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1有机负荷对缺氧-好氧MBR系统的影响高大文1，安瑞1,2，陶彧1，付源1，任南琪1（1.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨150090；2.深圳市水务（集团）有限公司，广东深圳518000，Email:[e-mail]）摘要：为了考察缺氧-好氧MBR系统深度处理生活污水的效能，以实际生活污水为处理对象，研究了不同有机负荷（以COD计，315.8，407.5和507.7g·m-3·d-1）对缺氧-好氧MBR系统去除有机污染物和脱氮能力的影响，并借助聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）和16SrDNA等分子生物学方法研究了系统内微生物种群结构的变化。研究结果表明，有机负荷的提高使整个系统对COD的去除率从65.9%提高到85.95%，总氮去除率从18.5%提高到69.5%；但是有机负荷对氨氮去除的影响不大。缺氧-好氧MBR系统在实现低有机碳源下总氮的去除和污泥减量化方面具有一定优势。此外，进水有机负荷对系统内微生物种群结构有较大影响，在中等有机负荷（400g·m-3·d-1）下MBR的Shannon指数达到最大值（0.95），此时脱氮菌成为优势菌种，系统运行稳定且效能最高。关键词：MBR；有机负荷；脱氮；污泥减量化；微生物种群结构中图分类号：X172文献标识码：AImpactofOrganicLoadingonAnoxicTank-AerobicMBRSystemGAODa-wen1,ANRui1,2,TAOYu1,FUYuan1,RENNan-qi1(1.StateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China;2.ShenzhenWater(Group)Co.,Ltd,Shenzhen,Guangdong518000;Email:[e-mail])Abstract:Inordertoinvestigatethewastewatertreatingefficiencyofananoxictank-aerobicMBRsystem,COD,ammoniaandtotalnitrogen(TN)removalrateweremeasuredatdifferentorganicloadings(OL)ofrawsewage(inCOD,315.8，407.5and507.7g·m-3·d-1).PCR-DGGEand16SrDNAwerealsoappliedtodetectmicrobialcommunitystructuresinthesystem.ResultsshowedthatincreasingOLenhancedCOD(from65.9%to85.95%)andTNremovalrate(from18.5%to69.5%),buthadlittleimpactonammoniaremoval.Thesystemhadadvantagesonbothlow-organic-carbon-dependantTNremovalandexcesssludgecontrol.ChangesofOLobviouslyinfluencedsystem’smicrobialcommunitystructures.ThesystemwasrobustandhighlyefficientatmoderateOLconditions,withthehighestShannondiversityindex(0.95)ofalltheOLconditions.KeyWord:MBR;organicloading;nitrogenremoval;excesssludgecontrol;microbialcommunitystructure基金项目：高等学校全国优秀博士学位论文作者专项基金(200544)；黑龙江省杰出青年基金（JC200909）；国家自然科学基金重点项目(50638020).作者简介：高大文（1967-），男，教授，博士生导师；随着社会的不断发展和进步，人们对水环境质量的要求越来越高，同时经济的发展所带来的水资源日益短缺的现状也迫切要求开发合适的污水深度处理技术，以缓解水资源的供需矛盾[1]。在城市化进程不断加快的今天，生活污水的资源化利用和深度处理成为未来水处理23.结论（1）随着进水有机负荷的提高，缺氧-好氧MBR系统对COD的去除以及对总氮的去除能力逐渐增强，分别从65.9%提高到85.9%，18.5%提高到69.5%，但是进水有机负荷对氨氮的去除影响不大；（2）较长的SRT和充分曝气使得好氧MBR内的微生物长期处于内源呼吸期，污泥增长速率得到有效减少，MBR内污泥浓度在111天的运行中稳定在1500～2000mg·L-1,实现了系统的污泥减量化；（3）不同进水有机负荷条件下好氧MBR的微生物种群结构存在较大差别，优势种群变化较大。系统在中等有机负荷下（407.5gm-3d-1）微生物群落的Shannon指数达到最大值（0.95），以脱氮为主的功能菌群成为优势菌种，系统达到相对稳定的状态，因此运行效能最高。参考文献[1]SHANNONMA,BOHNPW,ELIMELECHM,etal.Scienceandtechnologyforwaterpurificationinthecomingdecades[J].Nature,2008,452:301-310.[2]GaoDW,FuY,TAOY,etal.CurrentresearchanddevelopmentofcontrollingmembranefoulingofMBR[J].AfricanJournalofBiotechnology,2009,8(13):2993-2998.[3]ANYY,YANGFL,BUCCIALIB,etal.MunicipalwastewatertreatmentusingaUASBcoupledwithcross-flowmembranefiltration[J],JEnvironEng-Asce,2009,135(2):86-91.[4]AnYY,YangFL,CHUAHC,etal.TheintegrationofmethanogenesiswithshortcutnitrificationanddenitrificationinacombinedUASBwithMBR[J].BioresourceTechnology,2008,99:3714-3720.[5]AHNYT,KANGST,CHAESR,etal.Simultaneoushigh-strengthorganicandnitrogenremovalwithcombinedanaerobicupflowbedfilterandaerobicmembranebioreactor[J],Desalination,2007,202:114-121.[6]王琳,任南琪，等.一体式UASB-MBR反应器处理高浓有机废水[J].中国给水排水，2006，22（15）：33-36.[7]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M]（第四版）.北京:中国环境科学出版社，2002.[8]OVREASL,FOMEYL,DAAEFL,etal.DistributionofbacterioplanktoninmeromicticlakeSaelevannet,asdeterminedbydenaturinggradientgelelectrophoresisofPCR-amplifiedgenefragmentscodingfor16SrRNA[J].AppliedEnvironmentalMicrobiology,1997,63(8):3367-3373.[9]高大文,李昕芯,安瑞,等.不同DO下MBR内微生物群落结构与运行效果关系解析[J].中国环境科学，2010，30（1）：1181-1185.[10]张自杰.排水工程下册[M]（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2000:308-315.[11]GAODW,PENGYZ,LIBK,etal.Shortcutnitrification-denitrificationbyreal-timecontrolstrategies[J].BioresourceTechnology,2009,100(7):2298-2300.[12]SUNSP,NACHERCPI,MERKEYB,etal.EffectivebiologicalnitrogenremovaltreatmentprocessesfordomesticwastewaterswithlowC/Nratios:areview[J].EnvironmentalEngineeringScience,2010,27(2):111-126.