【摘 要】
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好氧颗粒污泥具有紧实的层状结构、耐冲击负荷强和节约工程占地等诸多优势,然而目前好氧颗粒污泥的稳定性问题尚未得到解决。低温环境对活性污泥的理化性质和污染物处理效能等方面有显著影响,直接导致污水设施在低温条件下启动和运行困难。目前,对好氧颗粒污泥的研究大多采用单一温度条件,采用变温运行条件的研究较少。本课题旨在研究好氧颗粒污泥在恒温和变温运行过程中形成特征、污染物处理效能、EPS含量、c-di-GMP
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目,项目编号为:No. 51878212,项目名称为:第二信使介导的低温好氧颗粒污泥形成与稳定机制及其调控策略
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好氧颗粒污泥具有紧实的层状结构、耐冲击负荷强和节约工程占地等诸多优势,然而目前好氧颗粒污泥的稳定性问题尚未得到解决。低温环境对活性污泥的理化性质和污染物处理效能等方面有显著影响,直接导致污水设施在低温条件下启动和运行困难。目前,对好氧颗粒污泥的研究大多采用单一温度条件,采用变温运行条件的研究较少。本课题旨在研究好氧颗粒污泥在恒温和变温运行过程中形成特征、污染物处理效能、EPS含量、c-di-GMP含量以及微生物群落组成的动态变化,解析c-di-GMP对低温好氧颗粒污泥系统启动与运行的影响机制。通过在10℃和25℃分别恒温启动两个反应器,待好氧颗粒污泥成熟后再变温运行(10℃→25℃,25℃→10℃)反应器的方式来考察低温条件下和变温过程中好氧颗粒污泥的形成特征,结果表明低温下启动的系统形成颗粒的速度比常温下要慢,至第60 d时粒径分别为453.12μm和526.49μm。低温下启动的好氧颗粒污泥系统在运行过程中均表现出良好的污染物去除效能,当温度发生变化时,好氧颗粒污泥的污泥浓度、沉降性能均会出现下降的趋势。考察低温条件下和变温过程中好氧颗粒污泥EPS和c-di-GMP的变化规律,结果表明c-di-GMP对EPS含量有调控作用,好氧颗粒污泥系统以增加EPS分泌的方式来抵御温度变化带来的外界胁迫。运行温度从25℃降低至10℃时,常温及低温下启动的系统c-di-GMP浓度分别从280.57和128.74μg/g MLVSS升高至308.02和216.93μg/g MLVSS,相应地,EPS浓度分别从147.27和130.72 mg/g MLVSS升高至283.69和157.40 mg/g MLVSS。10℃升高至25℃时,低温下启动的系统c-diGMP浓度从190.54μg/g MLVSS升高至400.93μg/g MLVSS,EPS浓度从142.78mg/g MLVSS升高至183.62 mg/g MLVSS。利用高通量测序技术考察低温条件下和变温过程中好氧颗粒污泥c-di-GMP、EPS与微生物群落组成之间的相互关系,结果表明温度的降低使一部分不适应低温的EPS产生菌被淘汰出系统,在启动和变温过程中,常温下启动的系统c-di-GMP调控菌属相对丰富度总和分别达5.67%和2.43%,低温下启动的系统c-di-GMP调控菌属相对丰富度总和分别达15.95%、10.22%和16.95%,Flavobacterium、Microbacterium、Pseudoxanthomonas是在常温和低温下都能稳定留存的c-di-GMP调控菌属,在调控好氧颗粒污泥胞外聚合物中起主导作用。
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