高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)是指(zhi)總含鹽(yan)(yan)(如(ru)Na + 、K + 、Cl - 和(he)SO4^2- 等(deng)(deng)(deng))質量分(fen)數≥1% 的(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)。近年(nian)(nian)來(lai)一(yi)些(xie)沿(yan)海(hai)(hai)(hai)城市積極開展海(hai)(hai)(hai)水(shui)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)(如(ru)海(hai)(hai)(hai)水(shui)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)沖廁、沖洗道路、消防(fang)以(yi)及工(gong)業冷卻水(shui)等(deng)(deng)(deng)),預計到(dao)(dao)2020 年(nian)(nian),全國海(hai)(hai)(hai)水(shui)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)量將達到(dao)(dao)1 × 109 m³ ·a - 1 ,海(hai)(hai)(hai)水(shui)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)量的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速增長是導(dao)致高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)大(da)量排放的(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要原(yuan)因(yin)。目前(qian),高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)較(jiao)主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)方式是通(tong)(tong)(tong)過(guo)市政管網進(jin)(jin)入(ru)城市污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)系(xi)統。高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)通(tong)(tong)(tong)常包(bao)含Na + 、K + 、Cl - 和(he)SO4^2-等(deng)(deng)(deng)鹽(yan)(yan)類(lei)物(wu)(wu)(wu)(wu)質,這些(xie)離子(zi)濃度(du)過(guo)高,會快(kuai)速增大(da)細胞滲透壓從而破壞菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)體細胞,同時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)鹽(yan)(yan)析作用(yong)(yong)(yong)(yong)降低(di)脫氫酶活(huo)性(xing)抑制(zhi)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長,而且高濃度(du)的(de)(de)(de)(de)氯離子(zi)對(dui)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)有一(yi)定地毒害作用(yong)(yong)(yong)(yong)。因(yin)此,高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)會對(dui)傳統污(wu)水(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)作用(yong)(yong)(yong)(yong),特(te)別是在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)啟動(dong)期,活(huo)性(xing)污(wu)泥受到(dao)(dao)抑制(zhi)會導(dao)致工(gong)藝(yi)出水(shui)水(shui)質惡化,COD 和(he)SS 濃度(du)劇增。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)(li)(li)高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)問題在(zai)于(yu)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝功能(neng)遭到(dao)(dao)破壞,原(yuan)后生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)動(dong)物(wu)(wu)(wu)(wu)數量劇減,污(wu)泥馴(xun)化緩(huan)(huan)慢,反(fan)(fan)應器啟動(dong)時間較(jiao)長。常麗(li)(li)麗(li)(li)等(deng)(deng)(deng) 研(yan)(yan)究(jiu)了含鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化處(chu)理(li)(li)(li)耐鹽(yan)(yan)污(wu)泥馴(xun)化,發(fa)現(xian)馴(xun)化初(chu)期城市污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)廠的(de)(de)(de)(de)污(wu)泥對(dui)含鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)中(zhong)COD 的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率僅(jin)為30% ~ 40% ,經過(guo)80 d 的(de)(de)(de)(de)馴(xun)化后COD 去(qu)(qu)除(chu)率才能(neng)達到(dao)(dao)90% 。宋晶(jing)等(deng)(deng)(deng)直(zhi)接(jie)馴(xun)化嗜(shi)鹽(yan)(yan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)處(chu)理(li)(li)(li)高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui),采用(yong)(yong)(yong)(yong)序批式生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜法(fa)(sequencing batch biofilm reactor, SBBR),通(tong)(tong)(tong)過(guo)逐步(bu)(bu)提高鹽(yan)(yan)度(du)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)模擬高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li),出水(shui)COD 能(neng)夠達到(dao)(dao)90% 以(yi)上(shang),但嗜(shi)鹽(yan)(yan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)馴(xun)化與擴培緩(huan)(huan)慢導(dao)致SBBR 很(hen)難快(kuai)速啟動(dong)。HAMODA 等(deng)(deng)(deng) 研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)高鹽(yan)(yan)環(huan)境并(bing)未完全抑制(zhi)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長,相(xiang)反(fan)(fan)會促進(jin)(jin)一(yi)些(xie)嗜(shi)鹽(yan)(yan)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長;KARGI等(deng)(deng)(deng)發(fa)現(xian)通(tong)(tong)(tong)過(guo)投(tou)加(jia)(jia)嗜(shi)鹽(yan)(yan)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)能(neng)夠加(jia)(jia)速微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)落結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)演替(ti),從而縮短(duan)污(wu)泥馴(xun)化的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。通(tong)(tong)(tong)過(guo)投(tou)加(jia)(jia)復(fu)合(he)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)進(jin)(jin)行生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)強化成為了高鹽(yan)(yan)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)熱點。張波等(deng)(deng)(deng)制(zhi)備復(fu)合(he)嗜(shi)鹽(yan)(yan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)強化處(chu)理(li)(li)(li)高鹽(yan)(yan)有機廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui),中(zhong)試實驗結(jie)(jie)果表明(ming),投(tou)加(jia)(jia)復(fu)合(he)嗜(shi)鹽(yan)(yan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)能(neng)夠加(jia)(jia)快(kuai)厭氧反(fan)(fan)應器的(de)(de)(de)(de)啟動(dong),在(zai)70 d 內就完成了啟動(dong)過(guo)程,且復(fu)合(he)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)能(neng)夠有效(xiao)改善生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化系(xi)統對(dui)TOC 的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)果,對(dui)TOC 的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率由投(tou)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)前(qian)的(de)(de)(de)(de)50% 左右提高至70% 以(yi)上(shang)。大(da)多數研(yan)(yan)究(jiu)僅(jin)通(tong)(tong)(tong)過(guo)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)率來(lai)描述生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)強化的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果,復(fu)合(he)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)對(dui)活(huo)性(xing)污(wu)泥微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)落機構演替(ti)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)以(yi)及其(qi)能(neng)否在(zai)反(fan)(fan)應器中(zhong)長期存留,均需要進(jin)(jin)一(yi)步(bu)(bu)研(yan)(yan)究(jiu)與探(tan)討。

