高效聚磷菌混合菌群除磷特性与影响因素研究

【摘要】近年来,我国水体富营养化问题日渐严重。磷是所有营养元素中对引起水体富营养化问题起决定作用的因素,水体中磷的去除已经成为控制水体富营养化最为关键的一环。聚磷菌是一类在富营养化水体中广泛存在的细菌,在厌氧／好氧(A/〇)交替培养下可以过量摄取废水中的磷。目前废水中磷的去除主要是通过活性污泥中的聚磷菌过量吸磷,进而随污泥排放去除这种方式来完成的。但由于对除磷系统中的聚磷菌群的聚磷特性的研究还不够深入,使得在实际应用中生物除磷系统运行效果不够稳定。本文从我国典型的富营养化湖泊巢湖中筛选得到高效聚磷菌,研究单菌株与混合菌群的除磷特性及影响因素,为未来水体富营养化原位治理的应用提供理论支持。通过两次分离筛选结合单菌株除磷效果的测定,从巢湖底泥中分离筛选得到6株聚磷菌株,通过对这六株菌株进行组合,测定了混合菌群的聚磷效果,并研究了菌种添加比例对除磷效果的影响。结果表明,两次筛选的菌株互相搭配时,会产生明显的拮抗作用,除磷效果下降明显。在15组组合中,D3+D6的组合除磷效果最好,除磷率达到58.2%。由于两次筛得的菌种互相组合效果都不如同一次筛得的菌种相互组合效果好,三种菌种组合采用同一次筛得的菌种内部组合,编号1和2分别为C1,C2,C3组合和D3,D4,D6组合,两种组合效果均不如两种菌种组合效果好。C2：D3的最佳比例为2：1,除磷率达到55%,C1：C2的最佳比例为2：1,除磷率达到59.4%,D3：D6的最佳比例为1：2,除磷率达到62.5%分析比较后优选聚磷效果较好且无拮抗作用的两株细菌D3和D6作为深入研究对象。通过分子生物学16SrDNA序列分析,初步鉴定D3和D6菌株属于假单胞菌属(Pseudomonassp)。通过对影响菌株D3和D6聚磷效果的各个因素进行了单因素优化实验,结果表明,厌氧/好氧交替运行是聚磷菌聚磷过程的两个必要阶段。在改为好氧培养后,聚磷菌吸磷速率非常快,12h内就基本完成吸磷过程。对于两株菌株而言,最适培养时间为2天。两菌株的最适聚磷温度均为20℃左右。但两株菌株的温度适应性很强,在8℃～30℃的温度范围内均显示出较高的除磷率。菌株D3在pH值为7-11的范围内都可以良好地生长及除磷,除磷率最大为84.5%；菌株D6的除磷率在pH7-9时达到最大,为92.7%。微量元素的缺乏对D6菌株影响更大,其OD值相比有微量元素的情况下降了33.2%,除磷率从93.1%下降到77.1%。D3菌株受到的影响相对较小,其OD值相比有微量元素的情况下降了27.5%,除磷率从84.7%下降到74%。两株菌株除磷的最适碳源都是乙酸钠；菌株D6能够更好地利用不同种类的碳源进行除磷。以十五里河水样为对象,进行了模拟自然水体中的生物除磷实验。实验结果表明,本研究筛选的两株高效聚磷菌株D3与D6所组建的混合菌群可以在自然水体中保持较强的聚磷能力。因此,将固定化聚磷菌混合菌群应用于自然水体中磷的原位去除具有一定的可行性,这也为治理城市纳污河道的富营养化问题提供了一定的理论依据。
【作者】邵啸；
【导师】王宁；
【作者基本信息】安徽大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】生物除磷；聚磷菌(PAOs)；除磷率；厌氧/好氧；混合菌群；

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