MBR和GSBR中微生物群落生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、本研究將傳統(tǒng)污水污泥監(jiān)測手段與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng).變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)、實(shí)時(shí)定量PCR和熒光原位雜交(FISH)等分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合,重點(diǎn)以膜生物反應(yīng)器(MBR)和顆粒污泥序批式反應(yīng)器(GSBR)內(nèi)污泥微生物為主要研究對(duì)象,系統(tǒng)地對(duì)其污染物去除特征、整體微生物群落結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律、氨氧化菌群的演變規(guī)律與定量分析及顆粒污泥中幾種重要功能菌群空間分布規(guī)律等方面進(jìn)行了較為深入的研究,具體成果如下:
　　 1)在MBR啟動(dòng)初

2、期,污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)變化較大:試驗(yàn)過程中,Pseudomonas和Aeromonas hydrophila等種群保持著較為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)地位,接種污泥中的Bacillus sp等逐漸消亡,而Enterococcus faecalis、Comamonas sp、Fusobacterium sp等次級(jí)種群得到強(qiáng)化。在運(yùn)行后期演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)地位的菌群(如Comamonas sp)加劇了膜污染物的產(chǎn)生和積累;膜污染物中EPS濃度約是反應(yīng)器污泥中的4

3、倍,主要由分子量在12000以上的大分子物質(zhì)組成,多糖和蛋白質(zhì)類物質(zhì)是主要的膜污染物;
　　 2)MBR運(yùn)行期間氨氧化菌(AOB)群落結(jié)構(gòu)的演替過程較為緩慢,Comamonas sp、Uncultured Nitrosomonas sp、Uncuitured Nitrosospira sp和Uncultured beta Proteobacteriumclone nsc162等種群一直保持著較為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)地位;實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果

4、表明,氨氧化菌含量在經(jīng)過馴化期后顯著增長。但污泥的氨氧化活性隨著污泥濃度的增長而降低;
　　 3)GSBR中污泥沉降性能的改善要先于顆粒污泥的形成,而污泥粒徑的演變對(duì)其沉降性能影響較小。在顆粒形成初期絲狀菌和桿狀菌起到了搭建骨架和支撐結(jié)構(gòu)的作用,而在后期大粒徑污泥中主要以球狀菌的填充和聚集為主。顆粒污泥形成過程中微生物群落結(jié)構(gòu)演變較為平緩;顆粒污泥中絕大多數(shù)種群分布于Proteobacteria綱,其中聚磷菌(PAO)所占優(yōu)勢(shì)地

5、位較明顯,硝化螺旋菌屬和具有好氧反硝化功能的Thauera逐漸演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)種群,擬桿菌綱在前期占有優(yōu)勢(shì)地位,而在后期逐漸消亡;
　　 4)GSBR中污泥接種馴化期,氨氧化菌群結(jié)構(gòu)的變化較為劇烈,種群多樣性迅速下降;但隨著污泥沉降的改善而趨于穩(wěn)定。在顆粒污泥形成過程中大多數(shù)亞硝化單胞菌屬被保留在系統(tǒng)內(nèi),而亞硝化螺菌屬逐漸被淘汰。在經(jīng)歷了運(yùn)行初期的淘洗后,AOB含量隨著污泥濃度的提高而逐漸增長;但污泥的氨氧化活性隨著污泥濃度的增長而降