优化微生物组合技术提高黑臭水体净化效能

目前组合生物技术治理黑臭水体存在效率低、周期长、易复发等问题,进一步提高组合生物技术对黑臭水体净化效率成为亟待解决的问题。通过单因素及正交实验分析比较了不同促生剂、曝气方式、填料、植物对黑臭水体的净化效率,并通过高通量测序从微生物角度理解不同条件净化效率产生差异的原因。结果表明:不同条件对黑臭水体净化效率存在差异,其中净化效果较佳的为生物促生剂(BE)、持续曝气、弹性立体填料及水花生,且各实验组优势菌门、优势菌属及其相对丰度不同。说明微生物群落结构组成的差异是不同条件对黑臭水体净化效率产生差异的原因。持续曝气,刺激了好氧菌与兼性菌的大量生长;弹性立体填料表面生长的生物膜,为好氧菌、厌氧菌、兼性菌尤其是后两者的生长提供了必需条件,刺激了厌氧菌、兼性菌的大量生长繁殖;水花生也有其独特的有利于污染物净化的根际微生物群落结构。研究结果可为组合生物技术选取高效的条件参数提供参考,为强化组合生物技术高效净化黑臭水体提供理论依据。

优化微生物组合技术提高黑臭水体净化效能
优化微生物组合技术提高黑臭水体净化效能

1、通过对组合生物技术各条件的优化实验发现,不同促生剂、曝气方式、填料、植物对黑臭水体净化效率存在差异。对黑臭水体净化效率较佳的最佳组合为菌剂+促生剂BE+持续曝气+弹性立体填料+水花生,黑臭水体净化后的 NH+4 -N、TP 浓度达到Ⅲ类水标准,COD 达到 GB3838—2002Ⅴ类水标准。

2、高通量测序分析发现,不同条件下各实验组微生物群落结构存在显著差异。持续曝气刺激了好氧菌与兼性菌的大量生长;弹性立体填料表面生长的生物膜,除好氧菌外,也为厌氧菌、兼性菌的生长提供了必需条件,促进了厌氧菌、兼性菌的大量繁殖;水花生也有其独特的有利于污染物净化的根际微生物群落结构。

3、通过改变生物组合技术中曝气方式、填料、植物等条件参数可调节黑臭水体中微生物群落结构,使其形成最优微生物群落结构,进而强化生物组合技术对黑臭水体的净化能力。