污水处理系统中聚磷菌群对铁盐胁迫的响应机理研究 2页

污水处理系统中聚磷菌群对铁盐胁迫的响应机理研究污水处理中常投加铁盐来强化除磷,实验采用A/O/A模式运行的SBR反应器,对比研究了在铁盐（FeSO₄）投加量在0（空白对照Q1）、0.02mM（微量投加Q2）、0.25mM（常量投加Q3）条件下,系统碳氮磷去除效率、污泥特性以及菌群结构演替,尤其是聚磷菌群的变化规律,研究结果表明:Q1、Q2和Q3系统对C、N、P的平均去除率分别为NH₄⁺-N:96.1%、95.8%、97.3%;TN:74.5%、76.5%、71.1%;COD:89.5%、93.1%、92.7%;TP:74.3%、83.8%、86.5%。铁盐的投加对NH₄⁺-N的去除基本没有影响,微量投加使得TN去除率提高2.0%,COD去除率提高3.6%,TP去除率提高9.5%;常量投加的TN去除率降低3.4%,COD去除率提高3.2%,TP去除率提高12.2%;铁盐投加量越大,MLSS和MLVSS升高越多,活性污泥沉降性能更好。通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）可知,常量铁盐投加的系统中,大量球菌成对或四个叠加出现,Q1、Q2和Q3系统污泥中P元素的质量占比分别为1.54%、1.88%和5.13%。100d末期微量组的胞外聚合物（EPS）总量为60.87mg/g（以MLVSS计）,多糖/蛋白质（PS/PN）的值从1.38上升到2.17,常量组与空白组对比EPS总量减少10.16mg/g,尤其是PN大量减少。3D-EEM表明,铁盐投加使得EPS中的色氨酸类的蛋白类物质提高,腐殖酸类物质下降。XRD结果显示,投加铁盐的污泥中含有相同形态的磷:FeFe₂（PO₄）₂（OH）₂-4H₂O,这可能是铁盐的吸附作用吸附磷的\n主要存在形式。Q2中化学除磷部分为15.4mg/g（占除磷总量26.4%）,Q3中化学除磷部分为31.9mg/g（占除磷总量42.2%）。微量铁盐投加可以提高菌群多样性和丰富度,常量铁盐的投加使两者都降低。变形菌门各个时期在污泥中的占比均在70%以上,铁盐投加浓度增加导致亚硝化菌（AOB）略有增加,而硝化菌（NOB）受到抑制。微量铁盐的投加使得系统中的反硝化菌（DNB）和反硝化聚磷菌（DNPAOs）增加,同时微量铁盐的投加使得构成菌胶团的菌属增多。投加铁盐后,聚磷菌中的Accumulibacter含量总体上上升,假单胞菌属（Pseudomonas）消失,脱氯单胞菌属（Dechloromonas）大幅下降,Q1,Q2和Q3中聚磷菌总量的丰度分别为1.47%,2.66%和1.22%,表明微量铁盐的投加对聚磷菌群起促进作用,常量铁盐的投加对其起抑制作用。微量铁盐投加使聚磷菌的最大释磷量从13.75mg/L上升到19.98mg/L,对总磷的去除率从74.5%提升到在83.8%,常量铁盐的最大释磷量从13.75mg/L下降到6.71mg/L。综合铁盐投加对系统处理效率、污泥性能和微生物种群影响等三个方面,微量铁盐（0.02mMFeSO₄）的投加处理效率更好,而且更具经济效益。