硝化復(fù)合菌群生理生態(tài)特性及應(yīng)用研究.pdf

1、本研究從生物陶粒反應(yīng)器中篩選出6株自養(yǎng)硝化細(xì)菌和2株異養(yǎng)硝化細(xì)菌，研究了硝化細(xì)菌的生理生態(tài)學(xué)特性，通過(guò)建立SBR反應(yīng)器進(jìn)行了各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定，利用PCR-DGGE分析了反應(yīng)器的種群演替情況。
　　考察了有機(jī)物對(duì)生物陶粒反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中硝化作用的影響，通過(guò)逐階段減少進(jìn)水中的有機(jī)碳源濃度，可以看出隨著進(jìn)水COD濃度的逐階段降低，氨氧化率逐步提高，出水氨氮濃度也呈逐漸降低的趨勢(shì)。第1～7d的氨氮的平均去除率為43.57％。而第8～14d的

2、氨氮去除率則逐漸上升至64.38%。相應(yīng)的硝酸鹽出水平均濃度在第1～7d為19.53mg/L,第8～14d的氨氮平均去除率則逐漸上升至59.06%,第5～21d為30.52mg/L。出水亞硝酸鹽含量一直維持在較低的水平，其最大值不超過(guò)2.14mg/L。
　　試驗(yàn)過(guò)程中由于有機(jī)碳源逐漸減少硝化細(xì)菌在和異養(yǎng)細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)中，逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，而適應(yīng)能力較弱或?qū)τ袡C(jī)碳源量要求較高的異養(yǎng)細(xì)菌則被大量淘汰。微生物種群演替過(guò)程中,微生物多樣性呈直

3、線(xiàn)下降,不同時(shí)期的生物陶粒反應(yīng)器中既存在共同的微生物種屬，同時(shí)也存在著各自獨(dú)特的微生物種屬，不同微生物種屬之間形成了特定的生態(tài)位的群落結(jié)構(gòu)。DGGE測(cè)序結(jié)果表明,在反應(yīng)器運(yùn)行第21d的優(yōu)勢(shì)種群除了自養(yǎng)細(xì)菌，還有異養(yǎng)菌的存在。自養(yǎng)細(xì)菌為Nitrosospirasp.和Nitrobactersp.，異養(yǎng)細(xì)菌為Pseudomonas.sp.和Pseudochrobactrumsp.,和Bacillussp.。
　　對(duì)6株自養(yǎng)硝化菌進(jìn)行了

4、硝化能力及速率的測(cè)定，結(jié)果表明6株自養(yǎng)菌的硝化速率分別為：YH1為1.08mg/（L·d）、YH2為1.2mg/(L·d)、YH3為1.2mg/（L·d）,XH1為1.25mg/（L·d）、XH2為1.06mg/（L·d）,XH3為1.13mg/（L·d）。通過(guò)生理生化指標(biāo)的測(cè)定初步鑒定6株硝化菌分別屬于Nitrabactersp.，Nitrococcussp.，Nitrosococcussp.，Nitrosomonassp.。

5、　　SHY4和SHY5在氨氧化培養(yǎng)基中經(jīng)過(guò)12d的好氧培養(yǎng)，2株細(xì)菌的COD及TN濃度均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，對(duì)COD的去除率分別為59.57%和65.88%,在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的前期，TN以較快的速率下降，此時(shí)的氨氮也在快速下降，SHY4和SHY5總氮最終去除率為62.76%和63.78%，氨氮最終去除率為69.73%和80.78%。這段時(shí)間正是細(xì)菌快速增殖的時(shí)期。NO2--N和NO3--N濃度變化較小。菌株SHY4和SHY5的NO2--N濃度最

6、終增加到0.124mg/L和0.206mg/L，菌株SHY4和SHY5的NO3--N濃度最終增加到0.26mg/L和0.45mg/L。根據(jù)氮素平衡可知，初始氨氮大部分被轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛莩?，由此而知，SHY4和SHY5為兩株異氧硝化菌，同時(shí)具有好氧反硝化作用。SHY5在亞硝化培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)12d的好氧培養(yǎng)，NO2--N濃度最終降低8.87mg/L，硝酸鹽出現(xiàn)積累最終增加0.48mg/L，說(shuō)明SHY5能在亞硝化培養(yǎng)基中可進(jìn)行同化作用生長(zhǎng)繁殖。

7、經(jīng)16SrDNA測(cè)序及同源性比較并結(jié)合菌株的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)特性,可基本確定分離的菌株SHY5為Pseudomonassp.。菌株SHY4為Pseudochrobactrumsp.。
　　通過(guò)PCR-DGGE圖譜分析，SBR反應(yīng)器在運(yùn)行時(shí)其種群演替迅速。在第15d細(xì)菌種群多樣性較高，優(yōu)勢(shì)種群比較多，細(xì)菌優(yōu)勢(shì)種屬達(dá)到19種。在第15d和30d時(shí)微生物群落結(jié)構(gòu)相似程度高為85.71%，種群演替進(jìn)程緩慢結(jié)構(gòu)組成逐漸趨于穩(wěn)定。說(shuō)明接種的硝化