苯酚对活性污泥活性的影响

1.4数据处理分析

采用Shannon-Wiener指数H′表征活性污泥微型动物群落物种多样性，其计算公式：

式中，S表示物种种数，pi表示第i个种的个体数占所有物种总数的百分比.

所有微型动物统计数据均取3个平行样平均值进行分析.统计分析采用软件SPSS19.0进行Pearson相关性、LSD多重比较(α=0.05)和主成分分析(PCA)，其中Pearson相关性分析之前需将所有原始数据按对数公式x=ln(x+1)进行转换.采用Origin9.0和Excel2007完成相关图表制作.

2结果与讨论

2.1污泥活性对苯酚毒害效应的响应及其变化

在整个试验过程中，两个活性污泥系统的处理效果没有明显的差异(P>0.05)[试验过程中，两个系统COD和NH4+-N去除率分别为(95.38±4.41)%、(97.06±2.42)%和(98.92±1.58)%、(98.46±2.29)%]，可能的原因是在足够长的反应时间(本试验曝气反应时间为6h)条件下对一定范围内浓度(<400mg˙L-1)的进水苯酚能够作为碳源的一部分被细菌充分降解，以致对活性污泥处理效果不产生明显影响.但进水浓度在400mg˙L-1以下的苯酚对好氧污泥形态、比耗氧速率(SOUR)以及活性污泥微型动物群落种属组成均有明显的影响.

电子传递体系(ETS)活性可表征活性污泥系统中的微生物活性，揭示系统硝化反硝化规律，表征重金属对污泥活性的影响.TTC-ETS和INT-ETS是用于检测污泥ETS活性的常用方法，两者因氧化还原电位大小以及从呼吸链上接受电子的部位不同(后者较早地从呼吸链上接受电子)而对污泥活性的响应不同.然而，是否可以采用污泥ETS活性表征酚类有机毒害物质对污泥活性的影响，未见报道.本研究通过测定TTC-ETS活性和INT-ETS活性，分析比较确定适用于有机毒害物苯酚对污泥活性影响的有效表征指标，以揭示在苯酚毒害效应影响下污泥活性的变化规律.不同进水苯酚浓度持续负荷条件下污泥TTC-ETS活性、INT-ETS活性及其动态变化如表1和图1所示.

图1苯酚对活性污泥TTC-ETS活性和INT-ETS活性的影响

表1不同进水苯酚浓度持续负荷条件下污泥ETS活性1)

从图1(a)中可以看出，在整个试验期间内，对照系统CK、试验系统EK中的污泥TTC-ETS活性分别为(200.26±65.57)μg˙(mg˙h)-1、(152.91±63.63)μg˙(mg˙h)-1，均存在较大波动，且变化趋势相近，这与前人的研究结论相一致，即进水水质等运行参数的改变不会影响SBR系统中污泥TTC-ETS活性的变化趋势.

当进水苯酚为低浓度(50mg˙L-1)时，苯酚的毒害效应对系统中污泥TTC-ETS活性的影响并不显著(P=0.499)，其抑制率IR仅为(20.75±10.43)%(图2，下同);当进水苯酚浓度增加到100mg˙L-1时，CK、EK两个系统中TTC-ETS活性均随运行时间变化而有所增大，且EK系统的TTC-ETS活性此阶段的初期更大，试验第36d为230.30μg˙(mg˙h)-1，比CK系统[168.57μg˙(mg˙h)-1]大36.62%，这说明适当浓度的苯酚会短暂地促进污泥TTC-ETS活性的增大.

ETS活性表征污泥活性的方法实质上是通过测定好氧微生物的呼吸活性来间接指示活性污泥的生物活性，故适当浓度的苯酚短时间内能够通过促进TTC-ETS活性的增长(活性污泥中微生物的呼吸增强)来增强微生物(包括微型动物，下同)对苯酚毒性生存环境的适应.随后TTC-ETS活性开始降低，系统运行第46d，试验系统中污泥TTC-ETS活性达到最低的32.61μg˙(mg˙h)-1，仅有对照系统的18.66%，抑制率高达81.34%.这是因为随着时间的推移，苯酚在活性污泥中得到累积，超过污泥中微生物的耐受阈值，微生物开始大量死亡，导致污泥活性急剧降低，污泥TTC-ETS活性呈现出急剧减小的趋势.第50d，两个系统中的污泥TTC-ETS活性逐步增大，且两者的差距逐渐缩小。

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