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关键词：
Mg/Al双金属氧化物,砷酸根,等温吸附,动力学
发表时间：
2013-02-19 10:49:15
MBR和CAS工艺污泥在贫营养培养条件下的微生物群落结构研究
罗京良 | -> | 606| 0| 0.436604MB |MBR,CAS,16SrDNA,PCR-DGGE,微生物群落结构,克隆测序
摘要: 采用聚合酶链式-变性梯度凝胶电泳( PCR-DGGE) 技术，研究了膜生物反应器( MBR) 和传统活性污泥工艺( CAS) 反应器中微生物在贫营养条件下的总细菌群落结构． 结果表明，在培养过程中，污泥的微生物种群经历了一个比较明显的变化过程，且以CAS 污泥微生物种群的变化更为明显，演替过程中既有原始优势种群的消亡，又有新的优势种群的增强，故优势种群的功能地位处于动态变化中． 两种污泥的来源、工艺进水水质和运行条件的不同造成了活性污泥中菌群结构的差异． 两种污泥中主要存在的优势菌种大部分为未经培养菌种( uncultured bacterium) 、弓形杆菌属( Arcobacter) 、假单胞菌属( Pseudomonas) 、芽孢杆菌属( Bacillus) 、γ-变形菌纲( gamma proteobacterium) 细菌等，此外，亦存在一些病原性微生物，如Arcobacter 属、Serratia 属和Klebsiella 属等．
与传统活性污泥工艺( Conventional Activated Sludge，CAS ) 相比，膜生物反应器( Membrane Bioreactor，MBR) 的最大特点是能够利用膜的高效分离作用使微生物和大分子物质等全部截留在反应器内( 迟娟等， 2005) ． 但是，随着污泥停留时间的延长，MBR 中污泥浓度会不断升高，在水力停留时间不变的情况下，过高的污泥浓度会导致食料/微生物比( F /M) 下降，使一部分微生物处于一种营养相对贫乏的环境中． 当贫营养环境长期存在时，反应器中微生物的正常生长将无法维持，并且由于内源呼吸作用而不断自我消耗． 由于活性污泥微生物是污水处理的主体，因此，贫营养环境必然会对膜生物反应器的运行产生极大影响( 郝爱玲，2004) ，并对MBR 中降解性胞外聚合物( Extracellular Polymeric Substances，EPS ) 、溶解性微生物产物( Soluble Microbial Products，SMP) 和活性污泥微生物自身都会产生影响( 黄兴等，2009) ． 而应用CAS处理微污染水时，也容易使微生物处于贫营养环境． 在这种恶劣环境下，MBR 和CAS 污泥的微生物代谢产物组分具有一定的差异，并导致活性污泥对环境的适应能力不同( 周东东等， 2010) ．
应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳( PCR-DGGE) 方法对环境微生物进行研究，可以不经过培养，直接从环境样品中提取细菌的DNA 或RNA，进行PCR-DGGE． 利用这一技术所分析出的微生物群落结构及多样性可使人们能够快速、准确地鉴定出各种环境中的微生物个体，并进行复杂微生物群落结构演替规律、微生物种群动态性、重要基因定位、表达的评价及鉴定分析( van Dijk et al． ，1997) ． 研究人员应用PCR-DGGE 方法进行研究时发现，在MBR 培养驯化至正常运行全过程中，总细菌群落结构有很大的变化( 张斌等， 2008a; 牟洁等，2010)．
应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳( PCR-DGGE) 方法对环境微生物进行研究，可以不经过培养，直接从环境样品中提取细菌的DNA 或RNA，进行PCR-DGGE． 利用这一技术所分析出的微生物群落结构及多样性可使人们能够快速、准确地鉴定出各种环境中的微生物个体，并进行复杂微生物群落结构演替规律、微生物种群动态性、重要基因定位、表达的评价及鉴定分析( van Dijk et al． ，1997) ． 研究人员应用PCR-DGGE 方法进行研究时发现，在MBR 培养驯化至正常运行全过程中，总细菌群落结构有很大的变化( 张斌等， 2008a; 牟洁等，2010)．
由于污泥特征与膜污染紧密相关，而生物多样性是表征污泥特性的因素之一． 因此，本研究综合利用PCR-DGGE 技术，对MBR 和CAS 在贫营养条件下一个完整培养周期内的总细菌群落结构进行分析比较，对MBR 微生物多样性结构进行相似分析，并对二者中的优势菌种进行克隆测序和鉴定．以期为实际过程中优化系统运行，延缓膜污染提供理论依据．
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