论文摘要
近年来,中国养殖产业的迅猛发展,畜禽养殖场废水未经妥善处理而随意排放给生态环境带来严重威胁。养殖废水经厌氧发酵后能得到清洁能源沼气,但是发酵后的沼液中仍含有大量的氮、磷等无机盐以及有机物。沼液处理体系中的微生物群落组成及动态变化对于污水处理系统的稳定运行具有重要意义。通常生化处理工程研究是从宏观水平上进行分析设计,而沼液生化处理反应池从生态学的观点来看,可将其视为一个生态系统。通过一些微生物分子生态学的研究方法从分子水平上进行深入研究具有重要理论和应用价值,对了解污染物的生化反应本质及污染物降解过程中各种有用微生物分析具有重要参考意义。因此,本论文对夏季和冬季等不同季节的沼液处理体系的五个生化反应池进行取样,通过微生物多样性组成谱系测序分析手段,研究了不同季节环境条件下各生化处理池体系中优势菌群的组成。结果发现:通过对样本建立16S rDNA和18S rDNA基因文库,检测到各个生化处理反应池的优势菌群都有:变形菌门（Proteobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidete）、绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿藻门（Chlorophyta）,其次在冬季取样时,发现隐真菌门（Cryptomycota）在好氧池2（hy2）和氧化塘（yt）体系中逐渐成为主要微生物菌群。以上研究表明:废水处理体系的微生物种类很丰富,在一定反应阶段起主要作用的微生物类群呈动态变化。应用微藻对废水及富营养化水体中氮磷等营养物质的去除作用己有大量研究,且研究内容及深度都比较成熟。但沼液中污染物浓度极高,大部分藻类无法适应这一恶劣体系,本论文从养殖污水中分离纯化得到一株链带藻,并将其命名为链带藻PW1（Desmodesmus sp.PW1）,具有较强的处理沼液污染能力。链带藻PW1是一种体型较大的沉水绿藻,细胞群体聚集后肉眼可见,繁殖能力强。链带藻PW1在培养基中生长时会自然沉降于培养液底部,通过将沉降后的高密度藻细胞和含少量培养液的藻浆简单浓缩就能较容易把藻体从净化后水体中分离出来。这样大大减少了微藻处理完沼液后从水体中分离出来的操作步骤。本文研究了链带藻PW1在实验室摇瓶培养条件下,净化沼液的效果。进一步对比分析用BG-11培养基和沼液培养基收获藻体的生物活性物质,以评价链带藻PW1在沼液处理中的资源化利用价值。为了探究链带藻PW1是否具有用于大规模沼液处理的可能性,还将其接种于板式光生物反应器中,研究链带藻PW1去除沼液中污染物的效果。本论文从以下几个方面进行研究,获得主要结果如下:（一）为了研究不同季节条件下,沼液处理体系中五个生物反应池中微生物群落结构及组成的动态变化,分别对夏、冬两个季节的沼液处理池取样,进行微生物多样性测序分析。研究结果表明:（1）在冷暖两个季节条件下,五个沼液处理池的微生物群落及物种丰度存在明显差异。（2）冷暖两个季节条件下,五个沼液处理池在门分类水平上的菌群优势门类差异较小,而在属分类水平上的差异较大。（3）沼液处理池的运行效果与微生物多样性的分布情况存在一定联系。（二）在实验室摇瓶培养条件下,对比研究了链带藻PW1在沼液浓度为25%,50%,75%,100%时对沼液中污染物质（TN,TP,COD,NH4+-N）的去除效果和藻细胞的生长状况。实验结果表明:（1）链带藻PW1能够很好地适应以上四种沼液环境并且迅速生长。（2）链带藻PW1在四种沼液浓度中生长对TN,TP,NH4+-N去除效果都很显著。在培养8天后,在100%和25%沼液中,TN和NH4+-N最高去除率分别为64.8%和78.4%;100%沼液中总磷的去除率最高可达92.8%,表明链带藻PW1对总磷具有很理想的净化作用。（3）链带藻PW1对沼液中COD的降解效率最大仅为13.8%,说明链带藻PW1对猪沼液中的有机化合物的去除作用甚微,需要配合其他异养化微生物。进一步对在正常培养基（BG-11）和沼液中生长的链带藻PW1收获的藻粉进行营养价值分析,对两种培养环境中藻粉的蛋白质,多糖,脂质,叶绿素等指标进行测定,评价链带藻PW1资源化应用价值。结果表明:链带藻PW1在沼液中生长更易于积累油脂类物质;正常培养基下生长的链带藻PW1更易于积累蛋白质和叶绿素等物质;在两种培养基生长的PW1,多糖含量无显著差别。（三）为了研究分离的链带藻PW1（Desmodesmus sp.PW1）是否具有应用在沼液大规模处理的可能性,用板式光生物反应器对链带藻PW1研究其对沼液污染物的净化效果。结果表明:（1）链带藻PW1在板式光生物反应器中能正常生长,最大生物量达到了1.50±0.02 g/L。（2）14天后,链带藻PW1对沼液中的总氮去除率为73.7%,总磷去除率为60.2%,氨氮去除率为78.4%。因此,链带藻具有在较大规模条件下处理废水的可能性。（3）链带藻PW1对沼液中的COD去除效果与链带藻PW1在实验室摇瓶结果吻合,作用十分微小,再次印证链带藻PW1对猪沼液中有机物去除效果甚微。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 邵珊珊
导师: 王明兹
关键词: 沼液,链带藻,微生物多样性分析,氨氮
来源: 福建师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学
单位: 福建师范大学
分类号: Q938
DOI: 10.27019/d.cnki.gfjsu.2019.000723
总页数: 107
文件大小: 4515k
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