本研究通過對西安市第三污水處理廠氧(Oxygen)化溝生物脫氮除磷(P)系統的水質、污泥中微生物組成的長期連續測定，結合活性污泥釋磷吸磷速率測定和FISH技術，探討長期的溫度變化對EBPR系統的除磷性能和PAO
S、GAOs在活性污泥中所占比例的影響，為污水處理廠的高效穩定運行提供依據。
1 實驗部分
1. 1污水處理廠工藝參數與進出水水質
西安市第三污水處理(chǔ lǐ)廠主要處理西安市東郊滬河兩岸及紡織城地區范圍內的生活具體參見污水寶商城資料或 h,SRT為17一19 d。
污水處理廠進出水水質見表1。出水水質指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。
表1 進出水主要水質
1. 2實驗方法
1.
2. 1常規指標檢側
實驗中常規水質指標的測定方法按照《水和廢水監測分析方法》進行，揮發性脂肪酸采用氣相色譜法測定，測定條件為:檢測器:氫火焰離子檢測器;色譜柱:PEWAX ETR。
1.2.2活性污泥釋磷(P)吸磷速率側定
活性污泥釋磷吸磷速率測定采用間歇實驗法。
將活性污泥曝氣1h，使其適應實驗環境。曝氣后用經脫氧處理的自來水將活性污泥淘洗兩遍，然后加入無水乙酸鈉，使乙酸起始濃度為100 mg / L ，為避免氧氣進入，實驗過程通入氮氣以保證厭氧狀態，厭氧反應時間為
4. 5 h，不同時間點取樣，測其相應的乙酸和磷的濃度，實驗結束時，測定混合液的VSS。得到厭氧釋磷速率)、乙酸吸收速率-1)、吸收單位乙酸的釋磷量-1)。
釋磷速率測定實驗結束后，將活性污泥分成2等份，分別進行缺氧吸磷速率與好氧吸磷速率測定實驗。進行缺氧反應時，在活性污泥中加入KNO3，使NO3- -N的起始濃度為20 mg / L 。好氧反應時，以60L / h的速率通入空氣，確保反應器內的DO濃度在2 mg / L以上。缺氧和好氧反應時間均為3h，不同時間點取樣，測定相應磷濃度，實驗結束時測定混合液的VSS。得到缺氧吸磷速率-1)、好氧吸磷速率-1)。
1.
2. 3 FISH方法
將直接取自污水處理廠的活性污泥采用生理鹽水淘洗3遍，去除其中干擾熒光測定的物質，然后稀釋至原有體積。取淘洗后的活性污泥1 mL，用4%的多聚甲醛在4℃固定2h，然后用1 x PBS緩沖溶液洗3遍，洗去多余的多聚甲醛溶液，加入
1:1的PBS緩沖溶液和無水乙醇，搖勻，置于一20℃下保存，用于熒光原位雜交。雜交步驟（procedure)參考AMANN等采用的方法。
FISH分析中采用的探針如下:
總細菌:探針為EUBmix，由EUB338 、EUB338- II和EUB338-III 3種探針按照
1:
1:1混合;
聚磷菌:探針為PAOmix，由PAO462 、PAO651和PAO846 3種探針按照
1:
1:1混合;
聚糖菌（fungus):探針為GB。
各探針的RNA序列及對應的甲酞胺濃度見表2。
表2 FISH分析方法中使用的探針
雜交完成后，使用共聚焦顯微鏡采集圖像。中空纖維膜紡絲機通過膜技術進行水處理，應用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫院、小區污水會用、造紙等生產生活污水處理。膜分離技術是一種廣泛應用于溶液或氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側，溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液，而大分子溶質被膜截留，達到物質分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續長期使用。膜生物反應器在污水處理，水資源再利用領域，MBR又稱膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。每個活性污泥樣品做3個平行樣，每個平行樣隨機選取10個視野采集圖像，用Image-ProPlus
6. 0軟件對所采集圖像中不同的熒光面積進行統計，以PAO和GAO探針的熒光面積與EUB探針的熒光面積之比表示相應的PAO和GAO與EUB的數量之比。
2結果與討論
2. 1溫度對活性污泥釋磷吸磷的影響
實驗歷時1年，期間氧化溝內活性污泥的水溫在13.5 -
2
7. 9℃之間變化。由于厭氧釋磷速率隨溫度的變化趨勢不同，故將溫度分為3個區間討論，結果如表3所示。
表3 不同溫度下的釋磷吸磷速率值及與已有相關研究的對比
由表3可知，溫度低于20℃時，厭氧釋磷速率和乙酸吸收速率隨溫度的升高而增大，吸收單位乙酸的釋磷量也相應增大;溫度在20一25℃時，厭氧釋磷速率在其間達到最大值
10. 86 mg P ? -1，之后隨溫度的上升釋磷速率開始下降，而乙酸吸收速率則繼續增加，這跟圖1中PAO
S、GAOs的數量變化有直接關系，吸收單位乙酸的釋磷量無明顯變化;溫度高于25℃時，隨著溫度的升高，厭氧(Oxygen)釋磷速率繼續下降，而乙酸吸收速率卻一直增加，導致吸收單位乙酸的釋磷量下降，這主要是由于GAOs數量增加引起的。吸收單位乙酸的釋磷量越高，說明EBPR中與PA
O、競爭(competition)乙酸的微生物越少，生物除磷性能越好。LOPEZ等研究的荷鑄7個污水處理廠在12℃左右時的平均厭氧釋磷速率為