　　本研究依靠投加外(wai)源(yuan)耐鹽(yan)(yan)(yan)高(gao)效復(fu)合(he)菌劑(ji),改善生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)啟(qi)動(dong)(dong)期處(chu)(chu)理(li)(li)效果,實現(xian)高(gao)鹽(yan)(yan)(yan)廢(fei)(fei)水(shui)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)的(de)(de)快速啟(qi)動(dong)(dong)。采用分(fen)子(zi)生(sheng)物(wu)(wu)學的(de)(de)方法分(fen)析啟(qi)動(dong)(dong)與完成(cheng)階段活性(xing)污泥(ni)生(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)結構的(de)(de)變化,考(kao)察(cha)耐鹽(yan)(yan)(yan)高(gao)效復(fu)合(he)菌劑(ji)在反應體系(xi)內的(de)(de)存(cun)留時間,為(wei)開發高(gao)鹽(yan)(yan)(yan)廢(fei)(fei)水(shui)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)提(ti)供技(ji)術支持。

　　1 實驗部分

　　1. 1 耐(nai)鹽高效菌(jun)與復合菌(jun)劑制備

　　耐(nai)(nai)鹽(yan)高(gao)(gao)效(xiao)菌(jun):本(ben)研究采用(yong)的(de)耐(nai)(nai)鹽(yan)菌(jun)是由本(ben)實驗(yan)室(shi)篩選獲得的(de)耐(nai)(nai)鹽(yan)高(gao)(gao)效(xiao)菌(jun)O1 和(he)Y5 ;地衣芽孢(bao)桿菌(jun)地衣芽孢(bao)桿菌(jun)(Bacillus licheniformis) O1 和(he)枯(ku)草芽孢(bao)桿菌(jun)(Bacillus subtilis) Y5 均可降解高(gao)(gao)鹽(yan)廢水中的(de)有(you)(you)機物,具(ju)有(you)(you)耐(nai)(nai)鹽(yan)、適用(yong)pH 值(zhi)范圍寬、適用(yong)溫(wen)度(du)范圍寬的(de)特點。

　　LB 液體培(pei)(pei)養基:胰蛋白胨(dong)10 g,酵(jiao)母粉(fen)5 g,NaCl 50 g,Milli-Q 水(shui)1 000 mL;LB 固體培(pei)(pei)養基:胰蛋白胨(dong)10 g,酵(jiao)母粉(fen)5 g,NaCl 50 g,瓊脂15 g,Milli-Q 水(shui)1 000 mL;在(zai)LB 液體和(he)固體培(pei)(pei)養基中分別(bie)加入45 g 和(he)65 g的NaCl,配置含鹽(yan)量5% 和(he)7% 的高鹽(yan)LB 培(pei)(pei)養基,用于(yu)復(fu)合(he)菌劑的制備與(yu)擴培(pei)(pei)。

