剩余污泥的处理与处置是目前生物法处理生活污水和工业废水的主要难题,新型剩余污泥减量化处理技术—生物砾间接触氧化反应工艺可在高效处理废水的同时达到无剩余污泥排出。本文通过对碎石球生物接触氧化反应器中微生物群落结构及其主要功能的研究,从微观分析生物碎石球工艺的污泥减量机理。 实验首先使反应器启动、挂膜、正常运行,经过长时间的稳定运行,结果证明反应器在5个月的连续运行期间无剩余污泥排出且处理效果良好,出水各项指标均达标(污水综合排放标准一级,GB 8987-1996)。 在反应器的稳定运行期间,还对反应器内的生物膜及沉淀污泥进行了显微镜镜检,发现在反应器内有丰富的原生动物和微小后生动物。这些微型动物使系统内食物链增长、变复杂,增加了能量在食物连内的损失,减少了用于合成生物体的能量,进而降低污泥的产量,同时微型动物对细菌和有机颗粒的大量吞噬也为系统的污泥减量做出了贡献。 实验采用分子生物学手段,对反应器(GCOR)中原核生物多样性建立了16SrRNA基因文库,进行了系统发育分析,并讨论了多种原核生物共存对剩余污泥减量化的贡献.结果表明,系统内的原核生物可分为好氧呼吸菌群与厌氧水解发酵菌群两大类。其中,优势菌群分别是以呼吸代谢为主的假单胞菌属和以发酵为主要代谢方式的拟杆菌/噬纤维菌菌属,它们的16SrRNA序列各占文库的17%。此外,好氧菌群中还发育有α蛋白菌、β蛋白菌、γ蛋白菌、硝化螺菌属、土壤杆菌属、衣原体属、葡萄糖杆菌属及褐色高温单孢菌属细菌;厌氧菌群中则发育属于螺旋体属、δ蛋白菌、反硝化菌、乳杆菌属、真杆菌属的原核生物。反应系统中两大相反环境多种原核生物的共存,为在降解污水有机物的同时,达到剩余污泥减量化做出巨大贡献。