题名 | OLAND生物脱氮系统运行条件及其微生物群落结构的研究 |
作者 | 张丹 |
答辩日期 | 2003 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 |
授予地点 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 |
关键词 | 生物脱氮 Oland系统 功能菌群 分子生物学检测 |
其他题名 | Study on Process Parameters of OLAND N-Removal System and its Microbial Community Structure |
学位专业 | 微生物学 |
英文摘要 | OLAND两阶段生物脱氮系统是一项正在开发且极具应用前景的处理高氨氮、低COD废水的新技术。在实验室水平,对OLAND系统限氧亚硝化阶段MBR反应器和厌氧氨氧化阶段SBR反应器的启动和运行进行了系统研究。MBR反应器控制参数在DO0.1-0.3mg/L,pH7.8±0.1,温度30±0.5℃,SRT无穷大的条件下,可实现在较高的容积负荷By=IO00mgN/L,水力停留时间HRT:ld下稳定的亚硝酸型硝化,使NH4+-N和NO2-N的出水比例达到理想的比值(1:1.20±0.20),保证厌氧氨氧化阶段SBR反应器的理想进水;SBR反应器在完全厌氧、pH7.8-8.2,温度30±0.5℃,SRT无穷大的条件下,无需外加任何有机碳源,在较高总氮负荷550mgN/L下,可实现NH4+-N和NO2--N同时稳定的去除,二者的消耗比例为1:(1.21±0.05),总氮去除率高达92%。采用巢式PCR、DGGE、 FISH等分子技术对MBR反应器硝化菌群随溶解氧的动态变化规律和SBR反应器厌氧氨氧化菌群结构、组成进行了研究,并探讨了硝化菌群与氮素组成变化之间的内在联系。结果表明:在限氧亚硝化阶段硝化菌群中氨氧化菌受溶解氧浓度的影响较大,其种群结构从反应器启动初期到稳定后期发生了非常明显的变化。亚硝酸氧化菌NOB的种群组成受溶氧影响并不明显,从启动初期到稳定后期其种群结构无明显变化。硝化菌群中氨氧化菌 AOB与亚硝酸氧化菌NOB的数量比例关系随溶解氧的降低而不断升高,从最初的3.6:1升高到稳定后期的5.5:1。MBR反应器优势硝化菌群主要由A、B、C三类氨氧化菌和硝化杆菌D、硝化螺菌F组成,其中优势菌C为维持MBR反应器稳定出水比例的主要功能菌。硝化菌群组成和结构的变化,带来了不同N素之间组成和比例的规律性变化。厌氧氨氧化阶段基本由厌氧氨氧化菌AnAOB和ANAMMOX两类菌组成,二者空间结构紧密,在反应器中的活菌数量比例分别为55%和42%。厌氧氨氧化菌AnAOB种群多样性相对比较丰富,主要由条带I和H所代表的两种优势菌组成;ANAMMOX菌种群多样性变化较小,其种群主要由优势菌K和J组成。对MBR和SBR反应器中的优势菌进行了克隆、测序和系统发育学分析,结果表明:限氧亚硝化阶段MBR反应器启动初期的优势菌A属于Nitrosomonadaceae科,是否是一个新属,还有待于进一步鉴定。运行中期优势菌B与Nitroso)nonaseurooaea亲缘关系最近,同源性高达99.1%,暂命名为Nilrosomonas sp.BI。稳定后期优势菌C与Nitrosomonas eutroPha亲缘关系最近,同源性为96.3%,暂命名为Nifrosomonas sp.cl。硝化杆菌属优势菌D与Nitrobacter alkalicus、Nitrobacter hambllrgensts和Nitlobac招rwinograsky 亲缘关系较近,同源性分别为95.5-97%、96.5~97%和95.8~96.8%。SBR反应器中AnAOB优势菌I与MBR反应器优势菌B亲缘关系最近,同源性高达98.7%,与Nitlosomonas euroPaea同源性为98.3%。根据序列比较和生理特性分析,优势菌I与优势菌B应为Nitrosomonas属两个不同的种,暂将优势菌I命名为Nitrosomonas sp.II。优势菌H与MBR反应器优势菌C亲缘关系最近,同源性达97.9%,与Nitrosomonas eutropha同源性为96.3%。结合其生理特性分析,二者应为Nitrosomonas属两个不同的种,暂将优势菌H命名为Nitrosomollas sp.Hl。ANAMMox优势菌K与未培养的 Planctomycete和已鉴定的另一种ANAMMoX菌尤uenenia sf况ttgartiensis亲缘关系较近,同源性分别为99.8%和96.6%。优势菌J与Gen bank收录的所有菌的相似性均低于76%,说明该菌是OLAND系统厌氧氨氧化阶段比较独特的菌,是迄今为止在厌氧反应过程中未发现的一个新菌。 |
语种 | 中文 |
公开日期 | 2010-12-15 |
页码 | 148 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://210.72.129.5/handle/321005/3243] ![]() |
专题 | 沈阳应用生态研究所_沈阳应用生态研究所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 张丹. OLAND生物脱氮系统运行条件及其微生物群落结构的研究[D]. 中国科学院沈阳应用生态研究所. 中国科学院沈阳应用生态研究所. 2003. |
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