　　親水性聚氨酯(zhi)生物填料:密度約為(wei)23 kg·m - 3 ,孔(kong)徑(jing)為(wei)2 ~ 3 mm,孔(kong)隙率> 90% ,比表面(mian)積23. 3 × 103m2 ·kg - 1 ,微生物負(fu)載量16 ~ 20 kg·m - 3 。

　　復合菌(jun)(jun)劑的(de)(de)(de)制(zhi)備:將(jiang)已經篩選獲得(de)的(de)(de)(de)耐(nai)鹽高(gao)效(xiao)菌(jun)(jun)O1 和(he)Y5 分別(bie)(bie)接種到鹽度為(wei)5% 和(he)7% 的(de)(de)(de)LB 液體(ti)培(pei)養(yang)基中(zhong),在25 ℃ 、150 r·min - 1 的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)培(pei)養(yang),每隔2 h 測定OD600 ,當菌(jun)(jun)株Y1 和(he)Q5 的(de)(de)(de)OD600 值分別(bie)(bie)達(da)到3. 10 和(he)1. 39 時,由畫線法可測得(de)LB 液體(ti)培(pei)養(yang)基中(zhong)的(de)(de)(de)菌(jun)(jun)濃(nong)度達(da)到107 CFU·mL - 1 。將(jiang)分別(bie)(bie)含有2 株菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)LB 液體(ti)培(pei)養(yang)基按1∶ 1 體(ti)積比混合 ,離心并撇除(chu)上清液,加(jia)入PBS 緩沖液沖洗3 次,其菌(jun)(jun)含量約為(wei)1 gMLVSS·L - 1 。

　　復(fu)合(he)(he)菌劑的(de)(de)(de)負載:將分別含有2 株菌的(de)(de)(de)LB 液(ye)體(ti)(ti)培(pei)(pei)養基按1∶ 1 體(ti)(ti)積比混合(he)(he),同時加入邊(bian)長為(wei)(wei)1 cm 的(de)(de)(de)聚氨(an)酯立方體(ti)(ti)1 g,在25 ℃ ,150 r·min - 1 的(de)(de)(de)條件下培(pei)(pei)養12 h 即完成了復(fu)合(he)(he)菌劑的(de)(de)(de)固(gu)定(ding)化,取出(chu)聚氨(an)酯立方體(ti)(ti),用PBS 緩(huan)沖(chong)(chong)液(ye)沖(chong)(chong)洗3 次,其(qi)負載量約為(wei)(wei)0. 8 g MLVSS·g - 1 。

　　1. 2 實驗裝置及運行

　　實驗采用的SBR 裝置(zhi)(見(jian)圖1)呈圓柱(zhu)體,由有(you)機(ji)玻璃制成,有(you)效高(gao)度為70 cm,內徑為19 cm,有(you)效容積為5 L;反應器(qi)底部(bu)設(she)(she)有(you)微孔砂盤曝氣器(qi),曝氣量(liang)由轉子流量(liang)計調節(jie);反應器(qi)上(shang)方設(she)(she)有(you)攪(jiao)(jiao)拌器(qi);反應器(qi)進(jin)水(shui)(shui)、出水(shui)(shui)、曝氣及攪(jiao)(jiao)拌均通過(guo)時(shi)控開關自動(dong)完(wan)成,而排泥則通過(guo)手動(dong)完(wan)成。

　　3 個(ge)平行運行的(de)SBR 中R1 和R2 作為(wei)(wei)實驗組,分別投加復合菌劑和負載復合菌劑的(de)填(tian)料進行生物(wu)強化,R3 作為(wei)(wei)對照組只保持相(xiang)同生物(wu)量的(de)活性(xing)污(wu)(wu)泥。3 個(ge)SBR 的(de)水(shui)(shui)(shui)力(li)停(ting)留時(shi)間(HRT)均為(wei)(wei)12 h,排水(shui)(shui)(shui)比為(wei)(wei)1 /2,其(qi)中每個(ge)循(xun)環6 h,包括進水(shui)(shui)(shui)0. 5 h,缺氧反(fan)應1 h,好(hao)氧反(fan)應3 h,排水(shui)(shui)(shui)0. 5 h 以(yi)及閑置(zhi)0. 5 h。污(wu)(wu)泥濃度(MLSS)控(kong)制在3 500 ~ 5 500 mg·L - 1 ,好(hao)氧反(fan)應末(mo)端溶解(jie)氧(DO)控(kong)制在6 ~ 8 mg·L - 1 ,溫度為(wei)(wei)25 ~ 28 ℃ 。

