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关键词：
四尾栅藻,铅,汞,联合毒性,GSH,GST,GPx
发表时间：
2012-08-09 09:40:15
贫营养条件下EPS_SMP和微生物多样性的研究
王雪梅 | -> | 1480| 0| 0.261623MB |膜生物反应器,胞外聚合物,溶解性微生物产物,微生物多样性,聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳,克隆测序
摘要: 为了考察活性污泥在营养缺乏的条件下, 胞外聚合物( EPS) 、溶解性微生物产物( SMP) 和微生物种群结构自身的变化情况, 为优化MBR 系统运行、延缓膜污染等提供理论依据, 对天津大学游泳馆MBR 中的污泥混合液进行贫营养实验, 测定了污泥混合液中EPS 和SMP 的含量, 通过聚合酶链式反应- 变性梯度凝胶电泳( PCR-DGGE) 技术和克隆测序技术对微生物多样性进行分析, 根据序列数据进行同源性分析并构建系统进化树. 实验初期, EPS 和SMP 的浓度由15104 mgPg和0 mgPg分别上升到171 99 mgPg 和31 29 mgPg. 随着实验的进行, EPS 有很大的降低, 最终只有2140 mgPg; SMP 则一直在315 mgPg左右变化. 实验表明,EPS 和SMP 对外界环境变化具有一定的缓冲作用, 并且在营养缺乏的条件下微生物能够以降解EPS 和SMP 来维持自身生命活动. 由于对EPS 和SMP 的利用, 污泥的Shannon 多样性指数由最初的0181 上升到最高时的1109, 随后开始降低, 并最终稳定在01 95. 克隆测序的结果表明, 污泥中微生物的种类比较丰富, 并且优势菌种大部分为未经培养菌种. 部分菌种能够通过产生蛋白质和多糖水解酶来实现对EPS 和SMP 的降解, 主要属于拟杆菌( Bacteroidetes ) 、黄杆菌( Flavobacterium ) 、腐螺旋菌( Saprospiraceae) 和厚壁门菌( Firmicutes ) 等. MBR 工艺中90% 以上的被去除污染物是由活性污泥去除的[ 1] , 同时污泥混合液特性与膜污染紧密相关[ 2, 3] , 这说明污泥混合液特性很大程度上决定了最终的出水水质和膜分离性能. 而胞外聚合物
(EPS) 、溶解性微生物产物( SMP) 和微生物多样性是3 个表征污泥混合液特性的重要因素.
EPS 是在一定条件下由细菌分泌于体外的一些高分子聚合物作为含水凝聚基质将微生物粘结在一
起的产物[ 4] , SMP 是生物处理出水中溶解性TOC 或COD 的主要组成部分, 其主要产生于微生物的基质分解过程(UAP) 和内源呼吸过程( BAP) [ 5] , 两者均是膜污染的优势污染物[ 6, 7] . 蛋白质和多糖均是EPS 和SMP 的主要成分[ 8, 9]. 根据统一理论[ 10] 的观点, 溶解性的EPS 实际上就是SMP, 并且EPS 和SMP 之间存在一个相互转化的关系.
(EPS) 、溶解性微生物产物( SMP) 和微生物多样性是3 个表征污泥混合液特性的重要因素.
EPS 是在一定条件下由细菌分泌于体外的一些高分子聚合物作为含水凝聚基质将微生物粘结在一
起的产物[ 4] , SMP 是生物处理出水中溶解性TOC 或COD 的主要组成部分, 其主要产生于微生物的基质分解过程(UAP) 和内源呼吸过程( BAP) [ 5] , 两者均是膜污染的优势污染物[ 6, 7] . 蛋白质和多糖均是EPS 和SMP 的主要成分[ 8, 9]. 根据统一理论[ 10] 的观点, 溶解性的EPS 实际上就是SMP, 并且EPS 和SMP 之间存在一个相互转化的关系.
目前, 国内外在污水处理过程中微生物群落的作用和生态学特性已经逐渐成为研究热点[11~14] . 只有了解微生物群落多样性和动态性等信息, 才能提高对处理系统的控制能力. 并且, 对于反应器内活性污泥中微生物种群结构的研究, 可以从根本上找出影响其结构与功能的主要因素及内在关系.
在膜生物反应器中, 随着HRT 的延长, 反应器中污泥浓度不断升高, 这有利于提高系统的容积负
荷和反应器对污染物的去除率. 但是在HRT 不变的情况下, 随着污泥浓度的升高, FPM 下降, 一部分微生物会处于一种营养相对贫乏的条件下. 当微生物长期处于贫营养条件下时, 微生物会加剧自身的内源呼吸, 并大量死亡, 对整个反应器中EPS、SMP 和活性污泥微生物自身都会产生很大影响. 本研究利用分子生物学技术讨论了MBR 中的活性污泥在贫营养的条件下, EPS、SMP 和微生物种群结构自身的变化情况, 以期对MBR 实际运行过程中优化MBR系统运行、延缓膜污染等提供一定的理论依据.
在膜生物反应器中, 随着HRT 的延长, 反应器中污泥浓度不断升高, 这有利于提高系统的容积负
荷和反应器对污染物的去除率. 但是在HRT 不变的情况下, 随着污泥浓度的升高, FPM 下降, 一部分微生物会处于一种营养相对贫乏的条件下. 当微生物长期处于贫营养条件下时, 微生物会加剧自身的内源呼吸, 并大量死亡, 对整个反应器中EPS、SMP 和活性污泥微生物自身都会产生很大影响. 本研究利用分子生物学技术讨论了MBR 中的活性污泥在贫营养的条件下, EPS、SMP 和微生物种群结构自身的变化情况, 以期对MBR 实际运行过程中优化MBR系统运行、延缓膜污染等提供一定的理论依据.
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