印染廢水處理系統(tǒng)構(gòu)建調(diào)度過(guò)程中微生物群落進(jìn)化研究.pdf

1、工業(yè)廢水生物處理系統(tǒng)在構(gòu)建的過(guò)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(yīng)新的廢水環(huán)境過(guò)程中可能發(fā)生巨大變化，這種變化有時(shí)會(huì)導(dǎo)致新系統(tǒng)構(gòu)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(gòu)建過(guò)程中以及系統(tǒng)之后的運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)化規(guī)律將有助于廢水處理工程的構(gòu)建操作和調(diào)試運(yùn)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(jìn)化過(guò)程的追蹤研究還鮮有報(bào)道。本研究在追蹤檢測(cè)日處理量為1000噸的印染廢水生

2、物處理系統(tǒng)在構(gòu)建和3個(gè)多月的調(diào)試運(yùn)行效果的基礎(chǔ)上，利用PC-DGGE和T-RFLP兩種分子生物學(xué)方法研究了包括細(xì)菌、真菌和古菌在內(nèi)的三大域微生物的群落進(jìn)化過(guò)程。
　　具體研究成果包括如下幾個(gè)方面：
　　(1)印染廢水生物處理系統(tǒng)包括兩級(jí)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(jīng)過(guò)3個(gè)多月調(diào)試過(guò)程中的連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，COD和色度的總?cè)コ史謩e高達(dá)85％和84.9％。培養(yǎng)和定量PCR對(duì)微生物計(jì)數(shù)的結(jié)果表

3、明，細(xì)菌是這所有的處理單元中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群，真菌數(shù)量次之，古菌最少；隨著系統(tǒng)運(yùn)行，真菌數(shù)量逐漸減少，古菌的數(shù)量明顯增加，特別是二級(jí)生化處理系統(tǒng)中，在運(yùn)行3個(gè)月末，古菌的數(shù)量超過(guò)細(xì)菌成為明顯的優(yōu)勢(shì)菌群，古菌占細(xì)菌的比率為1:0.58。
　　(2)利用PCR-DGGE的方法對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建和調(diào)試運(yùn)行中的微生物群落進(jìn)行追蹤研究，結(jié)果表明，系統(tǒng)中細(xì)菌的多樣性明顯高于古菌和真菌；從種污泥到系統(tǒng)構(gòu)建成功，細(xì)菌和真菌在系統(tǒng)中的持留率接近(細(xì)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(qū)動(dòng)著各類群的微生物種群結(jié)構(gòu)在整個(gè)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中一直發(fā)生著變化，其中，細(xì)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(jí)生化處理單元接收一級(jí)生化池處理之后的廢水，其組分波動(dòng)相對(duì)較小，因此其中的微生物群落穩(wěn)定性明顯高于一級(jí)處理單元。DGGE條帶切膠測(cè)序的結(jié)果表明，系統(tǒng)中的細(xì)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(gè)綱中；真菌主要分布在壺菌綱(Chytridiomycetes)和結(jié)合綱

6、(Zygomycota)；古菌主要分布在廣古菌門(Euryarchaeota)其中大部分是產(chǎn)甲烷菌(Methanogen)，和泉古菌門(Crenarchaeota)。
　　(3)利用另外一種分子生物學(xué)方法T-RFLP法對(duì)該系統(tǒng)中的微生物群落進(jìn)化過(guò)程進(jìn)行追蹤研究，所得結(jié)果和DGGE的結(jié)果相似，其中主要的優(yōu)勢(shì)細(xì)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(shì)真菌是壺菌綱(Chytridiomycetes)，其中Blastocladiales sp。占2.30％-3.12％；主要的優(yōu)勢(shì)古菌是廣古菌門(Euryarchaeota)中的產(chǎn)甲烷(Methanogen)。
　　(4)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程以及3個(gè)多月的調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)化過(guò)程的追蹤研究發(fā)現(xiàn)，盡管微生物群落發(fā)生了很大變化，但系統(tǒng)的運(yùn)行效率沒(méi)有明顯的變化，古菌和真菌的多樣性和種群穩(wěn)定性明顯