針(zhen)對鹽(yan)(yan)度(du)(du)脅迫下硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)富(fu)集難、亞(ya)硝(xiao)(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)易積累等問題，以亞(ya)硝(xiao)(xiao)態(tai)氮為(wei)(wei)(wei)唯一氮源，開(kai)展(zhan)了(le)不同(tong)鹽(yan)(yan)度(du)(du)（NaCl）對序批(pi)式移動床生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)馴化(hua)(hua)(hua)(hua)前后硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)特(te)性影響(xiang)的(de)研(yan)究。結果表明，隨著馴化(hua)(hua)(hua)(hua)鹽(yan)(yan)度(du)(du)的(de)提(ti)升(sheng)（R1~R4的(de)鹽(yan)(yan)度(du)(du)分別(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)0、10、20、40g/L），硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)成熟(shu)時間(jian)逐漸延長，分別(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)31、31、39及>50d，反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)R1~R3性能穩定時出水NO2--N濃度(du)(du)<0.1mg/L。采用非競爭性抑制(zhi)模型(xing)獲得(de)(de)不同(tong)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)內(nei)鹽(yan)(yan)度(du)(du)對硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)性能的(de)半(ban)抑制(zhi)濃度(du)(du)分別(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)<40、44.36和(he)62.94g/L，表明在0~20g/L鹽(yan)(yan)度(du)(du)范圍內(nei)，馴化(hua)(hua)(hua)(hua)鹽(yan)(yan)度(du)(du)越高(gao)(gao)則生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)耐(nai)鹽(yan)(yan)沖(chong)擊性能越強(qiang)。R2和(he)R3中生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)EPS含量為(wei)(wei)(wei)147.91和(he)102.45mg/gVS，明顯高(gao)(gao)于R1（94.61mg/gVS）。DGGE結果顯示,四組生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)種群(qun)結構(gou)豐富(fu)，對照(zhao)組R1與R2、R3、R4的(de)相似(si)性系數分別(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)68.7%、66.0%和(he)44.7%，反(fan)(fan)映出微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)落結構(gou)相似(si)性隨鹽(yan)(yan)度(du)(du)差異增大而(er)明顯降(jiang)低(di)。相比較(jiao)而(er)言，當鹽(yan)(yan)度(du)(du)≤20g/L時，硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)可直接啟(qi)動；鹽(yan)(yan)度(du)(du)>20g/L時，可考慮梯度(du)(du)鹽(yan)(yan)度(du)(du)馴化(hua)(hua)(hua)(hua)法啟(qi)動反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)，以20g/L鹽(yan)(yan)度(du)(du)為(wei)(wei)(wei)基準，可在一個月左(zuo)右獲得(de)(de)成熟(shu)的(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)并使其獲得(de)(de)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)耐(nai)高(gao)(gao)鹽(yan)(yan)沖(chong)擊能力。

近年來(lai)，隨著(zhu)我國(guo)社會(hui)經濟的迅(xun)猛發展，水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源短缺(que)形(xing)勢日益(yi)嚴(yan)峻。作為緩解淡水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源短缺(que)的有效(xiao)途徑，海(hai)水(shui)(shui)(shui)(shui)已(yi)成功應用于工業冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)、城市(shi)廁所和道路(lu)的沖洗水(shui)(shui)(shui)(shui)等(deng)。海(hai)水(shui)(shui)(shui)(shui)直接利用雖可有效(xiao)節約淡水(shui)(shui)(shui)(shui)、緩解淡水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源短缺(que)現狀，但(dan)同時也(ye)產生大量(liang)含(han)(han)鹽廢水(shui)(shui)(shui)(shui)。除此之外(wai)，工業生產中很多環節也(ye)會(hui)產生高含(han)(han)鹽廢水(shui)(shui)(shui)(shui)，如印(yin)染、造紙、化(hua)工、農藥(yao)、海(hai)產品加(jia)工等(deng)。隨著(zhu)含(han)(han)鹽廢水(shui)(shui)(shui)(shui)排放量(liang)的逐漸增(zeng)加(jia)，高鹽濃(nong)度下(xia)傳統生物系統的處(chu)理效(xiao)率往往會(hui)降低(di)或(huo)失效(xiao)，含(han)(han)鹽廢水(shui)(shui)(shui)(shui)生物處(chu)理技術已(yi)成為目前的一大研究熱點。

