高大文，辛曉東

(哈爾濱工業(yè)大學城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，150090 哈爾濱)

MBR膜污染過程中微生物群落結(jié)構(gòu)與代謝產(chǎn)物分析

高大文，辛曉東

(哈爾濱工業(yè)大學城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，150090 哈爾濱)

針對MBR運行中膜污染問題，利用T－RFLP手段分析不同運行控制下兩套相同的A/O－MBR裝置(R1、R2)膜污染過程中微生物群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，檢測不同過膜壓力pTM下Cake層、混合液微生物代謝產(chǎn)物濃度.結(jié)果表明:R1反應器(溫度為30℃，SRT為60 d、膜通量(Flux，F(xiàn)M)為9.09 L/(m2·h)，DO為4 mg/L)膜污染周期為30 d，Cake層優(yōu)勢種群依次為Oribacterium、Cytophagasp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180 和Comamonadaceae，膜絲表面優(yōu)勢種群依次為Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrixsp.和 bp92;R2 反應器(溫度為 20 ℃，SRT 為 30 d，F(xiàn)M為 13.42 L/(m2·h)，DO為2 mg/L)膜污染周期為11 d，Cake層優(yōu)勢種群依次為Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae和Myxobacterium，膜絲表面優(yōu)勢種群依次為Thiothrix Eikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrixsp.和 bp52.控制策略的差異對微生物群落演替具有顯著影響.Cake層和膜絲表面微生物多樣性增大可能導致膜污染加重.微生物代謝產(chǎn)物(EPS、SMP)濃度升高會導致膜污染進程加劇，Cake層中EPS對膜污染具有主要貢獻作用.

缺氧－好氧膜生物反應器;膜污染;微生物群落結(jié)構(gòu);胞外聚合物;溶解性微生物代謝產(chǎn)物

由微生物因素導致的不可逆膜污染問題限制了膜生物反應器(MBR)大規(guī)模推廣［1－2］.目前，許多研究表明，胞外聚合物(EPS)以及溶解性代謝產(chǎn)物(SMP)對膜污染有重要影響［3－5］，膜污染越嚴重時，微生物代謝產(chǎn)物濃度越高，暗示了其對膜污染具有重要貢獻作用.同時，有研究認為微生物群落結(jié)構(gòu)的變化對膜污染也具有貢獻作用［6－9］，膜污染的發(fā)生發(fā)展過程中，優(yōu)勢微生物種群不斷演替，并且易形成可分泌大量黏性物質(zhì)的頂級群落.膜組件運行過程中，Proteobacteria和Bacteroidetes容易成為優(yōu)勢種群，此時膜組件易被污染，膜污染周期較短，微生物群落的演替與膜污染進程密切相關［9］.但是，目前很少有研究將微生物群落與微生物代謝產(chǎn)物濃度兩者結(jié)合，綜合探討膜污染的發(fā)生發(fā)展機理.為此，針對運行條件的變化對膜污染的影響，分析了不同膜污染周期下微生物代謝產(chǎn)物的濃度變化和微生物群落演替規(guī)律，獲得了微生物代謝產(chǎn)物、微生物群落結(jié)構(gòu)與膜生物污染的潛在相關關系，為探明膜污染機制提供相應理論依據(jù)，為今后A/O－MBR工藝在實際應用中的膜污染問題提供理論指導和技術(shù)支持.

1 實 驗

1.1 實驗裝置

A/O－MBR裝置如圖1所示，同時運行兩套平行的A/O－MBR系統(tǒng)(分別稱為R1和R2).裝置材質(zhì)為有機玻璃，分為缺氧段和好氧段兩部分，有效體積均為8 L.缺氧池連續(xù)攪拌轉(zhuǎn)速為200～250 r/min，好氧池為微孔曝氣，間歇出水的抽吸時間(min)比為12∶3.膜組件為日本三菱公司生產(chǎn)的PE中空纖維膜，膜表面孔徑為0.4 μm，有效面積0.11 m2.

圖1 A/O－MBR反應器裝置

1.2 進水水質(zhì)和污泥

進水為人工模擬污水［10］，進水水質(zhì):CODCr為295～335 mg/L，pH 為 7.1～7.8，NH4+－N 為 37～42 mg/L.

實驗污泥取自哈爾濱文昌污水處理廠，污泥經(jīng)馴化后反應器穩(wěn)定運行，污泥質(zhì)量濃度維持在3 000～4 000 mg/L.

