厭氧氨氧化微生物的培養(yǎng)、鑒定及其基質(zhì)分解特性的研究.pdf

1、厭氧氨氧化技術(shù)是一種新型生物脫氮技術(shù)，厭氧氨氧化反應(yīng)是在厭氧條件下，以NO2-為電子受體，氧化氨，產(chǎn)物為氮?dú)?。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。采用CSTR反應(yīng)器對(duì)不同種泥進(jìn)行了厭氧氨氧化微生物馴化和富集培養(yǎng)，考察了不同影響因素對(duì)厭氧氨氧化基質(zhì)分解活性的影響，對(duì)培養(yǎng)馴化過(guò)程中菌群DNA多態(tài)性變化進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上對(duì)選擇出的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物進(jìn)行傳統(tǒng)培養(yǎng)和分子生物學(xué)鑒定，確定其優(yōu)勢(shì)菌為一種尚未報(bào)道過(guò)的厭氧氨氧化

2、微生物，并對(duì)其在有機(jī)碳源條件下的代謝方式進(jìn)行了研究。 對(duì)取自城市污水處理廠的好氧污泥、缺氧污泥和厭氧污泥首先進(jìn)行硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌和葡萄糖降解菌的初步富集培養(yǎng)，再轉(zhuǎn)為厭氧氨氧化培養(yǎng)，結(jié)果顯示三種不同種泥經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧氨氧化培養(yǎng)均得到了具有厭氧氨氧化活性的富集培養(yǎng)物。對(duì)三種不同種泥啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行比較，其中以硝化污泥為種泥，所需的啟動(dòng)時(shí)間最短，在硝化培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為厭氧氨氧化培養(yǎng)的40d時(shí)，已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)膮捬醢毖趸?/p>

3、活性。 考察了不同影響因素對(duì)厭氧氨氧化基質(zhì)分解活性的影響，主要包括溫度、pH、不同電子受體及無(wú)機(jī)碳源濃度。得出厭氧氨氧化反應(yīng)在pH為7～8、溫度為30℃～35℃、無(wú)機(jī)碳源濃度為500mg/L(KHCO3)時(shí)具有較高的厭氧氨氧化活性。不同電子受體研究顯示培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物以NO2-為電子受體進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，不能利用NO3-作為直接電子受體進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)。對(duì)三種不同種泥來(lái)源的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物對(duì)比研究顯示這些

4、影響因素對(duì)三種厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的基質(zhì)分解活性具有基本相同的影響。 采用RAPD-PCR技術(shù)對(duì)厭氧氨氧化富集培養(yǎng)過(guò)程中的微生物DNA遺傳多樣性的變化進(jìn)行了研究。對(duì)比三種不同的種泥來(lái)源，從遺傳的同源性來(lái)分析，硝化污泥中的微生物菌群與厭氧氨氧化微生物菌群的遺傳同源性最高，是啟動(dòng)厭氧氨厭氧反應(yīng)的適宜種泥。對(duì)以硝化污泥為種泥厭氧氨氧化培養(yǎng)馴化的不同階段進(jìn)行了基因多態(tài)性分析，結(jié)果顯示，取自污水處理廠的污泥在培養(yǎng)初期(1個(gè)月左右)，微生

5、物群體聚為一個(gè)群系；在轉(zhuǎn)為厭氧氨氧化培養(yǎng)后，微生物群體間的相似性較轉(zhuǎn)化前有所提高，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的厭氧氨氧化培養(yǎng)，系統(tǒng)穩(wěn)定后，微生物自成一個(gè)群系，但與轉(zhuǎn)化為厭氧氨氧化培養(yǎng)初期的微生物聚為一大群系，說(shuō)明了硝化污泥的微生物與厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的微生物具有一定的同源性。 采用傳統(tǒng)分離方法和分子生物學(xué)手段兩種方法對(duì)厭氧氨氧化微生物進(jìn)行了分離和鑒定。對(duì)傳統(tǒng)的分離方法進(jìn)行了改進(jìn)，培養(yǎng)得到了三種微生物，這三種微生物均沒(méi)能驗(yàn)證其厭氧氨氧化活性，

6、原因有待進(jìn)一步研究。對(duì)以硝化污泥為種泥培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化培養(yǎng)物的優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示與已報(bào)道的厭氧氨氧化微生物同屬于浮游霉菌目，但相關(guān)性低于70％，為一種尚未報(bào)道過(guò)的新的厭氧氨氧化微生物。 分別以甲醇、乙酸鹽、丙酸鹽和葡萄糖為碳源，研究了在不同有機(jī)碳源條件下厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的代謝途徑。甲醇完全抑制了厭氧氨氧化活性；乙酸鹽和丙酸鹽對(duì)NO2-的降解有促進(jìn)作用；低濃度葡萄糖糖條件下對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)沒(méi)有影響