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污水处理厂尾水脱氮工艺研究

2017-11-21 17:45来源:中国污水处理工程网关键词:污水处理厂市政污水污水处理收藏点赞

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2.3 群落结构分析

基于SILVA数据库的分类信息,对饥饿期及恢复期污泥样品的高通量测序数据进行了门、纲、属水平上的分类分析.门分类水平上,4个污泥样品共检测出39个类群,门水平上的大量类群(相对丰度大于1%) 如图 3所示.从中可知,A1和A2样品中Proteobacteria为优势菌群,丰度分别为89.70%和89.77%,其次为Bacteroidetes (5.88%和5.60%) 和Chlamydiae (1.21%和1.71%),其他菌类比例相对较低(相对丰度小于1%). B1和B2样品中Proteobacteria为优势菌群,比例分别为51.82%和55.42%.此外,Bacteroidetes、Chlamydiae、Chloroflexi、Actinobacteria、Acidobacteria、Chlorobi、Planctomycetes、Verrucomicrobia、Gemmatimonadetes也是B1和B2样品中主要的门类(相对丰度大于1%).结果表明,1号和2号反应器在生物群落结构和丰度上具有比较明显的差异.两组反应器最主要的优势菌门虽均为Proteobacteria,但其相对丰度存在明显的差异,且2号反应器在门水平上的主要类群较为多样.此外,每组反应器饥饿期和稳定期丰度变化不大.

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图 3 门水平上群落结构

纲分类水平上,1号和2号反应器中共检测出68个类群,其中7个类群为主要的纲,如图 4所示. A1和A2样品中主要的纲类为β-Proteobacteria,丰度为73.42%和69.15%,且β-Proteobacteria中的一些细菌是与污泥反硝化相关的[20~22];其次为α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、Sphinggobacteria、Chlamydiae (相对丰度大于1%). B1和B2样品中主要的纲类为α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria.此外B1和B2污泥样品中还含有的δ-Proteobacteria、Ignavibacteria、Chlorobia、Actinobacteria、Anaerolineae、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Phycisphaerae. 图 4表明,不同样品中类群结构及丰度差异性较大,1号反应器中β-Proteobacteria的相对丰度高于2号反应器,2号反应器中α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的相对丰度则高于1号反应器.

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图 4 纲水平上群落结构

属分类水平上,1号和2号反应器大量类群如图 5所示.在属水平上,2个反应器中共检测出296个细菌类群.其中A1和A2样品中主要属类为Sulfobacillus、Variovorax以及Thiobacillus,其丰度分别35.67%、8.82%、19.54%(A1) 和31.98%、13.25%、11.86%(A2).其中,Sulfobacillus是噬酸且耐热的硫化物矿石氧化菌,也是亚铁离子氧化菌. Thiobacillus为革兰氏阴性细菌,是目前被报道最多的用于还原NO3--N的硫氧化细菌,可用于硫自养反硝化处理市政污水和地下水中的NO3--N.此外,A1和A2样品中的主要类群(相对丰度大于1%) 还包括Thermomonas、Ferruginibacter、Denitratisoma、Sulfurimonas、Rhizobium.

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图 5 属水平上群落结构

与A1和A2样品相比,B1和B2样品中的主要类群包括Sulfobacillus、Variovorax、Thiobacillus、Denitratisoma、Ferruginibacter、Neochlamydia、Woodsholea、Blastocatella、Bradyrhizobium、Sulfuritalea等菌属.并且不同时期反应器中某些菌属的相对丰度有一定的差别,如B1和B2样品中Sulfobacillus和Thiobacillus在饥饿期和恢复期的相对丰度分别为0.06%、4.88%(B1) 和3.89%、0.70%(B2)。具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。

3 结论

(1) 颗粒硫磺/白云石和黄铁矿/白云石反应器经过30 d的饥饿期后,分别需要5 d和11 d就可使NO3--N去除率恢复饥饿前的水平,且恢复期初期均出现NO2--N的积累现象.两个反应器在短时间内均能恢复稳定运行,在低温条件仍能保持良好的脱氮效果.

(2) 高通量测序结果表明,黄铁矿/白云石反应器的细菌群落的丰度和多样性低于硫磺/白云石反应器.经过30 d的饥饿忍耐后,两个反应器的细菌群落的丰度和多样性均略低于恢复期.

(3) 微生物群落结构的分析表明,颗粒硫磺/白云石和黄铁矿/白云石硫自养反应器的优势菌门均为Proteobacteria,主要的纲类均为β-Proteobacteria.颗粒硫磺/白云石反应器中存在起主要反硝化作用的Thiobacillus.

原标题:污水处理厂尾水脱氮工艺研究
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