1.3 運行條件

R1、R2運行條件見表1.

表1 反應器運行條件

分別記錄R1、R2反應器在一個膜污染周期中過膜壓力(pTM)的變化.R1、R2反應器的膜污染周期分別約為30和11 d.

1.4 實驗方法

1.4.1 常規(guī)檢測方法

每兩天測定R1、R2反應裝置的進水、缺氧池、好氧池以及出水中的CODCr、NH4+－N、NO2－N、NO3－－N、DO、溫度、pH 等.采用國家標準方法測定 CODCr、NH4+－N、NO2－－N、NO3－－N［11］，DO、溫度、pH等利用WTW(pH/oxi340i)手提式多參數(shù)測定儀測定.

1.4.2 膜污染進程檢測方法

自置入未污染膜組件開始，每天記錄真空膜壓力表中pTM變化情況，當pTM達0.04 MPa時，一個膜污染周期結(jié)束.污染的膜組件經(jīng)物理、化學清洗后再置入好氧池混合液，開始下一周期運行.

1.4.3 EPS、SMP 分析方法

SMP主要存在于液相中，EPS主要存在于污泥相中，壓實在膜組件表面形成的凝膠層中［12］.有文獻報道Cake層中也存在SMP［13］.

EPS 的提取分離采取甲醛－NaOH 法［14］，SMP的提取采用離心過濾獲得［15］.采用苯酚－濃硫酸法測定EPS、SMP中的多糖濃度［16］，改良型 BCA法(上海生工試劑盒)分別檢測 EPS、SMP中的蛋白濃度.

1.4.4 生物樣品處理方法

Cake層樣品分離和分析方法:挑取已污染膜組件的1～2根膜絲，剪取中間位置約2 cm等長的一段，使用等量的沖洗液沖洗所有樣品，Cake層被沖洗下來，將泥水混合物收集于離心管中，進行DNA的提取和 EPS的測定.泥餅層微生物DNA的提取直接按照DNA提取試劑盒(北京天恩澤)進行，泥餅層中EPS的測定參照1.4.3.

膜絲表面樣品分離和分析方法:被沖洗后的膜絲放入1.5 mL離心管中，加入1 mL PBS緩沖液.膜絲表面微生物的分離首先經(jīng)過超聲細胞破碎儀的超聲探頭處理，調(diào)節(jié)超聲強度，將膜絲表面微生物通過震動脫離到離心管內(nèi)的PBS緩沖液中，按照DNA提取試劑盒進行DNA提取.

1.4.5 微生物群落分析

在前期研究中結(jié)合末端標記限制性酶切片段長度多態(tài)性分析(T－RFLP)技術(shù)、單克隆技術(shù)與測序技術(shù)等分子生物學手段構(gòu)建了針對此A/OMBR系統(tǒng)的微生物群落文庫，本文庫微生物種群核酸序列通過與NCBI中Genbank的庫存物種序列比對，相似度均為99%.T－RFLP手段已經(jīng)廣泛應用于環(huán)境樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)分析［17］，精確性高［18］.

實驗采用的PCR引物為帶有FAM標記的8F和1492R，限制性內(nèi)切酶為AfaI.酶切產(chǎn)物交由上海生工測序，操作流程參考文獻［19］.

2 結(jié)果與討論

2.1 運行效果對比

R1、R2反應器在各自運行條件下分別經(jīng)過30 d、20 d左右后達到穩(wěn)定，隨機檢測在一個膜污染周期中對COD和NH4+－N的處理效果，結(jié)果如表2所示.R1、R2在運行條件上存在差異，但對COD的去除率保持在95%以上，對氨氮的去除率保持在90%以上.這說明本研究中運行條件的差異對于反應器的處理效果影響不明顯，兩運行條件均能夠維持A/O－MBR反應器的高效穩(wěn)定性.

