不同污水处理工艺微生物生长特性比较研究

【摘要】： 为了研究生物造粒流化床污水处理反应器、A~2/O污水处理工艺和DE型氧化沟污水处理工艺中的微生物特性,分别从生物造粒流化床10cm、60cm、120cm处、A~2/O和DE型氧化沟好氧区、缺氧区、厌氧区取样,运用传统细胞培养方法,检测其中的细菌总数、反硝化细菌和反硫化细菌。同时,应用分子生物学方法对不同污水处理工艺中的微生物特性进行比较研究,结果显示: 细菌培养结果显示,生物造粒流化床10cm处好氧菌的分布数是A~2/O污水处理工艺好氧区的2倍,是DE型氧化沟污水处理工艺好氧区的5倍,生物造粒流化床60cm、120cm处反硝化菌总数与A~2/O和DE型氧化沟工艺的缺氧区的反硝化菌总数相当,而反硫化菌的总数间于A~2/O工艺和DE型氧化沟工艺缺氧区和厌氧区之间。 通过细胞裂解直接提取颗粒污泥细菌基因组DNA,以真细菌和古细菌16SrRNA基因通用引物530F/1490R,对颗粒污泥中提取的细菌基因组DNA进行PCR扩增,长约1kb的PCR扩增产物纯化后经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离,获得微生物群落的DNA特征指纹图谱。PCR-DGGE指纹图谱分析表明,A~2/O工艺好氧区、缺氧区、厌氧区微生物群落的优势种属分别为19种、18种、15种;DE氧化沟工艺好氧区、缺氧区、厌氧区微生物群落的优势种属分别为12种、16种、14种;与之相比,生物造流化床反应柱中的微生物群落相对较为丰富,在10cm处微生物的优势种属达到23种,60cm处为21种,120cm处为20种,这说明生物造粒流化床反应器的微环境适宜多种微生物生长繁殖。 微生物群落结构及演替规律分析结果表明,A~2/O工艺中好氧、缺氧、厌氧区的微生物群落相似性为71.4%;DE型氧化沟工艺中好氧、缺氧、厌氧区的微生物群落相似性为75.0%。生物造粒流化床上中下各断面活性污泥中的微生物群落相似性高达83.1%,说明流化床反应柱中,群落演替不明显,微生物群落结构较为稳定。 用UPGMA聚类法分别对生物造粒流化床粒状污泥、A~2/O、DE氧化沟工艺活性污泥微生物群落相似性进行分析,结果显示:生物造粒流化床反应器与A~2/O工艺的微生物群落相似性为57.6%,与DE型氧化沟工艺的微生物群落相似性为45.3%。这说明生物造粒流化床反应器不同高度的微环境与A~2/O工艺以及DE工艺厌氧区、缺氧区、好氧区的微生物生长微环境有所差异。对不同污水处理工艺中特殊微生物种属的鉴别有待于进一步的研究。 【关键词】：生物造粒流化床反应器 A~2/O工艺 DE氧化沟工艺 微生物特性 细胞培养 PCR-DGGE
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 国内外污水处理的研究现状9-12
• 1.2 不同污水处理工艺工艺特点及研究现状12-14
• 1.2.1 A~2/O工艺12
• 1.2.2 DE氧化沟工艺12-13
• 1.2.3 生物造粒流化床工艺13-14
• 1.3 污水处理工艺中微生物分析方法研究进展14-17
• 1.3.1 平板计数法及其应用14-15
• 1.3.2 多管发酵法(MPN)及其应用15-17
• 1.4 现代分子生物学方法17-24
• 1.4.1 PCR技术原理及其应用18-21
• 1.4.2 DGGE技术原理及其应用21-24
• 1.5 课题来源及研究内容24-25
• 2 材料与方法25-39
• 2.1 污水处理工艺及装置25-27
• 2.1.1 A~2/O工艺25
• 2.1.2 DE工艺25-26
• 2.1.3 生物造粒流化床污水处理装置26-27
• 2.2 实验材料27-30
• 2.2.1 实验样品及取样条件27-28
• 2.2.2 化学及分子生物学试剂28-29
• 2.2.3 仪器设备29-30
• 2.3 实验方法30-39
• 2.3.1 污水常规化学指标测定方法30
• 2.3.2 细菌分析方法30-34
• 2.3.3 微生物多样性分析方法34-39
• 3 结果与讨论39-57
• 3.1 不同污水处理工艺生化指标分析结果39-43
• 3.1.1 DO检测结果39
• 3.1.2 COD检测结果39-40
• 3.1.3 TP检测结果40-41
• 3.1.4 TN检测结果41-42
• 3.1.5 NH3-N检测结果42
• 3.1.6 NO3-检测结果42-43
• 3.2 不同污水处理工艺微生物检测结果43-48
• 3.2.1 细菌总数检测结果43-45
• 3.2.2 反硝化菌检测结果45-47
• 3.2.3 反硫化菌检测结果47-48
• 3.3 不同污水处理工艺微生物多样性分析结果48-53
• 3.3.1 细菌组总DNA提取和PCR扩增结果48-51
• 3.3.2 变性梯度凝胶电泳(DGGE)微生物多样性分析结果51-53
• 3.4 不同污水处理工艺对比分析53-57
• 3.4.1 群落结构分析53-54
• 3.4.2 群落演替规律54-57
• 4 结论与建议57-59
• 4.1 结论57-58
• 4.2 建议58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63

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