生态因子对硫酸盐还原系统中微生物群落动态影响的表征
发布时间：2020-08-13 03:52
【摘要】： 高浓度硫酸盐废水的排放引起了严重的生态学问题,为此,各国对这类废水的最高排放浓度均有严格的限定,硫酸盐废水的生物处理技术便应运而生。硫酸盐还原微生物(SRP)作为硫酸盐废水处理的主体,其代谢活性和处理效能受碳源种类、碳硫比、进水碱度和抑制剂等各种生态因子的影响,表现出明显的群落动态过程。从工艺运行的稳定性和对硫化物资源化角度考虑,非常有必要对硫酸盐高效处理的影响因子以及其中的重要功能微生物进行全面深入的分析和认识。 应用最新的分子生物学技术并结合对工艺运行状态的分析,分别就不同的工艺运行条件,包括对不同碳源(电子供体)的利用、降低的碱度对硫酸盐还原过程的影响,投加SRP抑制剂钼酸盐和硝酸盐对反应器运行效果的影响等进行了分析,并对相应的功能微生物类群的动态变化以及微生物结构与功能的关系进行了探讨。 反应器的启动时间取决于碳源的复杂性和可利用性,通过投加SRP易于利用的碳源能够缩短启动时间。不同碳源反应器在稳定运行时群落多样性依次为:种泥乙酸和乙醇糖蜜葡萄糖乳酸反应器。而且SRP数量与硫酸盐去除率呈现明显正相关,主成分分析(PCA)对相应样品末端限制性片段(TRF)图谱分析表明,以糖蜜和葡萄糖为碳源的群落聚为一组,其它底物的群落为另一组。以乙酸-乙醇为碳源的完全氧化型硫酸盐还原反应器约经35 d的运行,硫酸盐去除率仅达到80%左右,形成以Desulfomicrobium、Desulfococcus、Aminomonas和Anaerolinea等属菌株为优势类群,乙醇去除后,SRP相对数量明显增加,Desulfomicrobium条带显著加强,产酸发酵微生物类群减少,表明乙醇的投加增加了完全氧化型硫酸盐还原反应器中微生物类群的复杂性,大量的产酸发酵微生物得以富集。 以糖蜜为碳源反应器中碱度降低时,微生物群落表现出明显的动态演替过程。碱度从4 000 mg/L降低到3 000 mg/L的过程中,Dysgonomonas sp.、Sporobacter sp.、Obesumbacterium sp.和Clostridium sp.得以富集;当继续降至1500 mg/L时,Dysgonomonas sp.、Sporobacter sp.和Obesumbacterium sp.消亡,Desulfovibrio sp.和Clostridium sp.的某些菌种得以大量富集,而部分常驻菌群没有显著变化。硫酸盐还原过程需要一个最低的碱度阈值,碱度向该阈值靠近时,硫酸盐去除率和相应的功能微生物群落结构产生明显的响
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【图文】：
FAB与SRP的生态学关系及对硫酸盐还原的影响 物（蛋白质、多糖，脂类、核酸），并发酵各自发酸、核苷酸等）产生H2、CO2、乙酸、其它有合物发酵的主要末端产物。，包括几类较特殊的微生物类群。一类是负责高物，能够向细胞外分泌各种水解酶，从而将蛋白)，脂类、核酸等在胞外水解。这类微生物处于对于生物质(biomass)的彻底降解起到了限速作用(acetogenic bacteria, acetogen, AB)，Fauque[37]认酸(如丙酸、丁酸)和乙醇转化为乙酸、H2、CO, 发酵产酸菌; SRP, 硫酸盐还原微生物; AB, 产乙酸菌; MB, 产甲 1-1 废水厌处理系统中功能微生物的关系(根据[39]修改1 Interactions between FAB, AB, SRP and MB in anaerobic processes
图 1-2 SRP对NO2-抑制作用的解除[110]Figure 1-2 Anti-inhibiting mechanism of SRP against NO2-1.3 微生物分子生态学工具在废水处理系统研究中的重要作用
材料与方法第2章 试验材料与方法2.1 实验设计与方法2.1.1 工艺运行与设备实验采用连续搅拌槽式反应器(continuous stirred tank reactor, CSTR)(图2-1)，有效体积 1L，以磁力搅拌器进行搅拌，200 rpm，内设简单的气-液-固三相分离装置，采用计量泵从反应器底部进水。外缠加热丝，由温度控制仪控制温度在 35±1℃。产生的气体经洗气瓶后进入湿式气体流量计，计算产量。最终经碱液吸收，处理排放，另外反应器还设计有活性污泥取样口(Sampling port 1)和水样取样口(Sampling port 2)。反应器的配套设备有：ES-B15VC-23ON1 型进水控制计量泵(Iwaki);DJ-1 型磁力搅拌器、WMZK-02 型温度指示控制仪、LML-1 湿式气体流量计、pH/mV 检测计和氧化
本文编号：2791483
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【图文】：
FAB与SRP的生态学关系及对硫酸盐还原的影响 物（蛋白质、多糖，脂类、核酸），并发酵各自发酸、核苷酸等）产生H2、CO2、乙酸、其它有合物发酵的主要末端产物。，包括几类较特殊的微生物类群。一类是负责高物，能够向细胞外分泌各种水解酶，从而将蛋白)，脂类、核酸等在胞外水解。这类微生物处于对于生物质(biomass)的彻底降解起到了限速作用(acetogenic bacteria, acetogen, AB)，Fauque[37]认酸(如丙酸、丁酸)和乙醇转化为乙酸、H2、CO, 发酵产酸菌; SRP, 硫酸盐还原微生物; AB, 产乙酸菌; MB, 产甲 1-1 废水厌处理系统中功能微生物的关系(根据[39]修改1 Interactions between FAB, AB, SRP and MB in anaerobic processes
图 1-2 SRP对NO2-抑制作用的解除[110]Figure 1-2 Anti-inhibiting mechanism of SRP against NO2-1.3 微生物分子生态学工具在废水处理系统研究中的重要作用
材料与方法第2章 试验材料与方法2.1 实验设计与方法2.1.1 工艺运行与设备实验采用连续搅拌槽式反应器(continuous stirred tank reactor, CSTR)(图2-1)，有效体积 1L，以磁力搅拌器进行搅拌，200 rpm，内设简单的气-液-固三相分离装置，采用计量泵从反应器底部进水。外缠加热丝，由温度控制仪控制温度在 35±1℃。产生的气体经洗气瓶后进入湿式气体流量计，计算产量。最终经碱液吸收，处理排放，另外反应器还设计有活性污泥取样口(Sampling port 1)和水样取样口(Sampling port 2)。反应器的配套设备有：ES-B15VC-23ON1 型进水控制计量泵(Iwaki);DJ-1 型磁力搅拌器、WMZK-02 型温度指示控制仪、LML-1 湿式气体流量计、pH/mV 检测计和氧化
【引证文献】
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本文编号：2791483
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