表2 R1、R2反應器處理效果

2.2 膜污染分析

R1反應器中pTM隨時間的增長分階段變化.首先在1～6 dpTM增長較快，大量的無機有機顆粒、生物大分子等在膜表面聚集，形成初步的生物膜結(jié)構(gòu)，平均膜污染速率為2 kPa/d.7～25 dpTM的增長進入緩慢階段，生物膜開始緩慢生長，逐步加厚［20］，平均膜污染速率為 0.89 kPa/d.26 d 以后，pTM增長進入快速階段，到第30天時，pTM達0.04 MPa，平均膜污染速率為2.5 kPa/d.生物膜表面Cake層的加厚和壓實大大減小了膜組件的通透性，濾阻加大，表現(xiàn)為膜通量的降低，甚至出現(xiàn)不出水現(xiàn)象.R2反應器膜污染周期較短，1～4 d為膜的快速污染階段，平均膜污染速率為4 kPa/d.5～8 d伴隨著Cake層的形成和發(fā)展，為緩慢污染階段，平均膜污染速率為2 kPa/d，第9～11天，由于Cake層的穩(wěn)定和壓實，pTM的增長進入快速階段，平均膜污染速率為3 kPa/d，見圖2.

圖2 R1、R2反應器pTM隨時間變化

由圖2可以看出，R1反應器較R2能夠顯著減緩膜的污染進程，這說明操作條件與MBR內(nèi)系統(tǒng)的整體功能密不可分，操作條件的變化能夠顯著改變膜污染進程.

2.3 微生物群落結(jié)構(gòu)分析

2.3.1 Cake層中微生物群落結(jié)構(gòu)分析

在前述的膜污染周期內(nèi)，不同的顯著pTM值下分別對R1、R2反應器的膜組件Cake層取樣，利用T－RFLP分子生物學手段進行微生物群落結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果如圖3所示.

圖3 膜污染進程中Cake層T－RFLP群落結(jié)構(gòu)圖譜

由圖3可以看出，在膜污染初始快速污染階段(pTM為0.003 MPa時)，R1反應器Cake層的優(yōu)勢種群為Oribacterium(毛螺旋菌屬)和Deltaproteobacterium(變形菌屬)，此時Cake層微生物群落的豐度為11;R2反應器Cake層的優(yōu)勢種群為Anaeromyxobacter(厭氧粘細菌)，此時R2反應器的豐度為6，低于R1反應器.

在緩慢污染階段 (pTM為 0.015～0.030 MPa)，R1反應器Cake層優(yōu)勢種群分別為Cytophagasp. (噬 纖 維 菌 屬)、Anaeromyxobacter(厭氧粘細菌)、Paracoccus(副球菌屬).根據(jù)伯杰細菌鑒定手冊，噬纖維菌屬的特性是好氧或兼性厭氧，碳源足夠時易分泌胞外聚合物.副球菌屬可以積累聚β羥基丁酸鹽、能進行反硝化作用，表面產(chǎn)生一層黏液，細胞之間可以黏在一起.這些都是在膜污染中較常見菌屬，均分泌大量的代謝產(chǎn)物，對膜污染進程具有重要貢獻.此時豐度依次為18，8，6和8;R2 Cake層的優(yōu)勢種群為Oribacterium(毛螺旋菌屬)和Saprospiraceae(腐螺旋菌科)，腐螺旋菌科的最適溫度為30～37℃，pH為7，可代謝葡萄糖、半乳糖、醋酸鹽等.此時豐度依次為7和9.從整體看R2反應器Cake層的豐度值低于R1.

在pTM為0.037 MPa時，R1反應器Cake層中的優(yōu)勢種群為Comamonadaceae(叢毛單胞菌科)，這與文獻［21］膜污染后期Comamonassp.等為優(yōu)勢菌群的結(jié)論相符，此時豐度值為5.R2反應器在0.039 MPa時 Cake層中的優(yōu)勢種群為Myxobacterium(粘細菌屬)，豐度值為5.到膜污染后期，兩個反應器的微生物豐度達到一致.

