厭氧氨氧化微生物的培養(yǎng)、鑒定及其基質分解特性的研究.pdf

1、厭氧氨氧化技術是一種新型生物脫氮技術，厭氧氨氧化反應是在厭氧條件下，以NO2-為電子受體，氧化氨，產物為氮氣。本文在總結前人研究成果的基礎上，進行了系統(tǒng)、深入的研究。采用CSTR反應器對不同種泥進行了厭氧氨氧化微生物馴化和富集培養(yǎng)，考察了不同影響因素對厭氧氨氧化基質分解活性的影響，對培養(yǎng)馴化過程中菌群DNA多態(tài)性變化進行了研究。在此基礎上對選擇出的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物進行傳統(tǒng)培養(yǎng)和分子生物學鑒定，確定其優(yōu)勢菌為一種尚未報道過的厭氧氨氧化

2、微生物，并對其在有機碳源條件下的代謝方式進行了研究。 對取自城市污水處理廠的好氧污泥、缺氧污泥和厭氧污泥首先進行硝化細菌、反硝化細菌和葡萄糖降解菌的初步富集培養(yǎng)，再轉為厭氧氨氧化培養(yǎng)，結果顯示三種不同種泥經(jīng)過一段時間的厭氧氨氧化培養(yǎng)均得到了具有厭氧氨氧化活性的富集培養(yǎng)物。對三種不同種泥啟動厭氧氨氧化反應的時間進行比較，其中以硝化污泥為種泥，所需的啟動時間最短，在硝化培養(yǎng)轉化為厭氧氨氧化培養(yǎng)的40d時，已經(jīng)具有了相當?shù)膮捬醢毖趸?/p>

3、活性。 考察了不同影響因素對厭氧氨氧化基質分解活性的影響，主要包括溫度、pH、不同電子受體及無機碳源濃度。得出厭氧氨氧化反應在pH為7～8、溫度為30℃～35℃、無機碳源濃度為500mg/L(KHCO3)時具有較高的厭氧氨氧化活性。不同電子受體研究顯示培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物以NO2-為電子受體進行厭氧氨氧化反應，不能利用NO3-作為直接電子受體進行厭氧氨氧化反應。對三種不同種泥來源的厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物對比研究顯示這些

4、影響因素對三種厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的基質分解活性具有基本相同的影響。 采用RAPD-PCR技術對厭氧氨氧化富集培養(yǎng)過程中的微生物DNA遺傳多樣性的變化進行了研究。對比三種不同的種泥來源，從遺傳的同源性來分析，硝化污泥中的微生物菌群與厭氧氨氧化微生物菌群的遺傳同源性最高，是啟動厭氧氨厭氧反應的適宜種泥。對以硝化污泥為種泥厭氧氨氧化培養(yǎng)馴化的不同階段進行了基因多態(tài)性分析，結果顯示，取自污水處理廠的污泥在培養(yǎng)初期(1個月左右)，微生

5、物群體聚為一個群系；在轉為厭氧氨氧化培養(yǎng)后，微生物群體間的相似性較轉化前有所提高，經(jīng)過長時間的厭氧氨氧化培養(yǎng)，系統(tǒng)穩(wěn)定后，微生物自成一個群系，但與轉化為厭氧氨氧化培養(yǎng)初期的微生物聚為一大群系，說明了硝化污泥的微生物與厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的微生物具有一定的同源性。 采用傳統(tǒng)分離方法和分子生物學手段兩種方法對厭氧氨氧化微生物進行了分離和鑒定。對傳統(tǒng)的分離方法進行了改進，培養(yǎng)得到了三種微生物，這三種微生物均沒能驗證其厭氧氨氧化活性，

6、原因有待進一步研究。對以硝化污泥為種泥培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化培養(yǎng)物的優(yōu)勢菌進行分子生物學鑒定，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示與已報道的厭氧氨氧化微生物同屬于浮游霉菌目，但相關性低于70％，為一種尚未報道過的新的厭氧氨氧化微生物。 分別以甲醇、乙酸鹽、丙酸鹽和葡萄糖為碳源，研究了在不同有機碳源條件下厭氧氨氧化富集培養(yǎng)物的代謝途徑。甲醇完全抑制了厭氧氨氧化活性；乙酸鹽和丙酸鹽對NO2-的降解有促進作用；低濃度葡萄糖糖條件下對厭氧氨氧化反應沒有影響