电子受体的缺氧吸磷，IID比例的升高导致除磷效果变差.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。