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不同污水处理工艺微生物生长特性比较研究

作　者: 马美玲
导　师: 刘永军
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境工程
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
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
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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