　　1. 3 接種污泥與實驗用水

　　實驗所(suo)用活(huo)(huo)性(xing)污泥取自市政污水(shui)處理廠的(de)二(er)沉池。實驗用水(shui)取自生態環境研究中心(xin)家屬區(qu)生活(huo)(huo)污水(shui),投加粗鹽(yan)(yan)配(pei)成鹽(yan)(yan)度為3% ~ 5% 的(de)高鹽(yan)(yan)生活(huo)(huo)污水(shui),原生活(huo)(huo)污水(shui)常規水(shui)質指標見表1。

　　1. 4 DNA 提取及群落結(jie)構分(fen)析(xi)

　　DNA 提取與PCR 擴增:4 mL 污泥(ni)樣品10 000 r·min - 1 離心10 min。使(shi)用(yong)(yong)Fast DNA SPIN for Soil 試劑盒(he)(MP Biomedical, France)按提取說明操(cao)作。提取的DNA 在Nanodrop 分光(guang)光(guang)度(du)計(Nanodrop, USA)上測(ce)定DNA 的濃(nong)度(du)和(he)質量(liang),并使(shi)用(yong)(yong)1% 瓊脂(zhi)糖凝膠電泳驗證DNA 的完整性。采用(yong)(yong)PCR 對16S rRNA 的V4 區進(jin)行(xing)擴增,引(yin)物(wu)為(wei)(wei)515F(5’-barcode-GTGCCAGCMGCCGCGG-3’)和(he)907R(5’-CCGTCAATTCMTTTRAGTTT-3’),反應條件為(wei)(wei)95 ℃ 預變性2 min;之后(hou)95 ℃ 變性30 s、55 ℃ 退(tui)火30 s、72 ℃ 延(yan)伸30 s 共循(xun)環(huan)25 次;較后(hou)72 ℃ 保持5 min。PCR 反應體系為(wei)(wei)20 μL,包括4 μL 5 × FastPfu Buffer、2 μL 2. 5 mmol·L - 1 dNTPs、0. 8μL 上下游(you)引(yin)物(wu)(5 μmol·L - 1 )、0. 4 μL FastPfu 聚合(he)酶和(he)10 μg DNA 模板。

　　高(gao)通量(liang)測(ce)序與OTU 分(fen)類:采(cai)用(yong)Illumina Miseq 平臺(Illumina, USA)測(ce)序分(fen)析,測(ce)序數據經優化后(hou),每個樣品含有28577 條有效序列(lie)(lie)。有效序列(lie)(lie)采(cai)用(yong)Ribosomal Database Project (RDP) 分(fen)類。Circos 圖采(cai)用(yong)Circos 軟件(http:/ / mkweb. bcgsc. ca/ tableviewer/ )繪(hui)制(zhi);主成分(fen)分(fen)析(PCA)采(cai)用(yong)Canoco 5. 0 繪(hui)制(zhi)(Microcomputer,USA);熱圖(Heatmap)采(cai)用(yong)Hemi 1. 0(http:/ / hemi. biocuckoo. org/ )PCA 和(he)熱圖是基(ji)于前含量(liang)前10 位菌屬(shu)繪(hui)制(zhi)。

　　1. 5 水質分析項目及方法

　　TOC:element 元素(su)分析儀測定(ding);DO:YSI550A 溶氧儀測定(ding);pH:SartoriusPB-20 pH 計測定(ding);TDS、MLSS、MLVSS:重量(liang)法。

　　2 結果與討論

　　2. 1 復合(he)菌劑投加(jia)量優化

　　采(cai)用250 mL 搖(yao)瓶實(shi)驗考察不同復合菌劑投(tou)加(jia)量的(de)SBR 對(dui)TOC 的(de)降(jiang)解(jie)效果,從而實(shi)現復合菌劑投(tou)加(jia)量優化。培養條件:轉(zhuan)速(su)為150 r·min - 1 ,25 ℃ ;將(jiang)活性污泥接(jie)種于(yu)搖(yao)瓶中,接(jie)種量為2 040 g MLVSS·L - 1 ;采(cai)用批(pi)次換(huan)水(shui),停留(liu)時間8 h。48 h 后出水(shui)的(de)TDS 基(ji)本穩定(ding),按表2 方(fang)法投(tou)加(jia)復合菌劑,并且停止換(huan)水(shui)。取樣(yang)(yang)周期為2 h,連續(xu)采(cai)樣(yang)(yang)24 h。樣(yang)(yang)品離心并過0. 45 μm 濾膜,測定(ding)TOC 值。

