复杂碳源条件下表观气速对生物除磷污泥颗粒化性能及代谢特征的影响

作者：陈希; 胡彬; 张瑞峰; 宫延哲; 蔡虎林; 曹银焕; 杨文浩; 穆瑞花

来源：中国环境科学, 2023, 1-18.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230927.001

• 复杂碳源
• 颗粒污泥
• 表观气速
• 胞内储存
• 菌群结构

复杂碳源条件下，生物除磷污泥系统的表观气速不仅提供剪切力，同时影响大分子碳源的水解发酵和胞内储存。本研究以60%乙酸钠和40%可溶性淀粉复合基质为碳源，考察表观气速对生物除磷污泥颗粒化性能及代谢特征的影响。结果表明，与小分子碳源不同，复杂碳源条件下生物除磷污泥的颗粒化由剪切力和碳源的胞内储存共同决定，污泥颗粒化进程与表观气速的大小并不完全一致。R1表观气速最大（0.45 cm/s），110 d可实现颗粒化；R3表观气速最小（0.15 cm/s），190 d实现颗粒化，进程慢于R1，但快于R2（表观气速0.30 cm/s）。降低表观气速污泥的丝状菌含量依次增多，紧密型胞外聚合物（TB-EPS）的疏水性依次降低；但系统更易实现厌氧饱食和好氧饥饿，聚羟基烷酸酯（PHAs）厌氧合成量依次升高，分别为2.28 mg/gVSS、8.16 mg/gVSS和23.96 mg/gVSS。16S rRNA基因高通量测序表明，随着表观气速的降低，具有水解发酵功能的绿弯菌门（Chloroflexi）的丰度依次升高，分别为7.86%、8.77%和32.74%。在属水平，传统聚糖菌Candidatus＿Competibacter是污泥颗粒化的核心菌群，R1较高的表观气速有利于该菌的维持和优势增殖，污泥颗粒化进程最快。R3表观气速最低，水解发酵功能菌群Kouleothrix（1851型丝状菌，属于绿弯菌门）大量生长（丰度10.44%），通过提供丝状骨架和小分子碳源促进Candidatus＿Competibacter的优势增殖（丰度25.73%），加快了污泥的颗粒化。

• 单位
  西安工程大学; 环境与化学工程学院