城市污水管网中胞外聚合物的沿程变化特性

通过建立一套长度为1 200 m的城市污水管道中试系统,利用三维荧光、傅里叶红外光谱、微电极和高通量测序等方法,对管网沿程生物膜胞外聚合物(EPS)组分含量、有机物组成特征、生物膜厚度及造成沿程EPS含量变化的原因进行了研究。结果表明,EPS含量随着管网沿程距离的增加呈现先增加后逐渐降低的趋势,生物膜厚度和EPS含量变化趋势相似,且均在600～800 m范围内达到峰值,这说明在管网中EPS对生物膜厚度的增长起着重要的作用。三维荧光和傅里叶红外光谱图显示管网沿程生物膜EPS中主要有机物为类酪氨酸和类色氨酸蛋白类物质,主要官能团为酰胺基、羧基、羟基等。为进一步揭示管网沿程EPS含量变化的原因,利用高通量测序对管网沿程微生物菌群的变化进行了分析,结果表明,管网沿程EPS含量的变化,可能是由于在600～800 m范围内环境条件发生变化不再适宜厚壁菌门(Firmicutes)、螺旋菌门(Spirochaetae)和梭杆菌门(Fusobacterium)等菌门的生存,使得其在竞争中处于劣势地位,并逐渐消亡。由此可知,在管网600～800 m范围大量微生物的消亡和细胞自溶破裂是造成EPS含量变化的主要原因。