论文部分内容阅读
本研究利用附积床同时硝化反硝化(SND)反应器，在HRT、温度、进水水质、污泥回流比等因素完全相同的情况下，分别考察了DO=1.0～2.0mg/L、DO=2.0～3.0mg/L、DO=3.0～4.0mg/L三种溶解氧浓度下系统中有机物去除效率及同时硝化反硝化脱氮效率，运用FISH、硝化功能基因aomA和限制性内切酶片段长度多态性技术(RFLP)等分子生物学工具，研究了不同DO浓度下硝化菌群的数量性状、种类组成及群落结构，并利用反硝化功能基因nirS和RFLP技术研究了不同DO浓度下反硝化菌群的群落结构及多样性。主要研究成果归纳如下: (1)不同DO浓度下，附积床反应器均具有较高的COD去除能力，且基本不受温度的影响。NH4+-N去除效率随着DO浓度的提高而提升明显，DO浓度越高，系统NH4+-N去除效率受冲击负荷的影响越小。DO浓度为2.0～3.0mg/L时系统TN去除效率最高，且系统的反硝化作用受温度影响明显，在温度适宜的范围内，温度越高，系统反硝化效率越高。 (2)对系统生物膜上和悬浮液中微生物菌群进行FISH分析发现，随着DO浓度的升高，硝化菌群的数量逐渐增多，且生物膜上AOB、NOB菌群受DO浓度的影响高于悬浮液中，但DO浓度对NOB菌群的影响大于对AOB菌群的影响。生物膜上的NOB菌群数量多于悬浮液中。本工艺中硝化菌在填料上的菌量均大于悬浮液中的菌量，说明在填料生物膜中的微生物活性要明显高于在悬浮液中的微生物活性。NH4+-N平均去除效率与硝化细菌的数量有关，数量越多氨氮去除效率越高。 (3)利用针对AOB菌群功能基因amoA的RFLP技术研究AOB菌群种类组成及多样性发现，不同DO浓度下反应器生物膜上AOB菌群多样性丰富，DO对AOB菌群的多样性影响较小。但是，DO对AOB的菌群结构和种类组成产生了较大的影响，在三组反应器中，均存在N.oligotropha cluster，且为优势菌群，在低浓度DO条件下，还存在N.communis cluster和unknown Nitrosomonascluster。 (4)利用反硝化细菌功能基因nirS和RFLP技术研究DO=1.0～2.0mg/L和2.0～3.0mg/L反应器中反硝化菌群的种类及多样性变化发现，DO=1.0～2.0mg/L时反硝化菌群的多样性更丰富，但DO为2.0～3.0mg/L时物种较为均匀，反硝化细菌群落结构能更好地适应DO为2.0～3.0mg/L的环境。不同DO条件下反硝化群落构成有较大的差异， DO对反硝化菌群有一定的筛选功能。 (5) DO=1.0～2.0mg/L和2.0～3.0mg/L反应器中变形菌门中均包括α-变形菌纲(α-Proteobaeteha)、β-变形菌纲(β-Proteobaeteha)和γ-变形菌纲(γ-Proteobaeteha)。β-Proteobaeteha占有绝对优势。 (6) DO=1.0～2.0mg/L和2.0～3.0mg/L反应器中发现了好氧反硝化菌群和兼性厌氧反硝化菌群，如专性好氧反硝化菌:固氮弓菌属(Azoarcus)，兼性厌氧反硝化菌:脱氮硫杆菌（Thiobacillus denitrificans）和盐单胞菌（Halomonas），异氧反硝化菌:施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri。系统中形成的好氧-厌氧-缺氧的微环境使得厌氧反硝化菌、兼性厌氧反硝化菌和好氧反硝化菌存在的系统得以形成，并在系统中共同发挥作用，实现同步硝化反硝化。