我(wo)國大部分(fen)水體富營(ying)養化(hua)污染凸顯，尤以氮污染為(wei)重。隨著含(han)鹽(yan)廢(fei)水排(pai)放(fang)量的(de)(de)增(zeng)加，勢必(bi)會影(ying)響(xiang)到污水生(sheng)(sheng)(sheng)物脫氮性能(neng)。已有研(yan)究(jiu)顯示，在含(han)鹽(yan)污水的(de)(de)硝(xiao)化(hua)過程中易發生(sheng)(sheng)(sheng)亞硝(xiao)酸鹽(yan)積累，即硝(xiao)化(hua)菌活(huo)性比亞硝(xiao)化(hua)菌活(huo)性更易受到鹽(yan)度(du)的(de)(de)抑(yi)制。為(wei)進一步明(ming)確鹽(yan)度(du)對(dui)硝(xiao)化(hua)的(de)(de)影(ying)響(xiang)和機理，依托于移(yi)動(dong)床生(sheng)(sheng)(sheng)物膜反(fan)應器（MBBR），研(yan)究(jiu)以亞硝(xiao)態氮為(wei)唯一氮源，不同(tong)鹽(yan)度(du)對(dui)序批式(shi)MBBR硝(xiao)化(hua)特(te)性的(de)(de)影(ying)響(xiang)，以期為(wei)含(han)鹽(yan)污水高效(xiao)生(sheng)(sheng)(sheng)物膜反(fan)應器的(de)(de)開發提供技術支撐。

1、材料與方法

1.1試驗裝(zhuang)置

裝(zhuang)置(zhi)為(wei)(wei)聚丙烯材(cai)(cai)料加工而(er)成的圓(yuan)柱形(xing)反應器，口部(bu)直(zhi)徑(jing)為(wei)(wei)11.5cm，高(gao)為(wei)(wei)14.3cm，底(di)部(bu)直(zhi)徑(jing)為(wei)(wei)12cm，總容積(ji)為(wei)(wei)1.5L。內(nei)布設階梯環狀的柱形(xing)懸浮填料，材(cai)(cai)質為(wei)(wei)高(gao)密度聚乙烯，規格為(wei)(wei)25mm×25mm，比(bi)表面積(ji)為(wei)(wei)228m2/m3，孔隙(xi)率為(wei)(wei)95%，堆(dui)積(ji)密度為(wei)(wei)98kg/m3，填充率為(wei)(wei)43%。

1.2裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)工(gong)況

針對鹽(yan)(yan)度脅迫(po)下含(han)鹽(yan)(yan)污水硝化(hua)(hua)微生物(wu)富集難、亞硝酸(suan)鹽(yan)(yan)易積(ji)累等(deng)問題，以亞硝態氮為(wei)(wei)唯一氮源(yuan)，原(yuan)水的(de)(de)水質(zhi)如下：NO-2-N為(wei)(wei)55~62mg/L，TOC為(wei)(wei)82.61~87.20mg/L，PO43--P為(wei)(wei)4.5~6.0mg/L。通(tong)過改變海(hai)水占生活污水的(de)(de)比例，考察鹽(yan)(yan)度對去除有(you)機(ji)物(wu)及硝化(hua)(hua)的(de)(de)影響(鹽(yan)(yan)度為(wei)(wei)0、10、20、40g/L的(de)(de)反(fan)應(ying)器(qi)分別記作R1、R2、R3、R4）。接種污泥取(qu)自舟(zhou)山勾山污水處理廠(chang)曝氣(qi)池。各(ge)(ge)反(fan)應(ying)器(qi)均(jun)設計(ji)為(wei)(wei)兩(liang)個工況：工況Ⅰ為(wei)(wei)硝化(hua)(hua)生物(wu)膜馴化(hua)(hua)期(qi)（1~49d），考察不同鹽(yan)(yan)度環境下硝化(hua)(hua)生物(wu)膜性(xing)能(neng)與差異；工況Ⅱ為(wei)(wei)鹽(yan)(yan)度沖擊期(qi)（50~90d），調整各(ge)(ge)反(fan)應(ying)器(qi)鹽(yan)(yan)度分別至40、60和100g/L，了解(jie)各(ge)(ge)生物(wu)膜的(de)(de)耐鹽(yan)(yan)沖擊性(xing)能(neng)。反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)HRT為(wei)(wei)24h，DO維持(chi)在(zai)8mg/L以上，溫度維持(chi)為(wei)(wei)20℃左右。