表2 反應器投菌方(fang)案

　　由(you)(you)圖2 可(ke)知(zhi),隨著復(fu)合菌(jun)(jun)劑(ji)投(tou)加量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)加,投(tou)加復(fu)合菌(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)生物強化(hua)系(xi)統(tong)(bio-augmentation system,BS)的(de)(de)TOC 降(jiang)解速度(du)逐漸加快,較大降(jiang)解率也有所增(zeng)強。投(tou)加1% 、5% 、10% 和(he)15% 復(fu)合菌(jun)(jun)的(de)(de)由(you)(you)于投(tou)菌(jun)(jun)量(liang)(liang)由(you)(you)10% 增(zeng)加到15% ,TOC 去(qu)除(chu)速率與較大去(qu)除(chu)率均沒有顯著提高,說(shuo)明投(tou)菌(jun)(jun)量(liang)(liang)增(zeng)加到一定程度(du)后(hou),對系(xi)統(tong)降(jiang)解速度(du)和(he)降(jiang)解效果影(ying)響變化(hua)不(bu)大,所以(yi)反應器運行選擇10% 投(tou)菌(jun)(jun)量(liang)(liang)。

　　2. 2 復(fu)合菌劑對SBR 啟動的影響

　　反應器啟動共分(fen)為(wei)(wei)3 個(ge)階段。個(ge)階段(1 ~ 15 d),反應器中接種城市污(wu)(wu)水處理廠活(huo)性污(wu)(wu)泥,接種量約為(wei)(wei)2 000 mg MLVSS·L - 1 ,并采(cai)用普(pu)通(tong)生活(huo)污(wu)(wu)水作(zuo)為(wei)(wei)進(jin)水,直(zhi)到3 個(ge)SBR 的TOC 去(qu)除率均穩定達(da)到85% 以上;第(di)(di)二個(ge)階段(16 ~ 25 d),采(cai)用高鹽生活(huo)污(wu)(wu)水作(zuo)為(wei)(wei)進(jin)水,進(jin)行復合菌劑與投(tou)加,對R1和R2 每隔1 d 各自投(tou)加10% × MLVSS 的復合菌劑和菌填(tian)料,共投(tou)加5 次;第(di)(di)三個(ge)階段(26 ~ 45 d),保(bao)持SBR 的正常(chang)運行直(zhi)到R1 和R2 的TOC 去(qu)除率再次穩定達(da)到85% 以上。

　　從圖(tu)3 可(ke)以看出,在(zai)(zai)SBR 處(chu)理高(gao)鹽生(sheng)(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)啟 動期,投(tou)加(jia)復(fu)合菌(jun)(jun)劑及菌(jun)(jun)填(tian)料對SBR 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC 去(qu)(qu)除(chu)(chu)率有非常顯(xian)(xian)(xian)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao) ,第(di)(di)(di)15 天(tian)到25 天(tian),復(fu)合菌(jun)(jun)劑投(tou)加(jia)過程中,R1、R2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC 去(qu)(qu)除(chu)(chu)率能(neng)(neng)夠(gou)穩(wen)定(ding)在(zai)(zai)80% 左(zuo)右,而(er)R3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC 去(qu)(qu)除(chu)(chu)率僅僅從25% 提(ti)(ti)升至(zhi)40% ;第(di)(di)(di)26 天(tian)至(zhi)45 天(tian),SBR 運行過程中,R3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)率并沒(mei)有顯(xian)(xian)(xian)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao),直到40 d 才出現緩慢提(ti)(ti)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。第(di)(di)(di)35 天(tian)以后,R1 和(he)R2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC 去(qu)(qu)除(chu)(chu)率均可(ke)以穩(wen)定(ding)在(zai)(zai)85% 左(zuo)右,可(ke)認為(wei)SBR 處(chu)理高(gao)鹽生(sheng)(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)啟動完成(cheng) ,而(er)直到65 d,R3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)TOC 去(qu)(qu)除(chu)(chu)率僅為(wei)65. 3% 。此(ci)外,對比R1 和(he)R2,在(zai)(zai)第(di)(di)(di)二階(jie)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)TOC 呈(cheng)現出一致(zhi)性,而(er)在(zai)(zai)第(di)(di)(di)三階(jie)段,R2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運行狀況明(ming)顯(xian)(xian)(xian)更加(jia)穩(wen)定(ding),這(zhe)(zhe)也說明(ming)投(tou)加(jia)負載(zai)菌(jun)(jun)填(tian)料能(neng)(neng)夠(gou)為(wei)復(fu)合菌(jun)(jun)劑提(ti)(ti)供更加(jia)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing),懸浮填(tian)料表面(mian)即可(ke)觀察到一層褐(he)色(se)黏膜(mo)附(fu)著(zhu),證明(ming)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)開(kai)始附(fu)著(zhu)生(sheng)(sheng)(sheng)長,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)逐(zhu)漸形成(cheng)。SBR 快速(su)啟動過程中MLSS 及MLVSS 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化規律如圖(tu)4 所(suo)示。R1、R2 和(he)R3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)MLSS 及MLVSS 整(zheng)體(ti)均呈(cheng)現出先下降,后上(shang)升的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。這(zhe)(zhe)是由(you)于起初活性污(wu)(wu)泥微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)受到高(gao)鹽度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抑制甚至(zhi)毒(du)害,導致(zhi)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)量降低(di),而(er)隨著(zhu)污(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馴(xun)化,嗜(shi)鹽微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)逐(zhu)漸開(kai)始增殖。值得一提(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是R2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)MLSS 劇減(jian),可(ke)能(neng)(neng)是由(you)于投(tou)入填(tian)料后,部分(fen)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)附(fu)著(zhu)在(zai)(zai)填(tian)料上(shang),從而(er)導致(zhi)反應器內懸浮固體(ti)濃度(du)減(jian)少。此(ci)外,R1、R2 和(he)R3 MLVSS/ MLSS 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)值由(you)0. 068 5 分(fen)別降低(di)至(zhi)0. 623、0. 624 和(he)0. 561,有研究證明(ming)高(gao)鹽廢水(shui)(shui)(shui)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性污(wu)(wu)泥絮(xu)體(ti)致(zhi)密、沉降性能(neng)(neng)好,這(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)(neng)是鹽在(zai)(zai)嗜(shi)鹽微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)內富集導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

