好氧颗粒污泥在水处理上的显著优点,使其迅速成为了当前水处理领域的一个研究热点。颗粒污泥的生物活性主要取决于其中微生物菌群的结构和功能。好氧颗粒污泥由于其结构特点,由外到内好氧区、缺氧区和厌氧区,使得微生物菌群十分丰富,功能较为完善。因此,研究好氧颗粒污泥中微生物菌群的能够为好氧颗粒污泥水处理工艺的完善及其条件的优化提供理论依据,具有重要价值。本实验首先对污泥进行培养,监测培养过程中各指标的变化;然后研究了颗粒污泥形成过程中的特性并对微生物相进行观察;最后对好氧颗粒污泥中的微生物菌群进行分析,具体研究内容如下:以人工模拟的污水为进水对好氧颗粒污泥进行培养,在低溶解氧(0.5～1 mg/L)条件下,对进水和出水的COD、氨氮及正磷酸盐等指标进行监测,结果表明:成熟的好氧颗粒污泥对COD、氨氮和磷均达到了较好的去除效果。出水COD始终维持在50 mg/L以下,去除率达到90%以上;出水氨氮低于1 mg/L,去除率在99%以上;好氧颗粒污泥中硝化菌与反硝化菌共存,实现了同步硝化反硝化;聚磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷作用,使得出水磷酸盐平均浓度为0.89mg/L,去除率为67.40%。通过对污泥性质的研究以及对好氧颗粒污泥形成不同时期样品的形态及微生物相的观察,结果表明:随着培养过程的进行,污泥浓度逐渐增加,最后浓度稳定维持在4200 mg/L左右,在此过程中污泥沉降性能也逐渐改善,SVI值从71.43 mL/g降低到26.65 mL/g;在形态方面,污泥由表面不光滑的不规则形状的絮体,最终形成了表面光滑、有清晰的外形轮廓、粒径大约在0.5 mm左右的椭圆形或圆形微颗粒;微生物相种类丰富,微生物量大且活性高。采用变性梯度电泳(PCR-DGGE)技术,对低溶解氧(0.5～1 mg/L)下污泥中微生物群落结构和其动态变化进行分析,结果表明:颗粒污泥形成的不同时期,污泥中的微生物群落结构存在一定差异,菌群变得越来越丰富,生物多样性增加明显;颗粒污泥与絮状污泥的微生物菌群有很大的差别,说明在污泥的粒化过程中,微生物种群发生了演替,表现为一些菌属的消亡和另一些菌属的富集。反应器运行140 d左右成功的培养出了好氧微颗粒污泥,其中微生物相当丰富,主要有钟虫,累枝虫,轮虫,线虫等,它们的存在增加了食物链的长度,对污染物的去除有一定的贡献。对微生物的优势菌群测序结果表明:颗粒污泥中优势菌群与丝状嗜热菌属(Caldilinea aerophila)、假单胞菌属(Aciovorax temperans)、丛毛单胞菌属(Curvibacter delicates)、叶杆菌属(Pleomorphomonas oryzae)、微杆菌属(Microbacterium ginsengisoli)、好氧反硝化细菌属(Pseudomonas 陶厄氏菌属(Thauera aminoaromatica)的同源性均在95%以上,并且它们各自在SBR的不同处理阶段发挥着重要作用。