城市污水從用水設(shè)施排出時(shí)，自身是不含或者僅含有極少量的硝化菌. 但是，城市排水管道內(nèi)表面、 管底沉積物和污水中存在了大量高活性的微生物. 城市污水從排放口，經(jīng)過排水管道、 明渠等下水管網(wǎng)長達(dá)數(shù)小時(shí)甚至十幾小時(shí)的輸送，到達(dá)污水處理廠時(shí)，往往會(huì)由于管渠壁上生物膜的脫落等原因可能會(huì)含有一定量的硝化菌. 這也是在城市污水處理廠的啟動(dòng)時(shí)，采用傳統(tǒng)的自然培養(yǎng)方法或利用初沉污泥以進(jìn)行快速自然培養(yǎng)可以達(dá)到良好的硝化效果的原因. Brion等運(yùn)用PCR和Roche 454(GS FLX Titanium System)超高通量測序技術(shù)對(duì)加拿大魁北克省蒙特利爾市附近的3個(gè)污水廠的進(jìn)水及活性污泥中硝化菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)活性污泥中的硝化菌多樣性低于進(jìn)水中硝化菌多樣性，而且78%的AOB和86%的NOB一致. Saunders等對(duì)Denmark的3個(gè)污水廠的進(jìn)水與活性污泥進(jìn)行微生物群落多樣性測序分析發(fā)現(xiàn)，活性污泥中有35%OTUs(62% reads)存在于進(jìn)水中. 但是Lee等利用16S rRNA基因序列分析法對(duì)韓國爾的4個(gè)污水廠的進(jìn)水與活性污泥中微生物進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)二者僅有4.3%~9.3%的OTUs一致，從而認(rèn)為原水中微生物對(duì)活性污泥系統(tǒng)的影響較小. 常用的活性污泥模型ASM1、 ASM2和ASM3都假定進(jìn)水中的硝化菌(自養(yǎng)菌XA)含量也是設(shè)定為0 mg·L-1，并假定相對(duì)過程中生成的微生物量，進(jìn)水中微生物質(zhì)量濃度可以忽略. 而目前許多有關(guān)硝化菌的研究集中在生化系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)于城市污水自身帶入系統(tǒng)的硝化菌很少涉及，而要了解這部分硝化菌對(duì)污水處理廠活性污泥系統(tǒng)的影響，就需要明確以下3個(gè)問題: ①城市污水中是否含有活性污泥中硝化菌的優(yōu)勢菌屬? ②這部分硝化菌是否具有硝化活性?③如果城市污水與活性污泥中硝化菌一致，而且具有硝化活性，那么這部分硝化菌對(duì)活性污泥系統(tǒng)將有著連續(xù)自然接種的作用，而城市污水處理廠進(jìn)水帶入的這部分硝化菌對(duì)活性污泥系統(tǒng)的連續(xù)接種強(qiáng)度有多少?

　　本研究利用熒光原位雜交技術(shù)等方法對(duì)西安市兩個(gè)已運(yùn)行多年的大型污水處理廠(西安市第二、 第三污水處理廠)進(jìn)水中的硝化菌群落結(jié)構(gòu)與硝化性能進(jìn)行初步調(diào)查分析，并通過硝化活性估算進(jìn)水中硝化菌對(duì)活性污泥系統(tǒng)的連續(xù)接種強(qiáng)度，以期為活性污泥模型的優(yōu)化及城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行提供理論依據(jù).

結(jié)論

　　(1) 西安市第二、 第三污水處理廠進(jìn)水中硝化菌占總細(xì)菌數(shù)的平均個(gè)數(shù)百分比[(AOB+NOB)/EUBmix]分別為(5.35±2.1)%和(6.0±2.8)%，進(jìn)水中氨氧化菌(AOB)優(yōu)勢菌為Nitrosomonas europaea/Nitrosococcus mobilis lineage; 亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的優(yōu)勢菌均為Nitrospira，次優(yōu)勢菌為Nitrobacter，且與Nitrococcus、 Nitrospina并存.

　　(2) 城市污水中硝化菌具有硝化活性，在曝氣2~16 h后，活性基本恢復(fù)，zui大氨氧化速率分別為(0.32±0.12) mg·(L·h)-1和(0.43±0.17)mg·(L·h)-1，亞硝酸鹽氧化速率為(0.71±0.18)mg·(L·h)-1和(0.58±0.27) mg·(L·h)-1.

　　(3) 城市污水中含有活性硝化菌，對(duì)活性污泥系統(tǒng)有連續(xù)自然接種的作用，根據(jù)進(jìn)水及活性污泥中硝化活性估算出城市污水中AOB和NOB對(duì)活性污泥的連續(xù)接種強(qiáng)度分別為0.08~0.09 g·(g·d)-1和0.11~0.24 g·(g·d)-1. 因此，在活性污泥模型建立及污水處理廠設(shè)計(jì)中有必要考慮由城市污水自身帶入的硝化菌對(duì)污水處理廠運(yùn)行的影響.

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