含盐有机废水生物处理系统微生物群落结构研究

论文摘要

随着水资源的短缺,人类越来越重视废水的处理及回收利用。生物处理因其具有经济、高效、应用范围广和适应性强等特点,从而成为处理各类废水最常用的方法之一。高盐度废水是指含盐量1%以上的废水,其来源广泛、成分复杂。废水中盐度超过1%,就会破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶,从而对微生物产生毒害作用,导致常规生化法对高盐废水的处理效果不佳。微生物在盐环境中经过驯化,通过调节自身的新陈代谢,可以适应一定盐度的生存环境。本论文分析了某肠衣厂二段A/O膜法对高盐度有机废水的去除效果,运用常规微生物计数、显微镜镜检及分子生物学技术对生物膜微生物多样性及群落结构进行分析,并对处理系统生物膜微生物进行了高效降解耐盐菌的筛选及其降解性能研究。主要研究结论如下:（1）处理系统中的废水盐度在1.9%～4.5%之间波动,在这样的高盐环境下,处理系统对COD的平均去除率高达96.2%,氨氮平均去除率达到90.2%,总氮去除效果为59.3%。表明二段A/O膜法对污染物的去除效果比较理想,说明经过长期稳定运行,系统中已经驯化出一批能够耐高盐的功能微生物群落。（2）对反应池中生物膜显微镜镜检结果表明,由于系统每个池子的溶解氧和营养状况不同,导致池内生物膜上的微生物群落结构也各不相同。总的来说,好氧池相比缺氧池微生物的种类更丰富一些,出现最多的就是线虫、湖累（等）枝虫及线蚓。二段好氧池的生物膜上出现了大量的线蚓,其并不随着季节的变换而消失,其大量出现可能与系统的污泥量少有密切关系,这是一个值得关注的现象。（3）从微生物计数结果可知,生物膜上的异养细菌占优势,数量上高于其他功能细菌4～6个数量级,其中一段缺氧池和一段好氧池生物膜上的异养细菌数量最多,高达1010～1012cfu/gDW。生物膜上的硝化菌和反硝化菌数量也较多,数量级在106～107cfu/gDW之间。硝化细菌的耐盐性比较好,加上经过长期驯化,因此,即使在高盐度废水中,硝化菌的数量也比较多,也保证了硝化作用的顺利进行。冬季这些细菌的数量会有所下降,但由于系统周期比较长,因此处理效果几乎没有受到影响。（4）通过对生物膜样品的分离培养、生长速率测定、絮凝性分析以及降解废水实验,最终筛选出7株高效降解耐盐菌。经鉴定,其中有3株属于盐单胞菌属,其他与海洋中分离出来的细菌有较高相似性。这些菌不仅耐盐范围广,而且降解废水能力强,因此,对于高盐废水处理,他们有可能成为潜在的理想接种菌株。（5）通过对反应池内生物膜微生物群落结构的多样性及相似性分析得出:每个时期的一段缺氧池和一段好氧池微生物多样性都比较高,其次是二段好氧池,二段缺氧池最低。好氧池内微生物多样性普遍高于对应的厌氧池,冬季1月份微生物多样性最低。各池微生物的多样性和相似性结构表明,运行工况条件对系统微生物群落结构的影响较大。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.研究意义
• 2.国内外研究现状
• 2.1 含盐废水的物化处理
• 2.2 含盐废水的生化处理
• 2.3 嗜盐菌的研究
• 2.4 分子生物学技术在微生物领域中的应用
• 3.本文研究内容及技术路线
• 3.1 上海某肠衣厂污水处理站处理工艺简介
• 3.2 本文研究内容
• 3.3 本文技术路线
• 第二章 二段A/O膜法对高盐度有机废水污染物研究
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 3.结果与讨论
• 3.1 处理系统进出水盐度变化分析
• 3.2 二段A/O膜法对高盐度废水COD的去除效果研究
• 3.3 二段A/O膜法对总氮的去除效果研究
• 3.4 二段A/O膜法对氨氮的去除效果研究
• 3.5 二段A/O膜法对硝氮的去除效果研究
• 3.6 二段A/O膜法对亚硝氮的去除效果研究
• 3.7 二段A/O膜法对总磷的去除效果研究
• 4.小结
• 第三章 含盐废水处理系统中生物膜的微生物生态学分析
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 3.结果与讨论
• 3.1 镜检结果
• 3.2 功能微生物计数结果与讨论
• 4.小结
• 第四章 高效降解耐盐菌的筛选及其降解废水研究
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.3 主要实验仪器及试剂
• 3.结果与讨论
• 3.1 菌种筛选结果
• 3.2 筛选得到的耐盐菌的降解废水结果分析
• 3.3 高效降解耐盐菌的分子鉴定结果
• 4.小结
• 第五章 高盐废水处理系统生物膜的微生物群落结构分析
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 2.1 实验样品
• 2.2 主要试剂
• 2.3 主要实验仪器
• 2.4 实验方法
• 3.结果与讨论
• 3.1 样品基因组DNA的提取
• 3.2 基因组DNA的PCR扩增
• 3.3 处理系统生物膜微生物的群落结构PCR-SSCP分析
• 4.小结
• 第六章 结论与不足
• 参考文献
• 附录
• 致谢