1.3分析方法

常規分(fen)析指標主(zhu)要有TOC、NO2--N、NO3--N、PO43--P及pH值。其(qi)中(zhong)，NO2--N：N-(1-萘(nai)基)-乙二胺(an)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法；NO3--N：麝香草酚分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法；PO43--P：鉬酸銨分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法；pH值：便(bian)攜(xie)式pH計；TOC：TOC-VCPH分(fen)析儀(yi)。

 微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)相分析包括生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)量、胞(bao)外多(duo)(duo)聚物(wu)(wu)(wu)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)結構(gou)及生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)群落結構(gou)。其中，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)量用(yong)(yong)質(zhi)量法(fa)(fa)分析（采用(yong)(yong)堿液(ye)溶解與超聲脫落填料表面(mian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)）；生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)胞(bao)外多(duo)(duo)聚物(wu)(wu)(wu)(EPS)經熱提(ti)取(qu)后于(yu)4℃、20000r/min離(li)心20min，取(qu)上(shang)清液(ye)進行(xing)測定，其中多(duo)(duo)聚糖(PS)采用(yong)(yong)苯酚—硫酸比色(se)法(fa)(fa)測定，總蛋白(bai)(PN)以牛血清蛋白(bai)為標準物(wu)(wu)(wu)采用(yong)(yong)改(gai)良Lowry法(fa)(fa)測定;生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)結構(gou)采用(yong)(yong)顯微(wei)鏡和環境掃(sao)描電(dian)鏡觀察。

生物(wu)膜微生物(wu)群落(luo)結構采(cai)用(yong)PCR-DGGE進行(xing)分(fen)析(xi)(xi)，具(ju)體操作方法課題組已(yi)有過報道，PCR引物(wu)為GC-P357f和P518r，DGGE指(zhi)紋圖譜采(cai)用(yong)Bio-RadQuantityOne4.6一(yi)維分(fen)析(xi)(xi)軟(ruan)件進行(xing)相似(si)性矩陣、聚(ju)類(lei)分(fen)析(xi)(xi)以(yi)及多樣性指(zhi)數計(ji)算(suan)，并利(li)用(yong)SPSS統計(ji)軟(ruan)件進行(xing)主(zhu)成分(fen)分(fen)析(xi)(xi)。

2、結果與討論

2.1MBBR工藝的(de)除污特性

馴化期(qi)間反(fan)應器(qi)進水(shui)TOC為(wei)(wei)(wei)82.61~87.20mg/L,均(jun)(jun)值為(wei)(wei)(wei)(85.12±1.49)mg/L,各組生物膜(mo)反(fan)應器(qi)對(dui)TOC的去除率(lv)均(jun)(jun)保持在(zai)70%以(yi)上。在(zai)穩定期(qi)反(fan)應器(qi)R1、R2、R3和R4對(dui)TOC的平(ping)均(jun)(jun)去除率(lv)分別(bie)為(wei)(wei)(wei)(92.56±5.66)%、(79.17±9.92)%、(77.49±10.11)%、(87.70±11.72)%，出(chu)水(shui)濃度分別(bie)為(wei)(wei)(wei)(6.43±3.94)、(17.25±6.80)、(19.42&plusmn;7.56)、(10.25±8.45)mg/L。由此表(biao)明，接種污泥異養菌(jun)活(huo)性(xing)高(gao)，增長(chang)速率(lv)快，能快速適應不同鹽度環境而富集成為(wei)(wei)(wei)優勢菌(jun)。