總體來說，R1反應器 Cake層優(yōu)勢種群為Deltaproteobacteriu(變 形 菌 屬 )、Anaeromyxobacter(厭氧粘細菌)、Paracoccus(副球菌屬)、bp180、Cytophagasp.(噬纖維菌屬).根據(jù)伯杰細菌鑒定手冊，這些菌屬可分泌細胞代謝產(chǎn)物，影響膜污染后期微生物代謝產(chǎn)物濃度的變化，從而導致pTM顯著上升.R2反應器Cake層優(yōu)勢種群為Anaeromyxobacter(厭氧粘細菌)、Cytophagasp.(噬纖維菌屬)、Oribacterium(毛螺旋菌 屬) 、Saprospiraceae(腐 螺 旋 菌 科)、Variovoraxsp.(貪噬菌屬)和Myxobacterium(粘細菌屬).這些菌屬均可分泌胞外聚合物和各種代謝產(chǎn)物，有助于Cake層的快速形成和穩(wěn)定發(fā)展.在膜污染發(fā)生以及發(fā)展過程中，反應器膜組件Cake層中的優(yōu)勢種群隨pTM的升高不斷變化，并且由于運行條件的差異，R1、R2反應器在相同pTM下膜組件Cake層中的微生物優(yōu)勢種群同樣具有較大差異.在膜組件的初始污染和緩慢污染階段，R1反應器的微生物豐度始終高于R2，直到膜污染進入躍升期時，兩者的豐度基本達到一致.通過計算發(fā)現(xiàn)微生物豐度與膜污染進程具有線性負相關關系(R1、R2反應器中豐度與pTM線性負相關系數(shù)R2分別為0.82和0.81).到膜污染后期，Cake層不斷加厚，物質(zhì)交流不斷受到削弱，甚至造成Cake層內(nèi)部形成厭氧環(huán)境，導致微生物豐度降低.

2.3.2 膜絲表面微生物群落結(jié)構(gòu)分析

在相同的膜污染周期，不同的顯著pTM值下分別對R1、R2反應器的膜組件膜絲取樣，對膜絲表面進行微生物群落結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果如圖4所示.

圖4 膜污染過程中膜絲表面T－RFLP群落結(jié)構(gòu)圖譜

R1反應器在初始快速污染階段(pTM為0.003～0.010 MPa)，膜絲表面主要的優(yōu)勢菌群為Saprospiraceae(腐螺旋菌科)和Nitrospira(亞硝化螺菌屬).微生物群落豐度分別為33和32.R2反應器膜絲表面優(yōu)勢菌群為Thiothrix Eikelboomii(一 種 絲 狀 菌)和 γ-Proteobacterium(γ變形菌)，根據(jù)伯杰細菌鑒定手冊，γ變形菌可代謝葡萄糖產(chǎn)酸，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，利用NH4+作為氮源、葡萄糖作為碳源，10～43℃生長.此時豐度為23和24.R1反應器膜絲表面的豐度值大于R2.

膜緩慢污染時期(pTM為0.01～0.03 MPa)，R1反應器膜絲表面的優(yōu)勢種群為Thiothrix Eikelboomii(一種絲狀菌)和Thiothrixsp.(發(fā)硫細菌)，此時微生物種群豐度為36和26;R2反應器膜絲表面的優(yōu)勢種群為Nitrospira(亞硝化螺菌屬)和bp50(限制性內(nèi)切酶AfaI酶切片段長度為50 bp)，豐度為23和27.整體上R2反應器膜絲表面的豐度低于R1.

在膜污染躍升期，R1反應器膜絲表面的優(yōu)勢種群為Nitrospira(亞硝化螺菌屬)和bp92，此時的微生物種群豐度為14和17;R2反應器膜絲表面的優(yōu)勢種群為Thiothrixsp.(發(fā)硫細菌)和bp52，豐度分別為15和16.此時R1和R2反應器膜絲表面的豐度大致達到一致.

與Cake層的群落結(jié)構(gòu)變化相比，膜絲表面的微生物群落演替現(xiàn)象趨于緩和，優(yōu)勢菌群具有一定的連續(xù)性.Saprospiraceae(腐螺旋菌科)、Thiothrix Eikelboomii(一種絲狀菌)和Nitrospira(亞硝化螺菌屬)是R1反應器的常見菌屬，并且基本貫穿整個膜污染周期.Thiothrixsp.(發(fā)硫細菌)和Nitrospira(亞硝化螺菌屬)是R2反應器的常見菌屬.膜絲表面微生物種群豐度的變化與Cake層類似，在初始快速污染和緩慢污染階段，R1反應器的微生物豐度始終高于R2反應器，直到膜污染進入躍升期時，兩者的豐度基本達到一致.通過計算發(fā)現(xiàn)膜絲表面微生物群落與膜污染進程也具有線性負相關關系(R1、R2反應器中豐度與pTM線性負相關系數(shù)R2分別為0.62和0.74).Cake層的穩(wěn)定壓實導致膜組件表面與膜內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)傳遞受阻以及厭氧微環(huán)境的形成，從而生態(tài)位改變，微生物豐度降低，膜污染加重.

