农村污水膜生物反应器系统中微生物群落解析

欧阳群文

广州市公用事业规划设计院有限责任公司 广东省广州市 510000

摘要：我国在历史发展新阶段，对经济和环境的要求有了更高的跨时代标准。但由于存在较多污染方面的问题。特别是在污水处理方面，我国通过对行政和经济以及科技进行多方面水污染探查，并提出相应针对水污染的有效措施。在此情景下，膜生物反应器脱颖而出，因其高效处理能力以及方便维护操作的性能，以及现如今已经成熟的手段可以实现良好的污水净化效果，此技术同时也应用于饮用水的纯化和海水盐水分离淡化项目。我国科研人员，在其被研发后便对污染进行了各种影响因素方面的研究，科学家对膜污染的运行认识和运行机制有了不断的深入了解，提高了膜污染控制策略的开发能力。本文通过对现阶段水污染出现问题与技术经济政治联系性来探究膜生物反应器在处理水污染上的能力，包括操作人员的操作维护是否成熟，以及技术手段是否能发展行多方面探究。希望通过对膜污染控制策略的不断研究，来进一步论证膜污染和工业水处理施行以此来为其他研究提供参考。

关键词：膜反应器；工业污水；污染；防治

1材料与方法

        1.1污水处理厂概况

        A城污水处理厂位于市区东南河边，每天处理污水量达10—15吨。该污水处理厂的进水水质中TP（总磷）为2.7mg/L，氨氮为18.7mg/L，YN（总氮）为24.5mg/L，化学需氧量为242.8mg/L，升华需氧量为109.5mg/L。处理污水主要使用氧化沟，水力停留时间为十小时。

        1.2高通量测序

        该方法是指将氧化沟厌氧池中的活性泥污放入冰盒后带回实验室立即试验，借助试剂盒的帮助提取微生物基因组DNA，为了检测抽取基因的完整性，需要使用到1%的琼脂糖凝胶电泳，之后用试剂盒来检验基因组DNA的浓度。每个样品需重复三道工序，首先进行3分钟的95℃预变；之后是保持30s的95℃、55℃、72℃的循环，包含25个循环；最后是在72℃下保持5分钟。对PCR产物进行琼脂糖电泳并回收，使用Qubit2.0DNA检测产物的定量，再通过IlluminaMiseq测试平台对PCR产物做高通量测序。

        1.3微生物群落结构分析

        通过对所得序列的质量控制除去不合格的引物序列、短片段和低质量序列，对剩下的序列进行相似性分析，使用uclust软件划分操作分类单元。同时对所选序列进行物种分类，分为门、纲、目、科、属这几个基本单位，根据各单位内的序列数量进行统计分析，绘制物种有关图表。

     2结果与讨论

      2.1污水处理效果

        试验时的污水温度处于25—35℃的区间内，笔者对该污水处理厂的进水浓度进行了累计频率分析，结果为该污水处理厂的出水水质是符合一级B类排放标准的。在该污水处理厂升级改良后，出水水质满足一级A类排放标准。

      2.2污泥中微生物多样性分析

        最初共获得了28560条有效序列，通过质量控制后分为4435个分类操作单元，即OUT。对有效序列进行的是α指数多样性分析，结果为ACE指数为20653.4，Chaol指数为12145.8，Shannon指数为6.6，Simpson指数为0.005。后续可根据OUT数目、ACE指数、Chaol指数等绘制丰富度稀疏图或Shannon指数图等，从数值中可以分析出序列数量是接近饱和的，这也表明了污泥中有较多的微生物物种，并且其丰度与多样性都很高。

   3.优化膜分离的操作条件

        优化膜分离的操作条件对膜污染的防治尤为重要。终端过滤能量利用充分，但容易引起较快的膜污染，错流过滤是针对终端过滤容易引起较快的膜污染提出的，但能量消耗大。曝气强度是控制过滤的一个重要条件。膜面的沉积层的去除率可以通过空气流率或曝气强度来提高，而空气流率对沉积层的去除效率又受到流速标准差的影响，亦即空气流的素流程度的影响；同时空气流率的增加只是在一定程度上影响沉积层的去除效率，并且存在一临界值，超过此值，空气流率的增加对沉积层的去除效率的影响不大。如果膜面沉积较严重，应该停止出水进行空曝，空曝是去除膜面沉积层的有效方法之一。

    4.优化反应器和膜组件的构成

        精心设计反应器内部结构，减小设备的死角和死空间间隙，以防止微生物变质并减轻膜污染。如旋转磁盘式反应器和带隔板的膜反应器均可改善流动状况，合理的流道结构能使被截留的物质及时地被水流带走，从而减轻膜污染。许多研究表明，在膜组件内部设置射流曝气器以获得高度紊流条件来减小沉积在膜面的沉积层，系统间歇抽吸，可以获得稳定的膜通量。膜污染主要分为：表面污染、孔口堵塞、孔内沉积，以及各类污染的组合。

    5.膜的清洗

        市面上存在着物理清洗与化学清洗，还有更先进的超声波和电清洗等。物理清洗效果较为显著的原因在于使用较高水平的机械来去除膜面附着的污泥层，孔膜内污染物的去除和膜过滤阻力也有一定关系，更多在于空曝效果。

        通常采用化学清洗来对膜孔内阻塞或凝胶层形成较为严重的现象最有效。化学清洗采用酸碱结合的方式使颗粒和滤饼的粘附性降低，提高其渗透性。但缺点在于二次污染，往往是反应器内生物在化学清洗中失活造成的，尽量避免使用此种方式。

 小结

        综上所述，在选择模组件时要进行多方面的筛选以及工作的准备，处理液的特性应进行针对化处理，较为全面综合的对么那情况进行定时监测，优化其运行的周围环境以及适用条件。随着对膜污染机智的不断了解而开展出的各项防治措施也会不断的升级，膜生物反应器也会覆盖更加广泛，防治污染的方法以及膜组件质量的改进将会协同共进。

参考文献

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