不同鹽度下(xia)MBBR工藝啟動過程中對NO-2-N的去除性能如圖1所示。

圖1對NO2--N去(qu)除性能的變化

與有(you)機物去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)特性不同，工(gong)況Ⅰ下各(ge)(ge)反(fan)應(ying)(ying)器去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)NO2--N的(de)性能隨時間(jian)變化(hua)明(ming)顯(xian)(xian)。前期研究結果顯(xian)(xian)示，生(sheng)物膜反(fan)應(ying)(ying)器啟(qi)動成功(gong)往往以硝化(hua)性能達(da)到穩(wen)定(ding)作為標準。進(jin)水(shui)NO2--N平均(jun)為(57.91±5.27)mg/L。由圖1可知，反(fan)應(ying)(ying)器R1、R2和(he)(he)R3在生(sheng)物膜形成階段具有(you)相似變化(hua)趨(qu)勢，可分為緩(huan)滯(zhi)期、對(dui)(dui)數增(zeng)長(chang)(chang)期和(he)(he)穩(wen)定(ding)期。各(ge)(ge)反(fan)應(ying)(ying)器在緩(huan)滯(zhi)期時對(dui)(dui)NO2--N的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)低(di)于30%，R1經(jing)過11d由緩(huan)滯(zhi)期進(jin)入對(dui)(dui)數增(zeng)長(chang)(chang)期，而反(fan)應(ying)(ying)器R2和(he)(he)R3分別推遲8d和(he)(he)10d進(jin)入對(dui)(dui)數增(zeng)長(chang)(chang)期。隨著反(fan)應(ying)(ying)器運行至(zhi)31d，R1和(he)(he)R2對(dui)(dui)NO2--N的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)達(da)到99.9%以上并最(zui)終獲得穩(wen)定(ding)，NO2--N基本被(bei)完全去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)，出(chu)水(shui)濃度<0.1mg/L，至(zhi)此認(ren)為這兩組反(fan)應(ying)(ying)器均(jun)已掛膜成功(gong)；而此時R3對(dui)(dui)NO2--N的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)僅約為40%，約10d后逐漸增(zeng)至(zhi)99.9%以上。相比較(jiao)而言(yan)，在工(gong)況Ⅰ下R4對(dui)(dui)NO2--N的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)性能一(yi)直未有(you)明(ming)顯(xian)(xian)波動，平均(jun)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)低(di)至(zhi)(15.25±11.14)%。

由(you)上述(shu)試(shi)驗現(xian)象可知，當鹽(yan)(yan)(yan)度為零時，生(sheng)物膜(mo)從(cong)緩滯(zhi)期(qi)進入(ru)對(dui)數增(zeng)長(chang)期(qi)用(yong)(yong)時最(zui)少，且對(dui)數增(zeng)長(chang)期(qi)最(zui)短。而在其(qi)他(ta)鹽(yan)(yan)(yan)度下(xia)，生(sheng)物膜(mo)馴(xun)化(hua)(hua)用(yong)(yong)時逐漸(jian)增(zeng)長(chang),至鹽(yan)(yan)(yan)度達到40g/L時，生(sheng)物膜(mo)完全被抑(yi)制(zhi)。由(you)此表明，以污水(shui)廠污泥為接(jie)種源，隨著鹽(yan)(yan)(yan)度的提(ti)升，硝(xiao)化(hua)(hua)生(sheng)物膜(mo)馴(xun)化(hua)(hua)時間逐漸(jian)延長(chang)，鹽(yan)(yan)(yan)度對(dui)硝(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)（NOB）的抑(yi)制(zhi)明顯，直(zhi)接(jie)采用(yong)(yong)不小于40g/L的鹽(yan)(yan)(yan)度環境啟動硝(xiao)化(hua)(hua)膜(mo)工藝較為困難。

2.2MBBR生物(wu)膜耐鹽沖擊特性(xing)

