污水處理過程中短程硝化的微生物生態(tài)調(diào)控技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在氮污染防治和氮的地球生物化學(xué)循環(huán)等研究領(lǐng)域，取得了突破性的重大進(jìn)展。尤其是在污水處理系統(tǒng)中，氨氮的有效去除一直是研究者們關(guān)注的問題?；茏责B(yǎng)氨氧化細(xì)菌負(fù)責(zé)氨氮的去除，即將氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，這一過程也是硝化反應(yīng)中的限速步驟。本研究中運(yùn)用，PCR，分了克隆文庫(kù)構(gòu)建，16S rDNA序列同源性分析，磷脂脂肪酸圖譜分析等多種分子生物學(xué)分析方法，對(duì)短程硝化系統(tǒng)中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)合相關(guān)的部分污水處

2、理參數(shù)，可以推斷出工藝的運(yùn)行狀態(tài)和處理效果。
　　 在不同的短程硝化工藝中的微生物群落具有顯著差異，各種微生物菌群的含量和種類也有所不同。通過磷脂脂肪酸圖譜分析方法的研究，結(jié)果表明，短程硝化工藝中的微生物群落以細(xì)菌為優(yōu)勢(shì)類群，而細(xì)菌群落又以好氧原核微生物為優(yōu)勢(shì)類群，但系統(tǒng)中微生物群落隨運(yùn)行工況的不同發(fā)生了變化且在空間結(jié)構(gòu)上也有所區(qū)別，同時(shí)真菌無論比重大小，總是與好氧細(xì)菌同時(shí)存在，SRB及其他厭氧細(xì)菌只在氣水比較小或進(jìn)水有機(jī)物濃度

3、較高的時(shí)候出現(xiàn)，表現(xiàn)出了與好氧硝化作用機(jī)理一致的規(guī)律。
　　 對(duì)細(xì)菌16S rDNA片段克隆文庫(kù)的克隆子序列同源性分析結(jié)果顯示，細(xì)菌群落的多樣性豐富，經(jīng)過酶切分型后，至少存在26個(gè)OTUs。測(cè)序結(jié)果表明，這些細(xì)菌屬于變形菌門、綠菌門、硝化螺旋菌門、擬桿菌門、酸桿菌門、Candidate division TM7、綠彎菌門、浮霉菌門、厚壁菌門等9個(gè)類群。A/O工藝和低氧短程硝化工藝的細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)有明顯不同；但是優(yōu)勢(shì)菌群較為類似，均

4、為β-變形菌綱。兩種不同的工藝條件下的綠彎菌門、擬桿菌門和綠菌門的系統(tǒng)進(jìn)化都比較接近。反應(yīng)系統(tǒng)中承擔(dān)亞硝酸鹽氧化功能的硝化螺旋菌門在A/O工藝條件下的比例較高，占克隆文庫(kù)的8.2％，而在低氧短程硝化工藝條件下沒有檢出，這主要是由于低氧系統(tǒng)溶解氧的量比較低，亞硝酸氧化菌含量較低，從而導(dǎo)致其在文庫(kù)中的比例較低，甚至消失，低氧短程硝化工藝更有利于亞硝酸鹽的積累，實(shí)現(xiàn)短程硝化。低氧短程硝化工藝中具有厭氧氨氧化功能浮霉菌門的比例9.3％遠(yuǎn)大于A/

5、O工藝中的2.4％，低氧短程硝化工藝更有利于串聯(lián)厭氧氨氧化工藝，實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化過程。
　　 最后，本文對(duì)低氧短程硝化系統(tǒng)中的氨氧化細(xì)菌的amoA基因片段進(jìn)行分析。結(jié)果表明，測(cè)序得到的AOB大多屬于β-變形菌綱的Nitrosomonas屬。此菌落中還可能存在著屬于γ-變形菌綱的亞硝化球菌屬(Nitrosococcus)的N.halophilus種。亞硝化螺菡屬(Nitrosopira)和亞硝化球菌屬(Nitrosococcus