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研究简报

微好氧污泥水解过程的原位还原：性能和微生物群落结构

要闻

微氧水解（SPRAS）过程进行原位污泥减量化。

SPRAS系统取得了良好的污染物去除和污泥reduction.

SPRAS系统性能表现出较高的相对丰度和微生物communities.

SPRAS系统稳定丰富的厌氧菌，生长缓慢和掠夺性细菌.

文章信息

文章历史：

2014年8月15日收到

2014年9月22日修订后的形式收到

2014年9月23日登载

2014年9月30日网上可用

关键词：

污泥减量

微生物群落

污泥减量活性污泥

SPRAS过程

焦磷酸测序

污水处理

摘要

减少污泥法活性污泥(SPRAS)系统通过插入一个污泥过程减少(SPR)模块,由微

氧舱和定居者,在活性污泥法对污泥原位还原操作。COD和氨氮的平均去除效率分别为86.6%和87.9%。与缺氧/好氧(AO)过程相比,SPRAS过程减少了57.9%的污泥生产0.076 gVSS / gCOD观察污泥产量。焦磷酸测序分析显示,相对丰度和SPRAS系统中微生物群落的稳定性高于AO系统。发酵引起酸化的类Anaerolineae,放线菌,Cytophagia Caldilineae丰富的SPR模块和负责污泥减量。具体比较了属水平确定oxyanion-reducing细菌的富集

(Sulfuritalea;Azospira;Ramlibacter),发酵引起酸化的细菌(Propionivibrio;OpitutusCaldilinea),缓慢的种植者(Ramlibacter)和食肉细菌(粘细菌)SPRAS系统。硝化细菌比AO系统SPRAS系统也更丰富。

1介绍

活性污泥的产生大量的浪费(是)在活性污泥过程中已成为主要问题与污水处理厂的大幅增加(WWTP)(无独有偶,伤势严重,2011)。因为更为严格的监管要求,

在污泥处置和重用，治疗和处理占25 - 65%的总工厂运营成本(Chon et

al .,2011;Saby et al .,2003),并将更具挑战性且费用更加昂贵。解决问题,减少污泥原位(SIR)技术来降低污泥的数量生产中的过程引起全世界关注(li et

al .,2014;Saby et al .,2003)。插入一个厌氧侧流反应器

(SSR)aerobic-settling-aerobic(OSA)过程造成有效的污泥减量(li et

al .,2014;Sabyet,2003),全面的和被认为是一种很有前途的方法应用程序(无独有偶,伤势严重,2011；wang et al .,2013)。(2011)报道报告的另一个生物过程引入的一部分返回活性污泥(RAS)或回收利用

厌氧SSR 。在生物过程,解偶联通过有氧和厌氧条件之间的转变和由于水解污泥厌氧罐的衰变和/或细胞溶解两个污泥减少的主要原因。在我们以前的研究中，污泥过程减量活性污泥（SPRAS ）过程被设计为先生将污泥过程减量（SPR ）模块，由微好氧池和沉淀池（图1），在传统的工艺，并显示出良好的性能，对污染物的去除和污泥减量化（Zhou et al.，2014）。

在我们以前的研究中，污泥过程减量活性污泥（SPRAS ）过程被设计为先生将污泥过程减量（SPR ）模块，由微好氧池和沉淀池（图1），在传统的工艺，并显示出良好的性能，对污染物的去除和污泥减量化（Zhou et al.，2014）。在SPRAS 系统，SPR 模块创建一个微氧环境下低溶解氧（DO ）在兼性厌氧菌，有利于提高其生长速度和刺激他们的生理代谢，并可能在fl影响微生物群落的一个显fi不能。因此，在SPRAS 过程对微生物群落结构和组成信息是值得和深化其污泥减量机理的认识。

相比传统的分子生物学方法（e.g.pcr-dgge ），焦磷酸测序可以产生大量的DNA 读取和识别的操作分类单元（OTU ）捕捉到成千上万的全面系统的微生物信息系统（Hu et al.，2012）。在这项研究中，实验室规模的SPRAS 系统和传统的缺氧/好氧（AO ）系统在并行操作的污泥减量微生物群落结构和比较的估计。454高通量测序技术应用于研究两SPRAS 微生物的群落结构和种群组成和AO 。 2方法

2.1实验装置和操作条件 进水 微氧

SPR 模组

沉降器 AO 模块进行废水处理 缺氧 好氧 出水

沉降器 图1原位还原制SPRAS 污泥示意图

两个实验室规模的反应器，一个SPRAS和AO，均为200天，由上海50升/天fl流量从东区污水处理厂污水操作。水力停留时间（HRT）对缺氧、好氧池中敖2 h和6 h，分别。在SPRAS AO模块系统，水力停留时间为AO一样，和微好氧池、沉淀池的SPR水力停留时间分别为1.5和3 h（Zhou et al.，2014），分别为。在SPR微好氧池、好氧池DO值分别控制在0.5–1和3–4毫克/升，比例的混合酒再循环和RAS两个系统都保持在100%。污泥回收比率从SPR定居者到微氧罐控制在50%。AO的固体保留时间(SRT)是控制在20天。SRT AO模块也保持在20天的卸货SPR模块,但没有SPRAS出院。

2.2微生物群落分析

在这项研究中，微生物分析的三个样品从SPR微好氧池收集（SSPR），对好氧池（SPRAS sspo）和AO好氧池（SAOO）109天。DNA提取，PCR扩增，扩增产物纯化fi阳离子，阳离子和阳离子fi质量fi按照文献报道的方法（Xie et al.，2014）。一个放大器的fi阳离子的混合物用于在大规模并行焦磷酸测序罗氏454 GS FLX钛音序器（罗氏454生命科学，布兰福德，美国）根据标准协议。焦磷酸测序读被聚集到平均长度为474个基点通过设置3%或5%的距离限制使用MOTHUR软件(a)。基于集群信息,以下参数为每个样本计算:稀疏曲线,Chao1丰富估计量,香农多样性指数、丰度范围估计(ACE)为基础,良好的测序深度的报道。代表读取从集群分类了80%的信心阈值水平的门,属类和基于MOTHUR和SILVA106数据库。

2.3计算分析方法和减少污泥

化学需氧量(COD)、氨氮(NH4-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的影响,分析了污水每两天根据中国的标准方法。混合酒悬浮物和挥发性悬浮固体(VSS)决定每周两次。做,酸碱度和氧化还原电位(ORP)监控使用HQd30便携式计(美国哈希公司)。观察到的污泥产量(社会毒瘤)两个系统据报道方法计算(zhou et al . 2014年)。