污水處理系統(tǒng)中噬菌體和細(xì)菌群落特征與污泥沉降性的相關(guān)性研究.pdf

1、噬菌體是能夠侵染裂解細(xì)菌的一類微生物，其在城市污水處理系統(tǒng)中的豐度相當(dāng)高于細(xì)菌的豐度，因此對(duì)細(xì)菌群落乃至污水處理系統(tǒng)的功能肯定會(huì)有一定的調(diào)控作用。然而有關(guān)噬菌體在污水處理系統(tǒng)中的分布、功能以及與細(xì)菌群落之間的關(guān)系研究甚少。本研究以新鄉(xiāng)市兩個(gè)大型污水處理廠作為研究對(duì)象，采集污泥膨脹和非膨脹時(shí)期的（5月份和10月份）污泥樣品，通過(guò)熒光染色技術(shù)、細(xì)菌高通量測(cè)序技術(shù)、噬菌體分級(jí)分離和宏基因組測(cè)序技術(shù)等手段對(duì)系統(tǒng)膨脹與非膨脹時(shí)期污泥與噬菌體和細(xì)菌

2、的群落關(guān)系進(jìn)行了研究，獲得如下創(chuàng)新性成果:
　　(1)對(duì)污泥理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)活性污泥在5月份污泥處于膨脹狀態(tài)，在10月份污泥處于不膨脹狀態(tài);在兩個(gè)時(shí)期，細(xì)菌和噬菌體的豐度數(shù)量級(jí)都達(dá)到了108個(gè)/mL，污泥膨脹時(shí)細(xì)菌的豐度都顯著高于污泥非膨脹時(shí)，而噬菌體的豐度是在污泥非膨脹時(shí)顯著高于污泥膨脹時(shí)期。在污泥膨脹時(shí)期，細(xì)菌的豐度顯著高于噬菌體的豐度，在污泥非膨脹時(shí)期，噬菌體的豐度顯著高于細(xì)菌的。方差分析表明，污泥膨脹與污泥不膨脹時(shí)期

3、，在0.05水平上，細(xì)菌豐度之間存在著顯著差異性，噬菌體豐度之間無(wú)顯著差異。相關(guān)性分析表明，噬菌體豐度和細(xì)菌豐度之間呈顯著相關(guān);噬菌體豐度和SS，TP，SV，MLSS之間呈顯著的相關(guān)性，細(xì)菌的豐度同TN之間也呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性。污水處理工藝同SVI，MLSS之間也呈顯著的相關(guān)性。
　　(2)細(xì)菌群落的高通量測(cè)序結(jié)果表明:在污泥膨脹和污泥非膨脹時(shí)期活性污泥中細(xì)菌類群和群落結(jié)構(gòu)差異很大;在5月份污泥膨脹時(shí)細(xì)菌豐度較高的絲狀菌屬包括Can

4、didatus Microthrix，Gordonia，Haliscomenobacter。在10月份污泥非膨脹時(shí)細(xì)菌豐度較高的屬是Hyphomicrob ium， Pseudomonas， Thauera， Streptococcus，Corynebacterium，Methyloversatilis。PCA和進(jìn)化樹(shù)的分析結(jié)果顯示，污泥膨脹時(shí)期和污泥非膨脹時(shí)期的三個(gè)污水樣品分別聚到一塊，說(shuō)明污泥膨脹時(shí)期的三個(gè)污水樣品之間和污泥非膨脹時(shí)

5、期的三個(gè)樣品之間所包含的細(xì)菌物種差異較大。
　　(3)噬菌體宏基因組研究結(jié)果表明，在污泥膨脹時(shí)期和污泥非膨脹時(shí)期噬菌體組成明顯不同，但兩個(gè)時(shí)期豐度比例最大的都是有尾噬菌體科。在屬的水平上，5月份污泥膨脹豐度較高的病毒屬有P22likevirus，Hpunalikevirus，Lambdalikevirus，N4likevirus，Betabaculovirus，Bcep78likevirus。在10月份污泥非膨脹時(shí)豐度較高的病毒屬