2.3.3 微生物群落多樣性與膜污染分析

為探究微生物群落多樣性與膜污染的相關關系，引入了濾阻R的概念，根據(jù)達西公式

式中:η為黏度(Pa·s)，Δp(Pa)為pTM.反應器運行穩(wěn)定時，認為η為一恒定值，濾阻R(m－1)與透水率K(L·(m2·h)－1·kPa－1)成反比關系，即R與K-1成正比關系.同時R表征pTM大小，因此，K-1與pTM成正比關系.

同時利用Shannon指數(shù)H表征微生物群落多樣性，即

pi為T－RFLP峰值圖中第i個峰的面積與圖譜中峰的總面積的比值，S為T－RFLP中每個pTM下的豐度.

分別計算Cake層和膜絲表面的Shannon指數(shù)H和K-1后，做兩者線性分析，結(jié)果如圖5，6.

Pearson系數(shù) (rp)無量綱，數(shù)值在－1.0～1.0，其值大小反映了2個數(shù)據(jù)集合間的相關程度.0＜|rp|≤0.3表示兩個數(shù)據(jù)集合微弱相關，0.3＜|rp|≤0.5表示低度相關，0.5＜|rp|≤0.8表示顯著相關，0.8＜|rp|≤1表示高度相關.p值反映Pearson相關顯著性.

圖5 Cake層中Shannon指數(shù)與K－1的相關關系

圖6 膜絲表面Shannon指數(shù)與K－1的相關關系

通過SPSS軟件分析發(fā)現(xiàn)，Cake層和膜絲表面微生物群落多樣性Shannon指數(shù)H均與K-1具有相關性.R1反應器Cake層微生物多樣性指數(shù)H與K-1的Pearson相關性在0.01水平上顯著相關 (rp=0.977，p=0.001，置信度為 99%)，R2 反應器 Cake層微生物多樣性指數(shù)H與K-1的Pearson相關性在0.05水平上顯著相關 (rp=0.937，p=0.019，置信度為 95%).膜絲表面微生物多樣性指數(shù)H與K-1的相關性與Cake層類似:R1反應器膜絲表面微生物多樣性指數(shù)H與K-1的Pearson相關性在0.05水平上顯著相關(rp=0.904，p=0.035，置信度為 95%)，R2 反應器膜絲表面微生物多樣性指數(shù)H與K-1的Pearson相關性在0.05水平上顯著相關 (rp=0.951，p=0.013，置信度為95%).因此，可以推斷:在整體水平上，微生物多樣性趨于增大可能導致膜污染加重.

2.4 微生物代謝產(chǎn)物分析

2.4.1 R1、R2反應器中EPS濃度變化

在分析微生物群落結(jié)構(gòu)時，同時研究了R1、R2反應器中微生物的各種代謝產(chǎn)物在該膜污染周期中濃度的變化.圖7顯示了EPS在膜污染周期中濃度的變化趨勢.

在初始快速污染時期，R1、R2反應器好氧池混合液中EPS濃度隨膜壓力升高顯著增加，到膜污染緩慢時期，EPS濃度逐步穩(wěn)定升高.到膜污染的后期，EPS濃度顯著上升，達最大.

圖7 膜污染過程中混合液和Cake層中EPS變化

R1反應器好氧池混合液中EPS濃度始終高于R2，R2反應器中EPS濃度主要集中在Cake層，R2反應器Cake層中EPS高于R1.

正如在2.3部分所述，R1、R2反應器在不同膜污染階段優(yōu)勢種群的不同，導致EPS濃度的整體差異.

在膜污染周期的不同階段微生物代謝產(chǎn)物的濃度顯著變化，EPS濃度隨pTM的增大總體呈明顯升高趨勢.并且在膜污染周期縮短時，Cake層中EPS濃度所占比例顯著升高，且始終大于混合液.這說明EPS在膜污染后期對膜污染貢獻作用越發(fā)明顯，成為主導力量.這與 Wontae Lee等［22］提出的EPS可能對膜污染有重要貢獻的觀點一致.

2.4.2 R1、R2反應器中SMP濃度變化

R1、R2反應器中好氧池混合液SMP濃度變化如圖8所示.

圖8 膜污染過程中混合液中SMP變化

在膜的快速污染階段，R2反應器混合液層中SMP的變化與R1類似.隨著pTM的增大呈顯著升高的趨勢.緩慢污染階段，混合液中SMP濃度比較穩(wěn)定，上升趨勢趨于平緩.在膜污染末期時，SMP濃度均達最大值，同時R2反應器混合液中SMP濃度高于R1.由此推測，混合液中SMP濃度的上升可能是膜污染的一個重要因素.