　　2. 3 SBR 群落結構分析(xi)

　　對(dui)SBR 中(zhong)活性(xing)污(wu)泥進行(xing)了(le)(le)高(gao)(gao)通(tong)量測(ce)序用于(yu)(yu)揭示(shi)反(fan)應器菌(jun)(jun)(jun)(jun)群結(jie)構(gou)演替以(yi)及(ji)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)存留狀況。群落結(jie)構(gou)分(fen)析的(de)(de)4 組實驗包括(kuo)配入高(gao)(gao)鹽(yan)(yan)廢水前(qian)期(qi)(R1、R2 和(he)R3 完成接種后在相(xiang)同條件(jian)下運行(xing),樣(yang)品編號Rday15),連(lian)續(xu)投(tou)加(jia)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)R1 組(樣(yang)品編號R1 day25、R1 day35、R1 day45),連(lian)續(xu)投(tou)加(jia)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)固(gu)定化(hua)(hua)填料(liao)的(de)(de)R2 組(樣(yang)品編號R2 day25、R2 day35、R2 day45);連(lian)續(xu)投(tou)加(jia)活性(xing)污(wu)泥的(de)(de)R3 組(樣(yang)品編號R3day25、R3 day35、R3 day45)。不(bu)同處理(li)組及(ji)采樣(yang)階段(duan),菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)水平變(bian)(bian)化(hua)(hua)如圖5 所示(shi)。活性(xing)污(wu)泥微(wei)(wei)生物(wu)(wu)中(zhong)含量較(jiao)多的(de)(de)為變(bian)(bian)形(xing)(xing)菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)( Proteobacteri) 和(he)擬桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)( Bacteroidetes),其(qi)所占比(bi)(bi)例(li)(li)較(jiao)高(gao)(gao),分(fen)別達到40. 45% 、27. 05% 、4. 69% 和(he)4. 22% 。在整個生物(wu)(wu)處理(li)啟(qi)動過(guo)(guo)程中(zhong),高(gao)(gao)鹽(yan)(yan)廢水對(dui)活性(xing)污(wu)泥的(de)(de)馴(xun)化(hua)(hua)以(yi)及(ji)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)投(tou)入使活性(xing)污(wu)泥微(wei)(wei)生物(wu)(wu)群落結(jie)構(gou)發生了(le)(le)明顯的(de)(de)改變(bian)(bian)。活性(xing)污(wu)泥中(zhong)主(zhu)要微(wei)(wei)生物(wu)(wu)比(bi)(bi)例(li)(li)發生了(le)(le)明顯改變(bian)(bian),R1、R2 和(he)R3 中(zhong)變(bian)(bian)形(xing)(xing)菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)所占比(bi)(bi)例(li)(li)均出現驟增,分(fen)別達到56. 24% 、56. 22% 和(he)63. 72% ,擬桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)所占比(bi)(bi)例(li)(li)則(ze)分(fen)別降低至(zhi)16. 11% 、19. 40% 和(he)17. 68% 。對(dui)于(yu)(yu)R1 和(he)R2,從運行(xing)第10 天至(zhi)15 天連(lian)續(xu)投(tou)加(jia)了(le)(le)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)和(he)負(fu)載(zai)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)填料(liao),所以(yi)R1 和(he)R2 中(zhong)厚(hou)(hou)(hou)壁(bi)(bi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)所占比(bi)(bi)例(li)(li)從1. 31% 分(fen)別升高(gao)(gao)至(zhi)6. 13% 和(he)4. 54% ;對(dui)于(yu)(yu)R3,由于(yu)(yu)僅(jin)(jin)投(tou)入活性(xing)污(wu)泥種泥,其(qi)中(zhong)的(de)(de)厚(hou)(hou)(hou)壁(bi)(bi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)所占比(bi)(bi)例(li)(li)在運行(xing)45 d 僅(jin)(jin)有0. 95% 。這說明地(di)衣芽孢(bao)桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)(Bacillus licheniformis) O1 和(he)枯草芽孢(bao)桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)(Bacillus subtilis) Y5 所屬的(de)(de)厚(hou)(hou)(hou)壁(bi)(bi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)門(men)雖然具有較(jiao)強的(de)(de)耐鹽(yan)(yan)性(xing),但不(bu)具備競爭優勢,通(tong)過(guo)(guo)復(fu)合菌(jun)(jun)(jun)(jun)劑(ji)投(tou)加(jia),可以(yi)在活性(xing)污(wu)泥總富集,并成為優勢種屬。

