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文檔簡介
1、工業(yè)廢水生物處理系統(tǒng)在構建的過程中常常使用城市污水處理廠的活性污泥作為種污泥接種,該污泥中的微生物群落在適應新的廢水環(huán)境過程中可能發(fā)生巨大變化,這種變化有時會導致新系統(tǒng)構建的失敗。因此理解微生物群落在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)構建過程中以及系統(tǒng)之后的運行過程中的進化規(guī)律將有助于廢水處理工程的構建操作和調試運行。而全規(guī)模污水處理系統(tǒng),特別是印染廢水處理系統(tǒng)中這種微生物群落進化過程的追蹤研究還鮮有報道。本研究在追蹤檢測日處理量為1000噸的印染廢水生
2、物處理系統(tǒng)在構建和3個多月的調試運行效果的基礎上,利用PC-DGGE和T-RFLP兩種分子生物學方法研究了包括細菌、真菌和古菌在內的三大域微生物的群落進化過程。
具體研究成果包括如下幾個方面:
(1)印染廢水生物處理系統(tǒng)包括兩級生化處理裝置,分別為水解酸化+活性污泥和水解酸化+好氧接觸氧化。經過3個多月調試過程中的連續(xù)監(jiān)測結果表明,COD和色度的總去除率分別高達85%和84.9%。培養(yǎng)和定量PCR對微生物計數的結果表
3、明,細菌是這所有的處理單元中的絕對優(yōu)勢菌群,真菌數量次之,古菌最少;隨著系統(tǒng)運行,真菌數量逐漸減少,古菌的數量明顯增加,特別是二級生化處理系統(tǒng)中,在運行3個月末,古菌的數量超過細菌成為明顯的優(yōu)勢菌群,古菌占細菌的比率為1:0.58。
(2)利用PCR-DGGE的方法對系統(tǒng)構建和調試運行中的微生物群落進行追蹤研究,結果表明,系統(tǒng)中細菌的多樣性明顯高于古菌和真菌;從種污泥到系統(tǒng)構建成功,細菌和真菌在系統(tǒng)中的持留率接近(細菌為57.
4、3%,真菌為57.6%)并且明顯高于古菌(34.8%);由于廢水組分和主要污染物始終處于變化中,因此驅動著各類群的微生物種群結構在整個調試運行過程中一直發(fā)生著變化,其中,細菌和古菌的多樣性都在增加,而真菌的多樣性則逐漸減少;二級生化處理單元接收一級生化池處理之后的廢水,其組分波動相對較小,因此其中的微生物群落穩(wěn)定性明顯高于一級處理單元。DGGE條帶切膠測序的結果表明,系統(tǒng)中的細菌廣泛分布在α-變形菌綱(Alphaproteobacter
5、ia)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、擬桿菌(Bacteroidetes)、梭菌綱(Clostridia)、芽孢桿菌綱(Bacilli)、暖蠅菌綱(Caldilineaceae)、硝化螺旋菌綱(Nitrospira)、綠菌綱(Chlorobia)、酸桿菌綱(Acidobacteria)十個綱中;真菌主要分布在壺菌綱(Chytridiomycetes)和結合綱
6、(Zygomycota);古菌主要分布在廣古菌門(Euryarchaeota)其中大部分是產甲烷菌(Methanogen),和泉古菌門(Crenarchaeota)。
(3)利用另外一種分子生物學方法T-RFLP法對該系統(tǒng)中的微生物群落進化過程進行追蹤研究,所得結果和DGGE的結果相似,其中主要的優(yōu)勢細菌分布在α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、β-變形菌綱(Betaproteobacteri)、γ-變形菌
7、綱(Gammaproteobacteria)、暖蠅菌綱(Caldilineaceae)、硝化螺旋菌綱(Nitrospira)、綠菌綱(Chlorobia),其中Caldilineaceae占4.46%-11.6%,Alpha-proteobacteria占7.51-9.67%,Chloroflexi bacterium占6.02%-7.15%,Rhodobacter sp.24.32%-28.81%,Thermomonas sp占17.
8、34%-38.95%;主要的優(yōu)勢真菌是壺菌綱(Chytridiomycetes),其中Blastocladiales sp。占2.30%-3.12%;主要的優(yōu)勢古菌是廣古菌門(Euryarchaeota)中的產甲烷(Methanogen)。
(4)通過對系統(tǒng)構建過程以及3個多月的調試運行過程中的微生物群落結構進化過程的追蹤研究發(fā)現,盡管微生物群落發(fā)生了很大變化,但系統(tǒng)的運行效率沒有明顯的變化,古菌和真菌的多樣性和種群穩(wěn)定性明顯
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