1 引言

 本課題是針對上海市首座生態污水處理工藝的示范項目進行跟蹤研究。鑒于項目首次在老廠基礎上的大規模改造，亟需對工藝相關運營參數、運行經驗，充分消化等相關技術進行深入研究與總結。通過分析實際運行情況，進一步掌握生態反應器協同處理工藝體系的優點和關鍵參數，為相關工程提供技術支撐，為國內老廠進行提標改造提供理論及運行參考。

2 創新點

 （一）首次創新使用臺盼藍拒染鏡檢試驗對植物-泥-膜中的污泥進行定性測試，可快速分辨細胞的死活或細胞膜的完整性。

 （二）開展了微生物高通量測序及種群結構分析。工藝系統中，污泥懸浮液的微生物豐度普遍較高，平均值為522.4，表明系統中的污泥微生物數量相比于傳統工藝A2/O工藝更為豐富。

3 主要研究結論

 植物-泥-膜共生工藝處理系統中好氧池兩個門微生物的平均豐度為75.8%和12.4%，缺氧池為76.5%和10.8%，傳統A2/O工藝中好氧池為54.3%和26.3%，缺氧池為58.9%和21.8%，厭氧池為59.2%和22.4%。懸浮污泥微生物門分類下的種群結構相對豐度如下：

 污水處理系統中缺氧池微生物豐度相比傳統A2/O缺氧池高出18.5%，好氧池微生物豐度比傳統A2/O好氧池高出31.7%。可見，泥膜共生結構使系統污泥微生物更為豐富。污泥懸浮液微生物屬分類下的種群結構相對豐度如下：

 該處理系統中，微生物主要有脫氯單胞菌屬(Dechloromonas)、芽單胞菌屬(Gemma-timonadaceae)、Steroidobacteraceae菌屬、Saprospiraceae菌屬以及叢毛單胞菌屬(Comamonas)，其豐度分別為28.2%、3.8%、3.1%、2.3%和2.2%。污泥懸浮液微生物Top5屬分類的相對豐度如下：

 各掛膜微生物樣品都具有較高且相似的擬桿菌門豐度，在厭氧條件下可以將大分子物質水解酸化為小分子物質，有利于去除有機污染物。樣品中也發現一定量的浮霉菌門微生物（典型的厭氧氨氧化菌），說明掛膜體系中也存在著厭氧氨氧化作用，從而為實現較高的TN去除率產生一定促進作用。掛膜微生物的變形菌門組成如下：

4 本次相關研究總結

 （1）植物根系的固氮作用使污泥微生物種群中硝化螺旋菌門含量大大增加，根系的引入在一定程度上增加了這類微生物的豐度，強化了系統對污染物的去除效能。

 （2）掛膜微生物中存在大量的脫氮細菌，同時體系中富集了可以產生穩定的菌膠團結構，有利于生物膜的穩定生長，進一步說明植物-泥膜共生工藝節能降耗并能高效處理污水的特性。

 （3）掛膜微生物的羥胺氧化酶、硝酸鹽還原酶、外切聚磷酸激酶等微生物酶的活性及其關鍵基因的表達普遍高于污泥懸浮液，充分說明植物-泥膜共生體系優越的處理效能主要得益于高濃度富集的掛膜微生物結構。

 備注：工藝微生物活性與硝化動力學分析、改造前后污泥脫水調理研究、工藝數學模型模擬與評估后續報道。

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