自養(yǎng)脫硫反硝化反應(yīng)器微生物群落動態(tài)及功能菌群分析.pdf

1、采用PCR-SSCP技術(shù)對一體式同步脫硫反硝化反應(yīng)器和分段式同步脫硫反硝化反應(yīng)器中的微生物群落結(jié)構(gòu)和動態(tài)進行了分析和監(jiān)測,并對圖譜中主要條帶進行克隆、測序分析。同時,還應(yīng)用PCR-DGGE對2個反應(yīng)器中的自養(yǎng)反硝化功能菌進行了多樣性和對比分析。通過對一體式同步脫硫反硝化反應(yīng)器啟動期群落SSCP條帶回收測序,共得到23條序列,分布于4個門,各門所占比例為：Chloroflexi 13.04%,Bacteroidetes 26.07%,Pr

2、oteobacteria 52.17% ,Firmicutes 8.70%。從反應(yīng)器運行到第22天,出現(xiàn)了Dysgonomonas sp.,該菌與硫酸鹽還原菌(SRB)爭奪有機底物乳酸鹽,導(dǎo)致SRB在數(shù)量或活性上有所降低,硫酸鹽的去除率由92%下降到76%；在反應(yīng)器運行第47天,出現(xiàn)了Sulfurospirillum sp.,它可以明顯抑制硫酸鹽的代謝。在一體式同步脫硫反硝化反應(yīng)器中,發(fā)現(xiàn)了兩種自養(yǎng)反硝化脫硫菌,分別是Pseudomon

3、as sp.和Paracoccus sp.。這兩類細菌在反應(yīng)器中起到同步脫氮和脫硫的功能,是反應(yīng)器中最重要的功能菌群,它們在厭氧條件下,以硫化物為電子供體將硝酸鹽還原為氧化亞氮或氮氣。分段式同步脫硫反硝化反應(yīng)器的活性污泥SSCP圖譜分析表明,微生物群落結(jié)構(gòu)優(yōu)于一體式反應(yīng)器,對部分SSCP條帶測序,共得到25條序列,分布于4個門,各門所占比例為：Proteobacteria,52.0%；Bacteroidetes,24.0%；Firmic

4、utes,12.0%；Chloroflexi,12.0%。自反應(yīng)器啟動到第22天,Desulfomicrobium sp.一直是優(yōu)勢類群,并且隨著反應(yīng)器的運行有逐漸增強的趨勢。Sulfurovum sp.在群落中也一直保持著優(yōu)勢地位。反應(yīng)器運行的第23天到第32天,Desulfomicrobium sp.、Thauera sp.和Sulfurovum sp.繼續(xù)富集并逐漸穩(wěn)定, Tannerella sp和Anaerophaga sp消

5、失。在反應(yīng)器啟動并穩(wěn)定運行的整個過程中,Desulfomicrobium sp.、Thauera sp.、Sulfurovum sp.、Acetivibrio sp.和Anaerolinea sp.一直存在。反應(yīng)器中存在兩種反硝化菌Pseudomonas sp.和Azoarcus sp.。Pseudomonas sp.能夠在厭氧條件下將硝酸鹽還原成氧化亞氮和氮氣,是分段式同步脫硫反硝化反應(yīng)器中的功能菌。對分段式和一體式同步脫硫反硝化反應(yīng)

6、器中微生物群落結(jié)構(gòu)進行比較可見,一體式反應(yīng)器的群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度遠高于分段式群落,分析認為分段式反應(yīng)器只涉及硫化物氧化一個脫硫過程,所以微生物群落的復(fù)雜程度不如一體式。在一體式反應(yīng)器中,由于產(chǎn)酸菌和SRB之間存在明顯的競爭關(guān)系,導(dǎo)致SRB的活性和數(shù)量逐漸下降,進而致使自養(yǎng)反硝化脫硫菌逐漸減少,反應(yīng)器處理效率下降。本研究對PCR-SSCP技術(shù)進行了優(yōu)化,以更快更好地用于同步脫硫反硝化體系的微生物群落分析和功能微生物監(jiān)測過程。優(yōu)化后的條件為：