论文部分内容阅读
本研究采用实际畜禽养殖废水作为处理对象,结合废水水质特点,讨论了不同温度条件对自主研发的序批式生物膜反应器(Sequencing Batch Biofilm Reactor, SBBR)脱氮能力的影响。同时,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, PCR-DGGE)分子生物学技术,拍摄记录了16SrRNA基因以及硝化菌和反硝化菌功能基因(nxrA和nirK)的指纹图谱,揭示了菌群结构变化演替规律。将DNA测序技术获得的相关遗传信息与美国国立生物技术信息中心(NCBI)基因库比对,对样品生物膜上的菌群结构以及所测细菌的种属进行鉴定和讨论,从而对SBBR生物膜中的细菌群落结构得到一个比较全面、客观的认识,对反应器存在的脱氮途径有着更加确定的推断。研究结果表明：(1)3h曝气-1h停曝-3h曝气-1h停曝的运行方式能使SBBR在34℃、29℃、24℃条件下对畜禽养殖废水有着高效的净化效率,CODCr出水浓度<120mg/L,去除率>92%; NH4+-N出水浓度<15mg/L,去除率>80%。二者的容积负荷分别>1.1kg·m-3·d-1、>0.07kg·m-3·d-1,属于强化工艺范畴。(2)34℃、29℃、24℃条件下,SBBR均存在同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化三种脱氮途径。在34℃、29℃时,单个周期内NO2-积累率高于24℃,短程硝化状态超过4h,短程硝化反硝化作用明显。(3)将16S rRNA,NxrA,Nirk基因作为靶标,分类讨论了不同温度下相应细菌菌群结构的变化。通过割胶、测序、NCBI比对初步确定了SBBR中的优势菌种有Proteobacterium、 Pseudomonas sp、Nitrobacter sp.、Planctomycetes以及大多数具有相应功能的非培养细菌。从分子生物学角度证实了厌氧氨氧化菌在SBBR对废水脱氮处理过程中发挥的重要作用。(4)单变量方差分析结果表明34℃、29℃、24℃下细菌群落结构之间均有着显著的差异。温度作为微生物生长必须的环境因素之一深刻地影响着各种类型细菌的生长繁殖。除NOB随水温降低而多样性升高外,绝大多数细菌都适宜29℃或者更高的34℃。综合考虑,29℃为SBBR最佳运行温度。