不同污水處理工藝微生物生長特性比較研究

【摘要】： 為了研究生物造粒流化床污水處理反應器、A~2/O污水處理工藝和DE型氧化溝污水處理工藝中的微生物特性,分別從生物造粒流化床10cm、60cm、120cm處、A~2/O和DE型氧化溝好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)取樣,運用傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)方法,檢測其中的細菌總數(shù)、反硝化細菌和反硫化細菌。同時,應用分子生物學方法對不同污水處理工藝中的微生物特性進行比較研究,結(jié)果顯示: 細菌培養(yǎng)結(jié)果顯示,生物造粒流化床10cm處好氧菌的分布數(shù)是A~2/O污水處理工藝好氧區(qū)的2倍,是DE型氧化溝污水處理工藝好氧區(qū)的5倍,生物造粒流化床60cm、120cm處反硝化菌總數(shù)與A~2/O和DE型氧化溝工藝的缺氧區(qū)的反硝化菌總數(shù)相當,而反硫化菌的總數(shù)間于A~2/O工藝和DE型氧化溝工藝缺氧區(qū)和厭氧區(qū)之間。 通過細胞裂解直接提取顆粒污泥細菌基因組DNA,以真細菌和古細菌16SrRNA基因通用引物530F/1490R,對顆粒污泥中提取的細菌基因組DNA進行PCR擴增,長約1kb的PCR擴增產(chǎn)物純化后經(jīng)變性梯度凝膠電泳(DGGE)分離,獲得微生物群落的DNA特征指紋圖譜。PCR-DGGE指紋圖譜分析表明,A~2/O工藝好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)微生物群落的優(yōu)勢種屬分別為19種、18種、15種;DE氧化溝工藝好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)微生物群落的優(yōu)勢種屬分別為12種、16種、14種;與之相比,生物造流化床反應柱中的微生物群落相對較為豐富,在10cm處微生物的優(yōu)勢種屬達到23種,60cm處為21種,120cm處為20種,這說明生物造粒流化床反應器的微環(huán)境適宜多種微生物生長繁殖。 微生物群落結(jié)構(gòu)及演替規(guī)律分析結(jié)果表明,A~2/O工藝中好氧、缺氧、厭氧區(qū)的微生物群落相似性為71.4%;DE型氧化溝工藝中好氧、缺氧、厭氧區(qū)的微生物群落相似性為75.0%。生物造粒流化床上中下各斷面活性污泥中的微生物群落相似性高達83.1%,說明流化床反應柱中,群落演替不明顯,微生物群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。 用UPGMA聚類法分別對生物造粒流化床粒狀污泥、A~2/O、DE氧化溝工藝活性污泥微生物群落相似性進行分析,結(jié)果顯示:生物造粒流化床反應器與A~2/O工藝的微生物群落相似性為57.6%,與DE型氧化溝工藝的微生物群落相似性為45.3%。這說明生物造粒流化床反應器不同高度的微環(huán)境與A~2/O工藝以及DE工藝厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的微生物生長微環(huán)境有所差異。對不同污水處理工藝中特殊微生物種屬的鑒別有待于進一步的研究。 【關鍵詞】：生物造粒流化床反應器 A~2/O工藝 DE氧化溝工藝 微生物特性 細胞培養(yǎng) PCR-DGGE
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 國內(nèi)外污水處理的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2 不同污水處理工藝工藝特點及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 A~2/O工藝12
• 1.2.2 DE氧化溝工藝12-13
• 1.2.3 生物造粒流化床工藝13-14
• 1.3 污水處理工藝中微生物分析方法研究進展14-17
• 1.3.1 平板計數(shù)法及其應用14-15
• 1.3.2 多管發(fā)酵法(MPN)及其應用15-17
• 1.4 現(xiàn)代分子生物學方法17-24
• 1.4.1 PCR技術原理及其應用18-21
• 1.4.2 DGGE技術原理及其應用21-24
• 1.5 課題來源及研究內(nèi)容24-25
• 2 材料與方法25-39
• 2.1 污水處理工藝及裝置25-27
• 2.1.1 A~2/O工藝25
• 2.1.2 DE工藝25-26
• 2.1.3 生物造粒流化床污水處理裝置26-27
• 2.2 實驗材料27-30
• 2.2.1 實驗樣品及取樣條件27-28
• 2.2.2 化學及分子生物學試劑28-29
• 2.2.3 儀器設備29-30
• 2.3 實驗方法30-39
• 2.3.1 污水常規(guī)化學指標測定方法30
• 2.3.2 細菌分析方法30-34
• 2.3.3 微生物多樣性分析方法34-39
• 3 結(jié)果與討論39-57
• 3.1 不同污水處理工藝生化指標分析結(jié)果39-43
• 3.1.1 DO檢測結(jié)果39
• 3.1.2 COD檢測結(jié)果39-40
• 3.1.3 TP檢測結(jié)果40-41
• 3.1.4 TN檢測結(jié)果41-42
• 3.1.5 NH3-N檢測結(jié)果42
• 3.1.6 NO3-檢測結(jié)果42-43
• 3.2 不同污水處理工藝微生物檢測結(jié)果43-48
• 3.2.1 細菌總數(shù)檢測結(jié)果43-45
• 3.2.2 反硝化菌檢測結(jié)果45-47
• 3.2.3 反硫化菌檢測結(jié)果47-48
• 3.3 不同污水處理工藝微生物多樣性分析結(jié)果48-53
• 3.3.1 細菌組總DNA提取和PCR擴增結(jié)果48-51
• 3.3.2 變性梯度凝膠電泳(DGGE)微生物多樣性分析結(jié)果51-53
• 3.4 不同污水處理工藝對比分析53-57
• 3.4.1 群落結(jié)構(gòu)分析53-54
• 3.4.2 群落演替規(guī)律54-57
• 4 結(jié)論與建議57-59
• 4.1 結(jié)論57-58
• 4.2 建議58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63

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