為(wei)(wei)探討經(jing)不同鹽(yan)度馴(xun)(xun)(xun)化(hua)后(hou)的(de)(de)生(sheng)物膜(mo)(mo)的(de)(de)耐(nai)鹽(yan)沖(chong)擊(ji)性能，逐(zhu)(zhu)步提(ti)高(gao)NaCl含量，觀(guan)察對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)性能。由圖1可知，鹽(yan)度上升(sheng)至(zhi)40g/L時(shi)（50~61d），R1對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率急劇(ju)下降到(14.85±3.27)%，而R2和(he)(he)R3仍能完全(quan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)NO-2-N，表明(ming)(ming)經(jing)10~20g/L鹽(yan)度馴(xun)(xun)(xun)化(hua)的(de)(de)生(sheng)物膜(mo)(mo)能完全(quan)適應鹽(yan)度為(wei)(wei)40g/L的(de)(de)環境，耐(nai)鹽(yan)沖(chong)擊(ji)能力明(ming)(ming)顯(xian)高(gao)于(yu)未經(jing)鹽(yan)度馴(xun)(xun)(xun)化(hua)的(de)(de)R1。繼續提(ti)升(sheng)鹽(yan)度至(zhi)60g/L時(shi)（62~73d），R2和(he)(he)R3對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率分別降至(zhi)(38.63±3.79)%、(56.14±7.24)%，其中Ｒ３的(de)(de)硝化(hua)性能顯(xian)著高(gao)于(yu)R2（P<0.05），而R1和(he)(he)R4對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率均在30%以下。鹽(yan)度最終上升(sheng)至(zhi)100g/L時(shi)（74~85d），R1、R2、R3和(he)(he)R4對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)平均去(qu)(qu)(qu)除(chu)率分別為(wei)(wei)(14.85±3.27)%、(22.08±2.16)%、(26.78±4.31)%、(38.32±10.93)%，各(ge)反應器(qi)內生(sheng)物膜(mo)(mo)活(huo)性均受(shou)到明(ming)(ming)顯(xian)抑制。綜上所述，隨著鹽(yan)度的(de)(de)不斷提(ti)高(gao)，對(dui)(dui)(dui)NO-2-N的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)呈現一個逐(zhu)(zhu)漸被抑制的(de)(de)過程，但(dan)經(jing)一定鹽(yan)度馴(xun)(xun)(xun)化(hua)后(hou)的(de)(de)生(sheng)物膜(mo)(mo)的(de)(de)耐(nai)鹽(yan)沖(chong)擊(ji)性能明(ming)(ming)顯(xian)增強。

采用(yong)(yong)修正的(de)非競爭性抑(yi)制(zhi)模型模擬鹽度對(dui)硝化性能(neng)的(de)抑(yi)制(zhi)作用(yong)(yong)，見式(１)。

由此，根據(ju)耐鹽度(du)沖擊過程(cheng)對(dui)NO2--N去(qu)除(chu)性(xing)能(neng)的(de)變化(hua)(hua)，可獲得(de)R1、R2、R3內鹽度(du)對(dui)生物(wu)膜(mo)硝(xiao)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)的(de)半抑(yi)制(zhi)濃度(du)。其(qi)中，R1在(zai)(zai)鹽度(du)提(ti)升至40g/L時對(dui)NO2--N的(de)去(qu)除(chu)率已經明(ming)顯低于50%，即(ji)其(qi)a值<40g/L；R2和(he)R3的(de)半抑(yi)制(zhi)濃度(du)分(fen)別(bie)為44.36和(he)62.94g/L。由此進一步表明(ming)，在(zai)(zai)0~20g/L鹽度(du)范圍(wei)內馴化(hua)(hua)硝(xiao)化(hua)(hua)生物(wu)膜(mo)，鹽度(du)越高(gao)則對(dui)硝(xiao)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)的(de)半抑(yi)制(zhi)濃度(du)也越高(gao)，生物(wu)膜(mo)耐鹽沖擊性(xing)能(neng)越強。

2.3微(wei)生物相分析(xi)