　　4 組實(shi)驗的(de)(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)群落結(jie)構(gou)熱圖和(he)主成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)是(shi)基于(yu)各樣品中(zhong)(zhong)含(han)量前10 位(wei)菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)共計34 種菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(如圖6 和(he)7 所示)。根據(ju)主成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)(de)聚類結(jie)果,可以(yi)(yi)將(jiang)R1 和(he)R2 的(de)(de)(de)(de)啟(qi)(qi)動(dong)分(fen)(fen)為3 個階(jie)段(duan),這與反(fan)應(ying)器運行(xing)的(de)(de)(de)(de)狀況相吻合(he)。階(jie)段(duan)(1 ~ 15 d),反(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)活性污泥(ni)還處于(yu)適(shi)應(ying)期,進(jin)水(shui)(shui)為普通生(sheng)活污水(shui)(shui),主要以(yi)(yi)變(bian)形菌(jun)(jun)(jun)門中(zhong)(zhong),如不動(dong)桿菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Acinetobacter)、布蘭漢氏菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Alkanindiges)、嗜(shi)門菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Methylophius)和(he)生(sheng)絲微菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Hyphomicroblum)等占優(you)(you)(you)勢(shi);第(di)二(er)階(jie)段(duan)(15 ~ 25 d),開始以(yi)(yi)高鹽(yan)廢水(shui)(shui)為進(jin)水(shui)(shui),此(ci)時(shi)鹽(yan)度的(de)(de)(de)(de)沖擊負荷(he)使得(de)微生(sheng)物(wu)群落結(jie)構(gou)反(fan)生(sheng)改(gai)變(bian),變(bian)形菌(jun)(jun)(jun)門中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)豐度進(jin)一(yi)步增加,并(bing)達到較大(da)豐度;第(di)三階(jie)段(duan)(25 ~ 45 d),經過(guo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)和(he)馴化,擬桿菌(jun)(jun)(jun)門中(zhong)(zhong),如鳥桿菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Gelidibacter)、黃桿菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Flavobacterium)、碳酸噬(shi)胞菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Aequorivita)等逐漸成(cheng)為優(you)(you)(you)勢(shi)種屬(shu),而變(bian)形菌(jun)(jun)(jun)門中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)豐度下降。有(you)趣的(de)(de)(de)(de)是(shi),由于(yu)復合(he)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)和(he)菌(jun)(jun)(jun)填(tian)料的(de)(de)(de)(de)投加,第(di)二(er)階(jie)段(duan)芽孢(bao)桿菌(jun)(jun)(jun)屬(shu)(Bacillus) 的(de)(de)(de)(de)豐度上升,并(bing)在之后的(de)(de)(de)(de)運行(xing)中(zhong)(zhong)逐漸成(cheng)為優(you)(you)(you)勢(shi)種屬(shu),而這一(yi)階(jie)段(duan)R1 與R2 對TOC 的(de)(de)(de)(de)去除率也遠(yuan)高于(yu)R3,因此(ci),復合(he)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)投加對改(gai)善生(sheng)物(wu)工藝(yi)有(you)機物(wu)去除效果,縮短啟(qi)(qi)動(dong)時(shi)間(jian)具有(you)顯著的(de)(de)(de)(de)效果。

