摘要：生化反應器流態(tài)會影響基質(zhì)分布，從而影響反應器內(nèi)微生物的性能與菌群結構。在相同氮負荷下運行SBR和CSTR以對比分析2種典型流態(tài)（推流式和完全混合式）對活性污泥中硝化菌性能及其菌群結構的影響。

結果表明，SBR中，氨氧化速率（AUR）和亞硝酸鹽氧化速率（NUR）分別為（16.55±2.05）mg N/（L•g VSS•h）和（15.33±2.02）mg N/（L•g VSS•h），CSTR中AUR和NUR分別為（10.13±0.73）mg N/（L•g VSS•h）和（9.34±2.56）mg N/（L•g VSS•h）；SBR中，氨氧化菌（AOB）和亞硝酸鹽氧化菌（NOB）含量分別為（3.4±0.3）%和（5.4±1.2）%，優(yōu)勢菌分別為Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter，CSTR中，AOB和NOB含量分別（3.1±0.4）%和（6.8±1.1）%，優(yōu)勢菌分別為Nitrosospira和Nitrospira。雖然2個流態(tài)下的硝化菌含量接近，但推流式的硝化速率比完全混合式高64%，這是因為推流式更有利于反應速率較快的r-strategist（Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter）生存，而完全混合式則更利于反應速率較慢K-strategist（Nitrosospira和Nitrospira）生存。

污水處理廠生物反應池的流體動力學特性，決定反應池內(nèi)基質(zhì)在時間、空間上的分布以及基質(zhì)和微生物的接觸程度，控制反應池內(nèi)物質(zhì)的傳輸，因而反應池流態(tài)是影響其處理效率的重要因素，因此，流態(tài)也是污水處理廠生化反應池設計需要考慮的一個關鍵因素。

早在1985年，Chudoba等發(fā)現(xiàn)推流式（plug flow，PF）的硝化速率是完全混合式（complete mix）硝化速率的1.6倍；1996年，Still等也證明了SBR（模擬推流式反應器）中活性污泥的硝化速率是CSTR中的1.53倍。這些研究表明，流態(tài)對活性污泥的硝化性能有很大影響。從微生物角度來看，由于硝化菌的種類繁多，各菌種硝化動力學特性存在巨大差異，氨氮和亞硝酸鹽濃度會明顯影響硝化菌群落結構，因此反應器流態(tài)可能也會影響其中硝化菌群落結構。

但是由于過去在環(huán)境微生物研究方面手段的限制，流態(tài)對硝化菌的影響僅限于宏觀硝化性能的分析，而對微生物群落結構的影響分析未見報道。目前熒光原位雜交技術作為成熟的分子生物學方法之一，已廣泛應用于活性污泥的微生物群落結構分析。本文將利用熒光原位雜交方法，對相同氮負荷下運行的SBR和CSTR中的活性污泥的硝化菌群落結構進行分析，同時比較了兩反應器的硝化性能。

1實驗材料與方法

1.1實驗裝置

SBR：采用鋼化玻璃制成，有效容積為5L。運行條件：溫度為（20±1）℃，HRT為8h，SBR為15d。每天循環(huán)6個周期，每周期進水量為2.5 L，循環(huán)時間為4h，其中包括：進水2min，曝氣3d，沉淀50min，出水7min，靜置3min。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

CSTR：采用有機玻璃制成，方形曝氣池+二沉池，曝氣池有效體積-L。運行條件：溫度為（20±1）℃，HRT為8h，SBR為15d。氨氮單獨連續(xù)流入到反應器中，其他碳源及營養(yǎng)物等通過間歇進水的方式（每30min進一次，每次進水1min，每天進水總量為15L）進入反應器中以防CSTR中出現(xiàn)污泥膨脹。

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