《碳源脅迫對顆粒污泥穩定性及除磷特性的影響及機制》是依託武漢理工大學，由劉小英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳源脅迫對顆粒污泥穩定性及除磷特性的影響及機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉小英
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
顆粒污泥具有沉速快、活性高、污泥濃度高等特點，在脫氮除磷方面具有較好的套用前景，但污泥穩定性不足制約了其套用。EPS是決定顆粒污泥穩定性的關鍵物質，並在顆粒污泥除磷過程中可能扮演重要角色。不同碳源可通過改變細菌群落結構從而影響顆粒污泥中EPS組成，進而影響污泥穩定性及除磷效果，但目前對該過程尚缺乏認識。本研究擬以不同碳源下培養的同步脫氮除磷顆粒污泥為研究對象，利用SEM和PCR-DGGE等手段研究顆粒污泥中微生物形態和菌群結構，利用TEM和TOC等手段研究顆粒污泥EPS的形態、組成等，根據碳源、菌群結構和EPS組成間的關係，揭示碳源對顆粒污泥穩定性的影響及機制；利用XRD等手段研究不同碳源下顆粒污泥中磷的形態及含量，探討磷在顆粒污泥中賦存形式、分布及其含量，分析EPS對除磷的作用機制，進而揭示碳源對顆粒污泥除磷的影響及機制。研究結果可為顆粒污泥系統穩定高效除磷提供理論和技術支持。
結題摘要
分別以葡萄糖和醋酸鈉為碳源培養成熟的脫氮除磷顆粒污泥，研究了環境條件（溫度變化及低DO）和營養不足（氮缺乏）條件會使系統由於絲狀菌過度繁殖而發生膨脹，兩種膨脹條件下，EPS變化不同，前者EPS升高而後者EPS降低，前者污泥反硝化加強，而後者反硝化減弱。究其主要原因為膨脹中優勢微生物的差異引起。另外，兩種碳源條件下形成的顆粒污泥微生物優勢種群結構不同（以葡萄糖為碳源的顆粒污泥中，Candidatus Saccharimonas含量最高，其次是Thauera，Candidatus Accumulibacter和Lebinella。而以醋酸鈉為碳源的顆粒污泥中Chitinophagaceae unclassified含量最高，其次是Rhodocyclaceae unclassified，Deltaproteobacteria unclassified，Thiothrix絲硫細菌屬），EPS含量不同，但EPS中蛋白質均為其主要組成部分，其次是多糖。兩種碳源條件下的生物除磷中，糖原是重要的能量物質，其中以葡萄糖為碳源的顆粒污泥中糖原的含量達15%以上系統均能保持穩定，SEM結果顯示其微生物以球菌為主，污泥中磷含量在5%左右；而醋酸鈉為碳源的顆粒污泥中糖原在10%以下，系統維持穩定，其微生物以球菌和短桿菌為主，污泥中的磷的含量在6%左右。同時，前者中EPS中磷含量高達30%，後者EPS中磷含量基本維持在10%，前者EPS含量在 285mg/g VSS左右，後者EPS總量在200mg/g VSS左右。由此看出，兩種碳源條件下，前者除磷的主要機理為生物除磷作用和胞外EPS的化學除磷作用，而後者主要以胞內生物除磷為主，而生物除磷中糖原是其代謝途徑中不可缺少的重要部分。利用XRD和SMT手段對污泥中磷的成份分析發現，污泥中磷主要以無機磷為主，其中Ca-P是無機磷的主要組成形式，其中以葡萄糖為碳源的顆粒污泥中基於EPS的化學除磷作用，無機磷種類較多，利用SMT法不能檢測出其他形態磷。利用31P-NMR法對EPS 中磷進行分析發現，EPS中未發現有Mono-P，Diester-P和膦酸酯有機磷，而主要以Ortho-P和Poly-P無機磷形式存在。說明在EPS中不存在生物作用，EPS中磷主要源於磷的化學作用及傳輸過程中截留的部分磷。同時研究發現，0.06g/L GO雖然對除磷和反硝化作用不具