各pTM下優(yōu)勢種群的演替導致微生物代謝產(chǎn)物(EPS、SMP)分泌量的差異，而 EPS、SMP 是Cake層的重要組成成分，因此，不同pTM下優(yōu)勢種群的變化能夠?qū)δの廴具M程產(chǎn)生不同程度的影響.同時，微生物優(yōu)勢種群的變化由其自身所在生態(tài)位決定，反應裝置運行條件(DO、SRT、Flux、溫度)的差異造成混合液、Cake層中微生物種群生態(tài)位的不同，影響優(yōu)勢種群的演替過程，改變Cake層的形成和發(fā)展速率，影響膜污染進程.

3 結(jié)論

1)運行條件(DO、SRT、Flux、溫度)的差異能夠顯著影響膜污染速率，改變膜污染周期.R1反應器的膜污染周期為30 d，R2為11 d.

2)受運行條件不同的影響，Cake層和膜絲表面微生物群落頻繁發(fā)生演替現(xiàn)象，優(yōu)勢菌群不斷變化.R1反應器Cake層中微生物群落優(yōu)勢種群依次為Oribacterium、Cytophagasp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180和Comamonadaceae;R2 反應器Cake層中微生物群落優(yōu)勢種群依次為Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae和Myxobacterium.R1反應器膜絲表面微生物群落優(yōu)勢種群依次為Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrixsp.和bp92;R2反應器膜絲表面微生物群落優(yōu)勢種群依次 為ThiothrixEikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrixsp.和 bp52，群落演替現(xiàn)象顯著.

3)Cake層和膜絲表面的微生物多樣性可能與膜污染進程相關.

4)微生物群落演替對EPS、SMP濃度有顯著影響.隨著膜污染的不斷加劇，EPS和SMP濃度總體呈現(xiàn)隨pTM上升而升高的趨勢.Cake層中EPS對膜污染加重具有主要貢獻作用，SMP主要分散于混合液中，其濃度的積累可能導致膜污染周期的縮短.

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Analysis of microbial community structure and metabolites during the MBR membrane fouling process

GAO Dawen，XIN Xiaodong
(State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment，Harbin Institute of Technology，150090 Harbin，China)

Aiming at the membrane fouling problem produced during MBR working process，different controlling operations were used on two sets of parallel A/O－MBR systems(R1 and R2).The changing situation of the microbial community structure during the membrane pollution process was analyzed by T-RFLP method，and the microbial metabolites were quantified.The results show that under the different operational conditions，the dominant microbial species of Cake layer in R1 system(controlling method:temperature is 30℃;SRT is 60 days;Flux is 9.09 L/(m2·h);DO is 4 mg/L)isOribacterium，Cytophagasp.，Anaeromyxobacter，Paracoccus，bp180 andComamonadaceae，respectively.The membrane fouling cycle of R1 reactor is 30 days.The dominant microbial species of Cake layer in R2 system(controlling method:temperature is 20℃;SRT is 30 days;Flux is 13.42 L/(m2·h);DO is 2 mg/L)isAnaeromyxobacter，Oribacterium，SaprospiraceaeandMyxobacterium，respectively.The dominant microbial species of membrane wire in R1 isSaprospiraceae，Nitrospira，Thiothrixsp.and bp92，respectively.The dominant microbial species of membrane wire in R2 isThiothrix Eikelboomii，γ-Proteobacterium，Nitrospira，Thiothrixsp.and bp52，respectively.The membrane fouling cycle of R2 reactor is 11 days.The different running methods on A/O－MBR systems have a significant influence on the succession of microbial community.The ascending of microbial diversity Shannon index H of Cake layer and membrane wire may accelerate the membrane fouling process.The obvious increasing trend of microbial metabolites(EPS，SMP)content results in the membrane pollution getting worse.EPS of the Cake layer has a dominant contributive effect on the process of membrane fouling.

A/O-MBR;membrane fouling;microbial community structure;EPS;SMP

X172

A

0367－6234(2014)02－0026－07

2013－02－06.

國家自然科學基金資助項目(21177033).

高大文(1967—)，男，教授，博士生導師.

高大文，gaodw@hit.edu.cn.

(編輯 劉 彤)