在(zai)運行(xing)穩定期(qi)間（45d）取各反(fan)應器(qi)中生(sheng)物膜(mo)樣品進(jin)行(xing)生(sheng)物膜(mo)量、EPS及微生(sheng)物群落結構分(fen)析，以進(jin)一步揭示鹽度(du)的影(ying)響(xiang)。相(xiang)對(dui)于R1，鹽度(du)提升(sheng)至10g/L并未引起(qi)生(sheng)物膜(mo)量減(jian)少；而當鹽度(du)提升(sheng)至20~40g/L后(hou)，生(sheng)物膜(mo)量有(you)顯(xian)著下降(見表1)，與前(qian)期(qi)研究結果相(xiang)似。

表1穩定運行期間各反應器生物膜量及EPS含量比較（第45天）

研究(jiu)各反應器(qi)EPS含(han)量及組(zu)分(fen)發(fa)現(xian)，R2和(he)R3中生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)的EPS含(han)量明(ming)顯高于R1，表(biao)明(ming)在0~20g/L內提升鹽(yan)(yan)(yan)度會促進EPS分(fen)泌(mi)。Zhang等在研究(jiu)部分(fen)硝化系統時發(fa)現(xian)，鹽(yan)(yan)(yan)度從零上(shang)(shang)升到(dao)(dao)10g/L時，EPS總(zong)量從54.2mg/gVS上(shang)(shang)升到(dao)(dao)99.6mg/gVS；也(ye)有研究(jiu)報道稱耐鹽(yan)(yan)(yan)菌(jun)Rhodopseudomonasacidophila及藥用菌(jun)Phellinuslinteus受(shou)鹽(yan)(yan)(yan)度脅迫后EPS分(fen)泌(mi)明(ming)顯增強。當鹽(yan)(yan)(yan)度上(shang)(shang)升后，EPS分(fen)泌(mi)增強可(ke)視為(wei)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)自我保護機(ji)(ji)制，在一(yi)定程度上(shang)(shang)保護細胞和(he)提升耐鹽(yan)(yan)(yan)能力。另外，也(ye)有研究(jiu)指出EPS的靜電(dian)鍵合位點通常比細菌(jun)表(biao)面(mian)(mian)高出許多(duo)(duo)倍，可(ke)為(wei)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)提供較(jiao)大的表(biao)面(mian)(mian)積，有利于細胞凝聚與物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)吸附。EPS通常由(you)(you)蛋(dan)白質(zhi)(zhi)（PN）、多(duo)(duo)糖(tang)（PS）、DNA、脂類、腐殖(zhi)酸(suan)、糖(tang)醛酸(suan)、氨(an)基酸(suan)以(yi)及一(yi)些(xie)無(wu)機(ji)(ji)成(cheng)分(fen)組(zu)成(cheng)，其中PN和(he)PS占據大部分(fen)。由(you)(you)表(biao)1可(ke)知，各反應器(qi)中生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)的EPS組(zu)分(fen)以(yi)PN為(wei)主。而(er)R4生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)EPS含(han)量最低可(ke)能是由(you)(you)于生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)并(bing)未成(cheng)熟，高鹽(yan)(yan)(yan)度環境下(xia)生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)生(sheng)長慢，EPS分(fen)泌(mi)量較(jiao)少。

結(jie)合掃(sao)描電(dian)鏡及PCR-DGGE技術探(tan)索(suo)生(sheng)物(wu)膜(mo)微(wei)生(sheng)物(wu)群落結(jie)構的差(cha)異,結(jie)果見(jian)圖2、3。

圖2工況Ⅰ下(xia)穩定運行期間填料表觀鏡檢(jian)結果(×500)

