蚯蚓对城镇污泥微生物数量、活性及种群结构影响的研究

发布时间：2018-05-03 04:12

本文选题：城镇污泥 + 蚯蚓　；参考：《兰州交通大学》2015年硕士论文

【摘要】：城镇污泥是城市污水处理厂的必然产物,其特点是含水率和有机质含量高,微生物易于生长繁殖,有机物厌氧条件下分解产生大量氨气、硫化氢和硫醇等有害气体,由此带来的环境问题日益突出。同时,污泥中亦包含丰富的可被植物利用的营养物质,因而具有很高的农用价值。然而,对其稳定化处理也将成为后续利用的关键。蚯蚓处理废弃物是一种生物化学处理过程,在蚯蚓与微生物(基质微生物和蚯蚓肠道微生物)共同作用下将有机物分解转化为一种更稳定的物质。尽管微生物负责有机物的分解转化,但蚯蚓的肠道和蚓粪作用显著影响微生物种群特征(微生物活性,数量及种群结构),进而改变有机物分解路径。基于上述分析,本文主要研究一下几点:(1)综合几种生化参数来评价蚯蚓处理城镇污泥的稳定化特征;(2)借助聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)及测序手段明确蚯蚓处理城镇污泥过程中微生物种群结构的演变;(3)考察温度的变化对蚯蚓处理城镇污泥微生物种群的影响。主要结果与结论如下。第一,脱水污泥稳定化呈先快后慢的趋势,接种蚯蚓可减小体系pH的变化幅度,加速有机物的矿化。相比对照组,污泥接种蚯蚓的产物微生物碳量(MBC)和脱氢酶活性(DHA)显著降低。蚯蚓显著提高了处理系统前期MBC,加速有机质的降解,从而导致后期MBC与DHA均较低,最终处理产物稳定化程度更高。第二,蚯蚓处理城镇污泥的过程可分为初始阶段,分解活跃阶段,分解持续阶段,分解结束四个阶段,并且接种蚯蚓使得小粒径污泥的稳定化速度比大粒径污泥快,尤其是在实验20-40天。PCR-DGGE显示,与未接种蚯蚓的污泥体系比较,蚯蚓对真核微生物种群影响较细菌种群更明显。而两种粒径蚯蚓处理体系的细菌种群多样性减小,表现为许多降解菌,如Chitinophaga sp.,Flavobacterium succinicans,uncultured Saprospiraceae bacterium,uncultured Flavobacteriia bacterium在实验后期消失,说明产物中能够被这类细菌利用的有机物质已基本被降解。Ochrobactrum sp.和Nitrosomonas halophila两种氮素转化有关的细菌在50天后突然出现或许表明最终产物已达到腐熟。从真核微生物种群变化来看,出现了许多能够降解复杂聚合物的木霉。总而言之,黄杆菌Flavobacteria和鞘氨醇杆Sphingobacteria等细菌,丝足虫类Cercozoa,霉菌Molds等真核微生物是蚯蚓处理污泥整个过程的优势种群,对于污泥的稳定化具有重要意义。由MBC及细菌和真核微生物DGGE图谱变化可知,污泥的稳定化过程是在蚯蚓的摄食活动和特定降解菌共同作用下完成的。第三,3种温度条件下,MBC和DHA均呈现相似的变化趋势,实验结束时,MBC和DHA在温度为25℃时最低,体系稳定化最好。而细菌和放线菌数量均呈现类似的结果。相比初始污泥,蚯蚓处理产物的16S rDNA细菌种群多样性均升高,但25℃提高幅度最小,可能与温度高时蚯蚓活性增强有关。聚类分析显示,15℃和20℃体系细菌种群比较接近,与污水处理系统温度较接近。测序数据表明,Arenibacter echinorum和Acidobacteria bacterium IGE-004为25℃体系特有细菌,前者使系统氮素损失最大,而酸杆菌的出现与污泥中复杂有机物降解有关,因而也说明25℃体系的生化反应更剧烈。对18S rDNA微生物种群而言,聚类结果显示,温度对真核微生物种群影响较大。T.virginica,A.macrocystis,Pyxidiophora sp.03等三种真菌均具有降解复杂有机物(纤维素、木质素等)的能力,并且Pyxidiophora sp.03对温度变化最为敏感。
[Abstract]:The results and conclusions are as follows : ( 1 ) There are many kinds of biochemical parameters which can reduce the microbial population characteristics ( microbial activity , quantity and population structure ) . The results and conclusions are as follows : ( 1 ) The results and conclusions are as follows : ( 1 ) The process of treating municipal sludge by using polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis ( PCR - DGGE ) and sequencing is the key to the treatment of municipal sludge . The results showed that the bacteria , such as flavobacterium Flavobacterium sp . and Nitrosomonas halophila , had a similar trend .

【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【共引文献】