13. 37 mg P?-1，吸收單位乙酸的釋磷量平均值為0. 40 mg P ? -1，均大于本研究（research)值，說明低溫時本研究的污水處理(chǔ lǐ)廠的污泥活性偏低。ZHANC等研究的浙江10個污水處理廠在23℃左右時，平均厭氧釋磷速率為
2. 35mg P ? -1，吸收單位乙酸的釋磷量平均值為0. 14 mg P ? -1，遠低于本研究值，說明本研究污水處理廠活性污泥的性能優于浙江污水處理廠。
同時表3的數據也表明，該污水處理(chǔ lǐ)廠的活性污泥存在明顯的反硝化吸磷現象。部分PAOs能以氨氮水(Nitric acid)鹽作為電子受體，在吸磷的同時將硝酸鹽還原為氮氣，同時達到脫氮除磷的目的。KUBA等和WACHTMEISTER等認為，缺氧與好氧吸磷速率的比值反映了PA
O、整體的反硝化能力。ZHANC等在生物除磷性能研究中，其平均缺氧與好氧吸磷速率比值為40. 07 %，與本研究的比值相當，而LOPEZ等研究的結果比值為24 %，遠低于相應溫度下本研究的比值，說明本研究污水處理廠PAOs的反硝化能力較好。
2. 2溫度對PAOs, GAOs的比例影響
圖1描述了PAOs和GAOs占EUB的比例隨溫度（temperature)的變化情況。當溫度低于20℃時，隨著溫度的上升，PAOs和GAOs占EUB的比例逐漸增大;溫度在20 - 25℃之間，PAOs占EUB的比例達到最大值
6. 65 %，而后PAOs占EUB的比例開始下降，GAOs占EUB的比例隨溫度升高繼續增大;當溫度高于25℃時，PAOs占EUB的比例隨著溫度的升高繼續降低，而GAOs占EUB的比例隨著溫度的升高一直增大。在
2
7. 9℃時，GAOs的數量已經超過PAOs，說明溫度高于25℃的時候GAOs在與PAOs的競爭中處于優勢地位，和PAOs競爭碳源，導致(cause)釋磷速率和吸收單位乙酸的釋磷量下降，這和表2的結果相一致。
LOPEZ等研究的荷蘭污水處理廠在12℃左右時PAOS占EUB的比例為
5. 7%一16.4%，大于西安市第三污水處理廠大約同一溫度下的比例，導致釋磷速率較小。LOPEZ等在溫度對GAOs的影響研究中發現，溫度高于20℃時，在PAOs與GAOs的競爭中GAOs由于較高的乙酸吸收速率更有利于競爭;WHANC等在30℃時通過縮短污泥齡將富含GAOs的污泥轉變為富含PAOs的污泥;KUBA等的研究表明PAOs為短泥齡微生物，泥齡越短，除磷效果越好。因此，當溫度高于25℃而導致GAOs處于優勢競爭時，可適當縮短污泥齡來提升PAOs的競爭，以達到較好的除磷效果。
2. 3 PAOs, GAOs的分布形態
圖2為PAOs和GAOs在活性污泥絮體中的分布形態。隨著溫度（temperature)的變化PAOs和GAOs的數量發生了改變，但其分布形態不受溫度的影響。由圖2可知，PAOs與GAOs呈現出完全不同的分布形態。PAOs在活性污泥絮體中主要以菌膠團的形式存在，而GAOs則以單體或二分體的形式均勻的分布于活性污泥中。在基質有限的環境中，GAOs游離的分布形態有利于基質的吸收，而PAOs以菌膠團的形態存在不利于基質的利用，使其在競爭中處于劣勢。
2. 4乙酸吸收速率溫度系數
由以上的數據和分析可見，溫度對EBPR系統有重要的影響，尤其是乙酸的吸收速率，而表征溫度的影響主要采用溫度系數K.
根據測定小于20℃時不同溫度下的乙酸吸收速率，得出lnqT隨溫度的變化關系，如圖3所示。中空纖維膜紡絲機通過膜技術進行水處理，應用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫院、小區污水會用、造紙等生產生活污水處理。膜分離技術是一種廣泛應用于溶液或氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側，溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液，而大分子溶質被膜截留，達到物質分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續長期使用。對其進行函數擬合，得到乙酸吸收速率的溫度系數K為1.018,
為0. 23 。LOPEZ等在實驗室SBR反應器內對PAOs的代謝研究中得出，PAOs乙酸吸收速率的溫度系數K為1.095。
為0. 20，兩者相差較小。具體參見污水寶商城資料或
3結論
通過研究（research)長期的溫度變化對西安市第三污水處理廠氧化溝生物脫氮除磷系統的除磷性能和PAOs和GAOs在活性污泥中所占比例的影響，得到如下結論:
1)溫度低于20℃時，厭氧(Oxygen)釋磷速率、乙酸吸收速率隨著溫度的上升不斷增加;溫度在20一25℃之間，厭氧釋磷速率達到最大值
10. 86 mg P ? -1，乙酸吸收速率隨溫度（temperature)上升繼續增加;溫度高于25℃時，隨著溫度的升高，厭氧釋磷速率下降，而乙酸吸收速率仍在增加，導致(cause)吸收單位乙酸的釋磷量及處理效果下降;
2)缺氧/好氧吸磷速率的比值為40. 55 % - 6
4. 90%，表明活性污泥有顯著的反硝化吸磷能力;
3)在PAOs與GAOs的競爭(competition)中，溫度低于20℃時，有利于PAOs的競爭;溫度在20一25℃之間，PAOs占EUB的比例達到最大值
6. 65 %;溫度高于25℃時，GAOs已經超過PAOs的數量成為優勢菌種;
4)通過函數擬合，活性污泥乙酸吸收速率的溫度系數為
1. 018。
