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摘 要 厌氧消化是一个成熟的废水处理技术，已得到了世界各地的广泛应用。最主要的应用是生物反应器，例如上流式厌氧污泥床和厌氧膨胀颗粒污泥床，是源于自然产生的颗粒污泥。尽管颗粒污泥反应器被充分利用二十多年了，但其颗粒化机制仍然没有被完全理解，被提出无数的理论从生物，生态和工程的角度来描述这个过程。一项新的技术就是新出现的厌氧消化，对微生物和环境因素影响厌氧颗粒污泥的形成和活性的理解有帮助。 关键词：颗粒污泥 产甲烷菌 上流式厌氧污泥床 厌氧膨胀颗粒污泥床 废水处理 第一章 导言 在厌氧处理过程，，如上流式厌氧污泥床（ UASB反应器; lettinga ＆ hulshoff波兰1991年） 。系统保留高浓度生物量，允许非常高的有机负荷率，紧凑和的废水处理绝大多数的在这里，我们颗粒污泥反应器技术以及目前。 McCarty 2001) 每一个颗粒都是一个包含所有不同微生物功能单位，它是产甲烷细菌消化有机物所必需的。(Sekiguchietal.1998)。一个典型的颗粒可能包括数百万计的生物体每克生物量。不过，没有个别的物种在这些微型的生态系统有能力完全降解进水废料(Liu Tay 2002)。在颗粒的微生物组成中竞争与合作是必要的，因此这个团体形成了一个独特的数毫米的微生物生态集合体。为了解决在产甲烷细菌颗粒中的竞争与合作的相互作用和在微生物结构和功能之间建立联系。结合参与各种技术，如免疫，微观，化学，传统枚举的方法，分子方法和细菌行为和竞争的研究，是必要的。微生物团体的特定的空间取向在厌氧颗粒内是必不可少的，由于微生物之间的距离，例如象产酸细菌和产甲烷细菌，必须有足够的小，以确保和维持一个低氢局部压力（麦高乐等人。 1990年;施塔姆斯1994年; harmsen等人。 1996年）一个分层结构的颗粒也被提出来，在其中一个中央的核心可分解的甲烷被一层氢或产甲酸的产酸细菌和氢或消耗甲酸的甲烷细菌环绕着，和由一个外层的细菌酸化合成的复杂的有机物包裹着（麦高乐等人。 1990年; visser等人。 1991年; guiot等， 1992年;镜头等人。 1993年; harmsen等人。 1996年;图3 ） 。 图 3. The unique internal architecture of the anaerobic granule: (A) Schematic representation of proposed layered structure;(B) Fluorescent in situ hybridisation (FISH) of sections of sludge granules with EUB 338 bacterial probe (green) and ARC 915 archaealprobe (red) viewed by CLSM. 荧光原位杂交（ FISH ）技术是现在的一个重要工具，在确定的位置和分布不同的细菌群体的颗粒。荧光DNA探针适用于颗粒截面并绑定到目标生物体在颗粒，揭示了他们在颗粒内的位置和邻近其他细菌群体（图3 ） 。杂交研究是有利的，因为只有活性细胞（即有大量的rRNA基因分子的细胞）才能被检测检测。 定量信息也可以获得（郑等人。 1996年） 。杂交技术也可以结合共聚焦激光扫描显微镜（ clsm ）来分析特别标明的靶细胞的空间分布，在不同废水生长起来的淤泥上（拉斯金等人。 1994年; harmsen 1996年;阿曼等人。 1998年; rocheleau等基地。 1999年） 。杂交与精确的分子遗传学相结合可视化和鉴定在自然界中的个别微生物细胞。分子生物学和以种群分析为基础的rRNA基因，特别地在环境分析上已发现越来越广泛的应用，如厌氧消化，在厌氧颗粒中的细菌的特殊空间排列和颗粒化现象提供了很多有力的条件： 1 。更有效率的微生物增殖; 2 。获得资源和不能被孤立的细胞所利用的环境; 3 。在集合体内的内部的理化梯度4 。共同消除孤立的细胞;5 。优化种群的通过区别清楚细胞类型; 6 。连续运行的反应堆超出了正常排水率; 7 。一个反应堆的污水的产生有少量的悬浮固体; 8 。在单一相中生物量的控制; 9 。不依赖稀释率的的生长率的控制。 2.2 颗粒的形成 厌氧颗粒化是一个复杂的过程，在其中与微生物，其他生物和非生物因素结合起来（奥弗莱厄蒂＆Lens2003年） 。在过去20年里，快速的研究进展已使我们对上流式厌氧污泥床颗粒的生物特性和在颗粒中不同种类的相互作用有了理解，颗粒化是通过细菌的吸附或惰性材料的支持或无机沉淀或通过化学键的相互作用或营养结合而形成的，（ hu