硫氧化菌控制粪便恶臭污染的生物强化研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixuelei19890117
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恶臭污染被列入环境公害之一。生活中常接触到的恶臭源主要是粪便排泄物及生活垃圾等,主要的恶臭物质多是蛋白质等有机物厌氧分解的产物,其中嗅阈值低的硫化氢成为主要恶臭成分因子。硫化氢对于人畜有较大的危害作用。生物强化法具有针对性强,处理效果好,无场地及设备限制的优点。将高效硫氧化菌作为强化菌株,通过生物强化技术控制粪便恶臭污染具有高效性及可行性。以粪便作为研究对象,从活性污泥、河道底泥、化粪池粪便中筛选获得一株具有高效脱氮硫氧化功能的菌株S1,对其培养基及培养条件优化,将其投加到粪便中,探究其对粪便恶臭控制的影响。主要研究结果为:(1)通过形态学观察、分子生物学鉴定等多种方法,确定S1为粪产碱菌(Alcaligenes faecalis),命名为Alcaligenes faecalis S1。测定其生长曲线。(2)对培养基和培养条件进行优化,确定优化改良后的培养基配方为:柠檬酸钠10.0g,氯化铵2.0g,磷酸氢二钾0.5g,氯化镁0.2g,氯化钠5.0g,硫化钠2.0g。确定后续培养条件为pH=7.1,温度35℃,摇床转速为150rpm,接种量2%。采用优化改良后的培养基对A.faecalis S1菌株进行培养,菌株的生长量更大,适应期缩短。可以更好的去除S2-及NH4+-N,其去除率分别为87.65%,49.85%。(3)投加菌株A.faecalis S1进行粪便恶臭控制实验。结果表明,投加了菌剂的实验组中对粪便上清液中硫离子、铵根离子的含量降解率达36.42%,36.04%,硫化氢、氨气的释放控制效率到达100%和74.07%,且人体测试可以直观的感受其控制效果。(4)通过Biolog-ECO板的测定,确定小试实验使样品中种群代谢能力增强,添加菌剂可以缩短种群的适应期。实验的进程及菌剂的添加均会影响种群对碳源的利用。(5)Illumina Miseq高通量测序结果表明菌株A.faecalis S1的添加在一定程度上可以增加菌群的生物多样性且对系统的群落组成产生较大的影响。与碳氢化合物降解相关的菌属在实验组中有明显的增加。添加的产碱菌属(Alcalienes)成为优势菌群,可以控制硫化氢、氨气等恶臭气体的产生。某些与粪臭素产生相关的菌属受到抑制。16SrDNA功能预测分析得知,菌株A.faecalis S1的添加对氨气和硫化氢的产生途径均有一定的抑制作用。综上,添加菌株A.faecalis S1可以有效的控制粪便恶臭。
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