小球藻-好氧污泥耦合颗粒的培养及处理特性研究

在实验室条件下培养出好氧颗粒污泥作为生物载体,接种小球藻形成菌藻共生颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS),探究不同光照强度对ABGS系统去除污染物效果的影响,重点考察了5 klx光照强度下小球藻对ABGS系统处理能力的增强作用。结果表明,在0~100 klx光照强度范围内,ABGS对COD、TN和TP的去除率分别为87.01%~95.32%、53.14%~89.37%和32.49%~99.40%,同步硝化反硝化率(SND)为7.70%~83.66%;而单一小球藻系统对TP和TN的去除率仅为20%~30%,对COD去除效果不明显。在一定光照强度范围内,小球藻可以提高水中DO,并通过促进ABGS系统中细菌的代谢速率来促进污染物的降解。随着光照强度的增强,ABGS系统对COD和TP的去除率上升,对TN的去除率下降,SND下降。过低或过高的光照强度均会抑制小球藻的光合作用甚至使其死亡,导致ABGS破裂解体,系统崩溃,污染物去除效果变差。高通量分析表明,藻类的加入进一步扩大了与氮磷代谢相关的菌种相对丰度,增强了系统的脱氮除磷效果。

聚苯乙烯微塑料对菌-藻颗粒污泥的影响机制研究

在成熟的好氧颗粒污泥(AGS)中接种小球藻,成功构建了菌-藻共生好氧颗粒污泥(ABGS)系统.开展了聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)对ABGS系统的影响机制研究.研究表明:低浓度PS-MPs(1mg/L)对ABGS的生物量、藻类生长、沉降性能和污染物去除效率无明显影响.相较于ABGS对照组,高浓度P S-MPs(10mg/L和100mg/L)胁迫作用下ABGS的生物量、藻类生长、沉降性能受到了明显抑制,叶绿素α/MLSS比值降低了0.19mg/g,污泥平均粒径降低了200μm,颗粒污泥结构逐渐松散破碎,有机物、氮和磷等污染物的去除效率分别降低了4.83%、5.06%和4.11%.此外,PS-MPs抑制了ABGS胞外聚合物(EPS)的分泌,降低了EPS中色氨酸和芳香族蛋白质的含量.在微生物群落结构组成方面,PS-MPs提高了ABGS系统内物种多样性,但抑制了疣微菌门(Verrucomicrobiota)、蓝藻门(Cyanobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)等功能细菌的生长,不利于维持系统的长期稳定性.

菌-藻共生好氧颗粒污泥的稳定性机理

在非曝气条件下接种好氧颗粒污泥(AGS)和绿藻藻种,经过18d的培养,成功构建了菌-藻共生好氧颗粒污泥系统(ABGS).研究表明,在非曝气条件下,与传统的AGS相比,ABGS具有更高的生物活性、除污染效能和机械强度,说明ABGS的稳定性更优.对ABGS的稳定性机理进行分析,发现在颗粒化过程中,胞外聚合物(EPS)特别是紧密结合层EPS(TB-EPS)中蛋白质(PN)含量明显增加,实验末期其含量增加至114.4mg/g MLSS,约为AGS的2.8倍.采用三维荧光光谱进一步分析EPS的组分,结果表明TB-EPS中氨基酸、色氨酸、芳香族蛋白质、络氨酸和色氨酸类物质是维持颗粒结构稳定性的重要原因.在微生物群落结构方面, ABGS的物种多样性和群落丰富度更高,原核生物绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes)、真核生物绿藻门(Chlorophyta)的富集有利于加强系统的稳定性.