圖3生物膜樣品的(de)DGGE圖譜

DGGE圖譜相似(si)性采用如表(biao)２所示的(de)(de)相似(si)性矩陣進(jin)行(xing)分析(xi)；細(xi)菌多樣(yang)(yang)性采用Shannon指數(S)表(biao)征，其(qi)值越高則(ze)說明(ming)(ming)(ming)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)群越豐(feng)富。4個反(fan)應(ying)器(qi)中的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)(luo)結(jie)構(gou)(gou)均(jun)較(jiao)為豐(feng)富，各(ge)泳道條(tiao)帶有14條(tiao)左右(you),S值分別為2.38、2.08、2.30和(he)(he)2.22，表(biao)明(ming)(ming)(ming)未加鹽度(du)(du)馴(xun)化(hua)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)S值最高，鹽度(du)(du)上(shang)升在一定程度(du)(du)上(shang)降低(di)了微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)多樣(yang)(yang)性，但并不(bu)(bu)與鹽度(du)(du)存在統計相關性；R4的(de)(de)高微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)多樣(yang)(yang)性表(biao)明(ming)(ming)(ming)高鹽度(du)(du)環境下仍能較(jiao)好(hao)地(di)富集異養(yang)菌，因而(er)獲(huo)得高效(xiao)的(de)(de)有機物(wu)(wu)去除(chu)效(xiao)果(guo)。分析(xi)相似(si)性矩陣發現，R1與R2、R3、R4的(de)(de)相似(si)性系數分別為68.7%、66.0%和(he)(he)44.7%，表(biao)明(ming)(ming)(ming)隨著鹽度(du)(du)上(shang)升，微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)(luo)結(jie)構(gou)(gou)差(cha)異明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)增大。觀察圖譜發現微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)(luo)結(jie)構(gou)(gou)差(cha)異主要體現在條(tiao)帶的(de)(de)消失（條(tiao)帶1、7、8和(he)(he)9）和(he)(he)新條(tiao)帶產生(sheng)（條(tiao)帶13和(he)(he)14），各(ge)反(fan)應(ying)器(qi)在同(tong)一接種(zhong)污泥條(tiao)件下經過45d的(de)(de)馴(xun)化(hua)，可富集到不(bu)(bu)同(tong)類型的(de)(de)耐鹽微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)群。從電鏡結(jie)果(guo)可初步推測(ce)鹽度(du)(du)脅迫(po)下桿狀菌和(he)(he)絲狀菌較(jiao)為明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)。由此(ci)表(biao)明(ming)(ming)(ming)，不(bu)(bu)同(tong)鹽度(du)(du)馴(xun)化(hua)下生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)耐鹽沖擊(ji)特性差(cha)異與EPS分泌及微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)(luo)結(jie)構(gou)(gou)變化(hua)均(jun)有一定相關性。

表2生物膜DGGE圖譜相似性分析

3、結論

隨(sui)著馴(xun)化(hua)(hua)(hua)(hua)鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)的(de)提升，硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜成熟(shu)時間逐漸(jian)延長。在(zai)0~20g/L鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)范圍(wei)內，馴(xun)化(hua)(hua)(hua)(hua)鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)越(yue)高，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜耐鹽(yan)(yan)沖(chong)擊(ji)性能(neng)越(yue)強(qiang)，可(ke)(ke)能(neng)與EPS分泌量增(zeng)多加強(qiang)細胞自我(wo)保護有關(guan)。不同(tong)鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)馴(xun)化(hua)(hua)(hua)(hua)下生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)種群結構豐富，異養微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)群落(luo)結構相(xiang)似性隨(sui)鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)增(zeng)大而明顯降低。相(xiang)比(bi)較(jiao)而言(yan)，當鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)≤20g/L時，硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜反應器(qi)可(ke)(ke)直接(jie)啟動(dong)；鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)>20g/L時，可(ke)(ke)考慮梯度(du)(du)(du)鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)馴(xun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法啟動(dong)反應器(qi)，以20g/L鹽(yan)(yan)度(du)(du)(du)為基準，可(ke)(ke)在(zai)一個月左右獲(huo)得成熟(shu)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜并(bing)使其獲(huo)得較(jiao)高的(de)耐高鹽(yan)(yan)沖(chong)擊(ji)能(neng)力。

作者(zhe)：趙佳偉，徐艷梅，馮麗娟(juan)，陽(yang)(yang)廣(guang)鳳，穆軍，徐向陽(yang)(yang)

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