导　　师： 贾晓珊

学科专业： H3001

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 中山大学

摘　　要： 厌氧氨氧化技术是一种新型生物脱氮技术，厌氧氨氧化反应是在厌氧条件下，以no2-为电子受体，氧化氨，产物为氮气。本文在总结前人研究成果的基础上，进行了系统、深入的研究。采用cstr反应器对不同种泥进行了厌氧氨氧化微生物驯化和富集培养，考察了不同影响因素对厌氧氨氧化基质分解活性的影响，对培养驯化过程中菌群dna多态性变化进行了研究。在此基础上对选择出的厌氧氨氧化富集培养物进行传统培养和分子生物学鉴定，确定其优势菌为一种尚未报道过的厌氧氨氧化微生物，并对其在有机碳源条件下的代谢方式进行了研究。 对取自城市污水处理厂的好氧污泥、缺氧污泥和厌氧污泥首先进行硝化细菌、反硝化细菌和葡萄糖降解菌的初步富集培养，再转为厌氧氨氧化培养，结果显示三种不同种泥经过一段时间的厌氧氨氧化培养均得到了具有厌氧氨氧化活性的富集培养物。对三种不同种泥启动厌氧氨氧化反应的时间进行比较，其中以硝化污泥为种泥，所需的启动时间最短，在硝化培养转化为厌氧氨氧化培养的40d时，已经具有了相当的厌氧氨氧化活性。 考察了不同影响因素对厌氧氨氧化基质分解活性的影响，主要包括温度、ph、不同电子受体及无机碳源浓度。得出厌氧氨氧化反应在ph为7～8、温度为30℃～35℃、无机碳源浓度为500mg/l(khco3)时具有较高的厌氧氨氧化活性。不同电子受体研究显示培养得到的厌氧氨氧化富集培养物以no2-为电子受体进行厌氧氨氧化反应，不能利用no3-作为直接电子受体进行厌氧氨氧化反应。对三种不同种泥来源的厌氧氨氧化富集培养物对比研究显示这些影响因素对三种厌氧氨氧化富集培养物的基质分解活性具有基本相同的影响。 采用rapd-pcr技术对厌氧氨氧化富集培养过程中的微生物dna遗传多样性的变化进行了研究。对比三种不同的种泥来源，从遗传的同源性来分析，硝化污泥中的微生物菌群与厌氧氨氧化微生物菌群的遗传同源性最高，是启动厌氧氨厌氧反应的适宜种泥。对以硝化污泥为种泥厌氧氨氧化培养驯化的不同阶段进行了基因多态性分析，结果显示，取自污水处理厂的污泥在培养初期(1个月左右)，微生物群体聚为一个群系；在转为厌氧氨氧化培养后，微生物群体间的相似性较转化前有所提高，经过长时间的厌氧氨氧化培养，系统稳定后，微生物自成一个群系，但与转化为厌氧氨氧化培养初期的微生物聚为一大群系，说明了硝化污泥的微生物与厌氧氨氧化富集培养物的微生物具有一定的同源性。 采用传统分离方法和分子生物学手段两种方法对厌氧氨氧化微生物进行了分离和鉴定。对传统的分离方法进行了改进，培养得到了三种微生物，这三种微生物均没能验证其厌氧氨氧化活性，原因有待进一步研究。对以硝化污泥为种泥培养得到的厌氧氨氧化培养物的优势菌进行分子生物学鉴定，系统发育分析显示与已报道的厌氧氨氧化微生物同属于浮游霉菌目，但相关性低于70％，为一种尚未报道过的新的厌氧氨氧化微生物。 分别以甲醇、乙酸盐、丙酸盐和葡萄糖为碳源，研究了在不同有机碳源条件下厌氧氨氧化富集培养物的代谢途径。甲醇完全抑制了厌氧氨氧化活性；乙酸盐和丙酸盐对no2-的降解有促进作用；低浓度葡萄糖糖条件下对厌氧氨氧化反应没有影响，高浓度时能促进no2-的降解。no2-相对于nh4+-n的过量降解，初步认为是由厌氧氨氧化微生物在有机碳源存在时具有了反硝化代谢途径造成。

关 键 词： 厌氧氨氧化 基质分解 基因多态性 代谢方式 微生物

分 类 号： [X131]

领　　域： [环境科学与工程]