基于群体感应相关菌群分析的HMBR膜污染控制研究

摘要

微生物群体感应现象已经在污水处理中被验证并应用于膜污染控制,但是其在复合式膜生物反应器(HMBR)中的膜污染控制研究鲜有报道。构建了HMBR污水处理系统,并在不同污泥龄(SRT=10、20、30 d)下运行HMBR设备,通过分析出水水质考察HMBR污水处理系统对污染物的去除效能;采用高通量测序检测群体感应相关菌群的群落结构,并结合跨膜压差、信号分子浓度深入解析群体感应调控HMBR膜污染的机理。实验结果表明,HMBR在SRT=30 d的工况下出水水质最好,膜组件运行周期最长,为最佳工况;HMBR内检测到多种群体感应猝灭(QQ)菌,其中从单胞菌科(Comamonas)、黄单胞菌科(Xanthomonadacea)和厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)相对丰度较大;在长SRT下QQ菌比群体感应(QS)菌相对丰度更具优势,有助于降低HMBR内部信号分子的浓度,阻碍EPS分泌过程的正常进行,从而优化膜组件运行周期,因此通过延长SRT来抑制群体感应强度是一种有效的HMBR膜污染调控手段。