在保证污水处理效果的前提下，蠕虫减量污泥技术的稳定性主要包括：蠕虫对活性污泥微生物群落结构的影响、影响蠕虫减量污泥稳定性的环境因素、系统的最优工艺参数等。

9.2.2.1 蠕虫对活性污泥微生物群落结构的影响

微生物的群体组成是决定生物处理系统降解污染物能力的重要因素之一。污水处理过程中蠕虫减量污泥是否对微生物群落结构产生不利影响从而最终影响水处理效果，是决定蠕虫减量污泥是否可行的关键因素。

(1)活性污泥醌指纹分析的拓展操作条件研究  近年来国内外常用的微生物群落结构解析技术主要有：在微生物化学成分分析的基础上建立的生物标记物方法如醌指纹法、磷脂脂肪酸法等，以DNA为目标物的现代分子生物学技术如rRNA基因测序技术、基因指纹图谱等方法。其中醌指纹法操作分析简单易行，近几年来广泛用于各种环境微生物样品(如土壤，活性污泥和其他水生环境群落)的分析。清华大学胡洪营考察了醌指纹法分析活性污泥群落的分析精度，证明此方法是一种可靠的分析方法。几乎所有生物体中都存在醌，每种菌通常有一种占优势的醌，而且不同微生物含有不同种类和分子结构的醌。因此醌的多样性可以定量表征微生物的多样性，环境中微生物配的组成(一般指摩尔分数)即醌指纹，其变化可以表征群落结构的变化。

尽管醌指纹法被广泛应用，但醌指纹分析包括醌的萃取、提纯和高效液相色谱仪(HPLC)分析，整个流程十分费时，另外进行活性污泥微生物群落结构解析时，活性污泥需要保存较长时间。因此，需要找到缩短醌指纹分析时间和在不改变活性污泥微生物群落结构的情况下保存活性污泥的方法。考察两个拓展实验操作条件：一是活性污泥经-20℃冷冻保存至少24h；二是提高醌指纹HPLC分析的实验温度。

取不同种类(来自不同的污水厂)活性污泥以及同一污水处理厂的不同运行时期的活性污泥，放入-20℃冰箱中冷冻3个星期后萃取醌，进行HPLC分析。结果所有的活性污泥冷冻前后各种醌一一对应出现，各种醌的摩尔分数变化甚微。进一步根据微生物醌的摩尔组成(即醌指纹)可以计算出表征微生物的多样性(DQ)和微生物种的分布均匀性(EQ)的值，参见式(9-1)和式(9-2)。例如其中两种活性污泥冷冻前后的醌指纹及DQ、EQ值如表9-2、表9-3所示。所有试验活性污泥都表明其冷冻与否的DQ、EQ值没有明显的变化，即冷冻不影响醌的发现，对微生物群落结构分析的准确性几乎无影响。

表9-2 活性污泥微生物冷冻前后的配指纹

表9-3 微生物多样性DQ和种的均匀性EQ

根据非相似性指数D(i，j)，D(i，j)<0.1，两种醌指纹相似；D(i，j)>0.1，两种醌指纹不相似；D(i，j)=0表明两种醌指纹相同。所以D(i，j)越大，两种醌指纹差别就越大，D(i，j)计算见式(9-3)。进一步将冷冻前后的活性污泥醌指纹进行相似性分析，结果非相似性指数D(i，j)远远小于0.1，说明冷冻前后醌指纹基本相同，从而进一步说明冷冻与否不影响醌的发现，对微生物群落结构分析的准确性几乎无影响，因此活性污泥样本可以在-20℃保存24h以上。

DQ=[sum(f_K)^1/2]²               (9-1)

EQ=DQ/_n                      (9-2)

式中，f_k为醌k的摩尔分数；n为试样中的醌的种类数。

D(i，j)=(1/2)2∑|f_ki-f_kj|                     (9-3)

f_ki，f_kj分别表示群体；和群体中任意一种醌k的摩尔分数。

将高效液相色谱仪(HPLC)的实验温度分别设为24℃、30℃、35℃、40℃等几个不同的温度，对同一种活性污泥考察不同温度对醌的发现是否有影响。结果表明活性污泥中的所有醌在上述各种实验温度下都会一一出现；对每一种醌来说，温度越高，醌被检测出来所用的时间越短。因此设定不同的HPLC温度对醌的发现没有影响，但选取较高温度可以节省HPLC的分析时间，综合醌的性质等各方面因素考虑，设定HPLC温度为35℃较为适宜。

相关链接：活性污泥本身对污泥减量的影响和蠕虫减量污泥技术的应用瓶颈

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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