復(fù)合型人工濕地內(nèi)厭氧氨氧化菌相關(guān)研究及富集培養(yǎng).pdf

1、我國的水污染形勢依然嚴(yán)峻，污染主要來源于農(nóng)業(yè)與生活兩個方面，其中難于處理的主要為小城鎮(zhèn)與面源污染。相比于傳統(tǒng)污水處理工藝，人工濕地污水處理技術(shù)具有運行成本低、管理簡單等優(yōu)點，在控制小城鎮(zhèn)水污染與面源污染方面得到廣泛的應(yīng)用與關(guān)注。厭氧氨氧化在不消耗或消耗少量有機(jī)碳源的情況下能同時去除NH4+-N和NO2--N，被視為最有前景的污水處理技術(shù)。本研究以九龍坡區(qū)白市驛鎮(zhèn)花卉園清河片區(qū)人工濕地污水處理廠為研究對象，利用穩(wěn)定同位素活性示蹤實驗對該濕

2、地內(nèi)冬夏兩季厭氧氨氧化菌的生物脫氮貢獻(xiàn)率進(jìn)行測定，利用高通量測序技術(shù)對冬夏兩季濕地內(nèi)微生物進(jìn)行分析。在以NaHCO3-C和CH3COONa-C分別為碳源的兩種條件下對復(fù)合型人工濕地內(nèi)厭氧氨氧化菌富集培養(yǎng)，對培養(yǎng)過程中各種數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，對比研究兩種不同條件下厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)過程及結(jié)果。
　　①利用15N同位素標(biāo)記實驗測試側(cè)向潛流濕地內(nèi)厭氧氨氧化菌生物脫氮貢獻(xiàn)率實驗表明，當(dāng)?shù)次廴疚镏饕獮镹H4+-N和NO2--N時，冬季厭氧氨

3、氧化生物脫氮貢獻(xiàn)率在2.78％左右，夏季厭氧氨氧化生物脫氮貢獻(xiàn)率在29.38%左右，夏季厭氧氨氧化反應(yīng)生物脫氮貢獻(xiàn)率明顯高于冬季，同時所有實驗發(fā)現(xiàn)氣體中氮元素生成量與水樣中氮元素減少量存在約10%的差值。
　　②側(cè)向潛流濕地內(nèi)的微生物菌群結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，取樣時間為冬季時，厭氧氨氧化菌屬僅檢出一種，即Candidatus Brocadia，并且其占檢出細(xì)菌總量的比例為0.05%，其它厭氧氨氧化菌屬并未檢出。取樣時間為夏季時，厭氧氨

4、氧化菌屬檢測到兩種，即Candidatus Anammoxoglobus以及Candidatus Brocadia，其相對含量分別為0.13%和0.21%。冬夏兩季脫氮相關(guān)細(xì)菌種類基本一致，僅有個別不同，但各細(xì)菌相對含量有一定差異，其中冬夏兩季與氮循環(huán)相關(guān)的細(xì)菌從多到少依次均為反硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌、厭氧氨氧化菌。冬季厭氧氨氧化細(xì)菌占與氮循環(huán)相關(guān)的細(xì)菌比例為0.31%，其中含量最高的為反硝化細(xì)菌，異養(yǎng)反硝化與自養(yǎng)反硝化細(xì)菌之和

5、占氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌的比例高達(dá)86.31%。夏季厭氧氨氧化細(xì)菌占與氮循環(huán)相關(guān)的細(xì)菌比例為1.55%，異養(yǎng)反硝化與自養(yǎng)反硝化細(xì)菌之和占氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌的比例為81.22%。夏季厭氧氨氧化與硝化細(xì)菌的相對含量明顯高于冬季。濕地內(nèi)厭氧氨氧化菌相對于反硝化細(xì)菌具有更高活性。
　?、墼谝訬aHCO3-C為碳源的無機(jī)條件下，以復(fù)合型人工濕地內(nèi)樣品為接種物進(jìn)行富集培養(yǎng)時，當(dāng)富集培養(yǎng)至360天時，富集培養(yǎng)物呈明顯的紅色，污泥顆粒具有良好的沉降性能，表現(xiàn)

6、出良好的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)體特點。厭氧氨氧化啟動成功的時間為富集培養(yǎng)開始后的第184天，并且最終系統(tǒng)具有明顯的厭氧氨氧化現(xiàn)象，NH4+-N去除率達(dá)60%以上，NO2--N去除率達(dá)95%以上。富集培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)厭氧氨氧化反應(yīng)啟動成功后，△NO2--N/△NH4+-N平均值為1.59±0.11，△NO3--N/△NH4+-N的平均值為0.23±0.05。
　　④在以CH3COONa-C為碳源的有機(jī)條件下，以復(fù)合型人工濕地內(nèi)樣品為接種物進(jìn)

7、行富集培養(yǎng)時，通過360天的富集培養(yǎng)，富集培養(yǎng)物表現(xiàn)出一定厭氧氨氧化菌富集培養(yǎng)體的紅色、含有大量粘稠狀胞外聚合物、具有優(yōu)良沉降性等特點，從第75天到295天，NH4+-N去除負(fù)荷和去除率均逐步增高，NH4+-N的去除率最高達(dá)到33.79%，但在整個實驗過程中去除效果始終不穩(wěn)定。第295天后，降低NO2--N和NH4+-N進(jìn)水濃度后，△NH4+-N/△NO2--N明顯降低。同時實驗后期COD和NO2--N、NO3--N的代謝表明經(jīng)過富集培