奥贝尔氧化沟工艺中氨氧化细菌种群结构的分子生物学分析

奥贝尔氧化沟工艺中氨氧化细菌种群结构的分子生物学分析吴波，等：奥贝尔氧化沟工艺中氨氧化细菌种群结构的分子生物学分析奥贝尔氧化沟工艺中氨氧化细菌种群结构的分子生物学分析吴波，魏迅，白瑞峰，迟海燕，杨淑霞(西门子(天津)水技术工程有限公司，天津300191)摘要：缺氧曝气工艺的原理是：给缺氧反应器中通入少量的氧气，诱导同步硝化反硝化反应的发生。在缺氧区，尽管系统中溶解氧浓度通常在检测限以下，氨氧化量还是能轻易达到反应器中总硝化量的30％一50％。为了研究缺氧曝气工艺中的硝化作用是否是由于特殊的氨氧化细菌的存在，我们利用基于氨单加氧酶A基因的系统发育分析法，分析了缺氧曝气奥贝尔工艺和传统脱氮工艺中氨氧化细菌的种群组成。端点限制性片断长度多态，『生分析(TRFLP)显示，在实际工程的奥贝尔氧化沟中，Nitrosospira茵属是氨氧化的主要贡献者之一。但是，Nitrosospira茵属的氨氧化菌和Nitrosomonas茵属的氨氧化茵相对数量并不是永恒不变的，而是呈现出季节性的变化。氨单加氧酶A基因片断的克隆和序列分析比较说明，在缺氧曝气奥员尔工艺中，大部分氨氧化茵属于Nitrosospira叩．争Nitrosomonasoligotropha茵系。虽然Nitrosospira茵属的氨氧化细菌以前没有与污水处理厂的硝化作用联系起来，但是在缺氧曝气反应器中，该菌种的数量是非常重要的。关键词：缺氧曝气氨氧化细菌NitrosomonasoligotrophaNitrosospira奥贝尔氧化沟端点限制性片断长度多态性分析(TRrLP)l绪论污水中氮的去除是通过硝化反应和反硝化反应的联合作用完成的。硝化反应是由好氧的自养氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)催化完成，而反硝化反应是在缺氧的条件下由能利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体的异养菌完成。因为溶解氧浓度是控制硝化作用和反硝化作用效率的主要的外部因素，所以在传统的有脱氮要求的污水处理厂中都分别设置了缺氧区和好氧区。尽管传统意义上的硝化作用要求溶解氧浓度不能低于0．3mg／L(StenstromandPoduska，1980)，但是在溶解氧浓度低到检测不到的缺氧曝气工艺中，却提高了同步硝化反硝化反应的效率，而且缺氧曝气段可以完成总硝化作用的80％以上(AlbertsonandCoughenour，1995)。低溶解氧条件