剩余污泥的大量排放一直是有机废水生物处理工艺的难题,伴随着处理量的增加和处理指标要求的提高,使得这一问题的解决更加迫在眉睫。为了实现剩余污泥减量,人们从物理、化学和生物角度分别进行了探索与研究。通过人们的不断研究,发现以生物法最为简单经济,而且二次污染小。根据微生物生长发育规律及相互关系,剩余污泥减量的原理主要包括能量解偶联、维持能和内源呼吸、微小动物捕食、慢速生长细菌占优势等。为了实现剩余污泥减量化,研究微生物的多样性、优势菌群及其生长动力学规律尤为重要。本实验应用荧光原位杂交(FISH)技术研究污水处理过程中具有代表作用的β-变形菌、ε-变形菌、拟杆菌、生盘纤发菌(Leptothrix discophora)、黄单胞菌(Xanthomonas branch)五类细菌,以普通活性污泥法与生物砾石接触氧化法平行对照的方式来比对研究优势菌群的分布特征及数量特征,进一步从机理上求证功能性细菌对剩余污泥减量是否起作用,探寻优势菌群的分布特点,找出细菌对污泥减量可能起的作用。本实验通过比对两系统的优势菌群的分布特征,进一步探讨生物砾石接触氧化反应工艺去除剩余污泥的机理,以及优势菌群与剩余污泥减量的相关性及调控性。探索利用微生物手段减少剩余污泥量的方法,降低污水处理的总成本,对进一步提高微生物对污染物的降解能力,提高有机废水生物处理效率,具有重要的理论和实际意义。通过研究发现生物砾石接触氧化工艺较普通活性污泥工艺具有相对复杂的生存环境。运用统计学的中心极限定理和极大似然估计定理,分析得到细菌数量的置信区间,得出ε-变形菌和拟杆菌发育数量在生物砾石接触氧化反应器中是普通活性污泥反应器的3.5和2倍,这可能是造成新型反映器污泥零排放的根本原因。建议在以后的研究工作中应加大对优势菌种与基质相互作用的动力学解析,从微生物角度,深入研究剩余污泥减量机理。