　　3 結論

　　1)O1 和(he)Y5 兩株菌均(jun)具有(you)很(hen)強的耐鹽能力,能夠(gou)在高(gao)(gao)鹽環境(jing)下生存,并且通過復配(pei)能夠(gou)獲得較高(gao)(gao)的有(you)機物降(jiang)解率(lv)。投菌量由10% 增加(jia)至15% ,達到(dao)相同TOC 去(qu)除率(lv)的時間沒(mei)有(you)大(da)幅度(du)縮短(duan),較大(da)去(qu)除率(lv)也沒(mei)有(you)提高(gao)(gao),說明投加(jia)量增加(jia)到(dao)一定程(cheng)度(du)后,對(dui)系統降(jiang)解速度(du)和(he)降(jiang)解效(xiao)果影響變化不大(da)。

　　2)實(shi)(shi)驗組經連(lian)續多次投加(jia)耐(nai)鹽高效(xiao)菌(jun)(jun)制(zhi)備(bei)的(de)(de)復(fu)合(he)(he)菌(jun)(jun)劑的(de)(de)SBR 能夠(gou)在30 d 完成快速啟(qi)(qi)動(dong),并(bing)且(qie)在啟(qi)(qi)動(dong)過程中,TOC 的(de)(de)去(qu)(qu)除率都(dou)能夠(gou)穩定(ding)保持在80% 左右。此外,通過投加(jia)負(fu)載復(fu)合(he)(he)菌(jun)(jun)劑的(de)(de)菌(jun)(jun)填料進(jin)行(xing)生(sheng)物強(qiang)(qiang)化(hua),能夠(gou)獲得更(geng)(geng)長(chang)的(de)(de)時效(xiao)行(xing),并(bing)且(qie)具(ju)備(bei)更(geng)(geng)強(qiang)(qiang)的(de)(de)抗沖(chong)擊負(fu)荷的(de)(de)能力。基(ji)于(yu)較(jiao)好的(de)(de)有(you)機污染(ran)物出(chu)去(qu)(qu)效(xiao)果和(he)較(jiao)強(qiang)(qiang)的(de)(de)抗鹽度沖(chong)擊能力,本研(yan)究(jiu)制(zhi)備(bei)的(de)(de)復(fu)合(he)(he)菌(jun)(jun)劑用于(yu)改善生(sheng)物處(chu)理工(gong)藝啟(qi)(qi)動(dong)期TOC 的(de)(de)去(qu)(qu)除率,縮短生(sheng)物處(chu)理工(gong)藝的(de)(de)啟(qi)(qi)動(dong)時間具(ju)有(you)顯著(zhu)的(de)(de)效(xiao)果。若(ruo)能夠(gou)進(jin)一步與耐(nai)鹽硝化(hua)菌(jun)(jun)和(he)耐(nai)鹽反硝化(hua)菌(jun)(jun)復(fu)合(he)(he),制(zhi)備(bei)多種功(gong)效(xiao)的(de)(de)復(fu)合(he)(he)菌(jun)(jun)劑,在強(qiang)(qiang)化(hua)TOC 去(qu)(qu)除的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang),強(qiang)(qiang)化(hua)生(sheng)物工(gong)藝的(de)(de)總氮去(qu)(qu)除效(xiao)果,將(jiang)更(geng)(geng)具(ju)有(you)實(shi)(shi)際應用價值和(he)工(gong)程意(yi)義(yi)。

　　3)實驗結(jie)果表明復合菌劑的引(yin)入導致系(xi)統(tong)內菌群競爭(zheng)優(you)勢的變化(hua),使整個(ge)系(xi)統(tong)快速適應水質變化(hua),處(chu)理效(xiao)(xiao)率提高,而通過啟(qi)動完(wan)成后的生物(wu)群落結(jie)構分(fen)析可以看到所(suo)投加的耐鹽高效(xiao)(xiao)菌O1 和Y5 在(zai)活性污泥微生物(wu)總量中所(suo)占比例由1. 31% 升(sheng)高至6. 13% ,說明O1 和Y5 能夠在(zai)小試SBR 中長期存留(liu),并逐(zhu)漸成為優(you)勢種(zhong)屬之一。