活性污泥驯化的微生物生态学原理_朱铁群

微生物学通报JUN20,2008,35(6):939~943Microbiology©2008byInstituteofMicrobiology,CAStongbao@im.ac.cn*通讯作者：Tel:0371-66090980;:zhutiequn@ncwu.edu.cn收稿日期：2007-08-28;接受日期:2007-10-26专论与综述活性污泥驯化的微生物生态学原理朱铁群*李凯慧张杰(华北水利水电学院郑州450011)摘要:活性污泥是一种复杂的、具有生物多样性的微生态系统。生物多样性是活性污泥驯化的基础,驯化条件对微生物进行选择——适者生存增长,不适者被抑制或淘汰。此外,活性污泥微生物还能够通过表型适应和进化性适应主动地去适应驯化条件。活性污泥驯化的过程是微生物生态位在生态系统中重新分配和调整的过程,符合生态学“选择与适应”的原理。依据这种原理,原污泥、废水水质和处理工艺是影响活性污泥驯化的主要因素。关键词:活性污泥驯化,微生物多样性,选择与适应,影响因素MicrobialEcologyPrincipleofActivatedSludgeAcclimationZHUTie-Qun*LIKai-HuiZHANGJie(NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower,Zhengzhou450011)Abstract:Activatedsludgeisacomplicatedmicrobialecosystemthathasdiversity.Basedonthediversity,microorganismsareselectedbyacclimationcondition:thesurvivalofthefittest,otherwiseeliminatethroughselectionorcontest.Moreover,microorganismsinactivatedsludgeacclimatizethemselvestoacclimationconditions.Intheprocesstheecosystemdistributesandadjustsmicrobialnicheoveragain.Thetheoryof“selectionandacclimatization”maybeusedtoexplainthemechanismofactivatedsludgeacclimation.Sothen,originalsludge,wastewaterqualityandtreatingprocessaremajorinfluencingfactorsforactivatedsludgeacclimation.Keywords:Activatedsludgeacclimation,Microbialdiversity,Selectionandacclimatization,Factorsofin-fluence基于活性污泥法的污、废水处理厂是一种遍及世界、规模庞大的生物处理工业[1],活性污泥驯化则是污、废水处理厂启动和运行的关键环节。对于那些难以生物处理的工业废水,活性污泥驯化的意义显得更为重要。通过活性污泥驯化可以有效地处理高盐度废水[2],也可以处理富含芳烃和重金属的工业废水[3-5]。虽然活性污泥驯化已经应用了近百年,但人们并不十分了解活性污泥驯化的机理,只是推测可能涉及到微生物细胞启动诱导酶的合成和微生物群落正向自发突变的积累[6]。近十几年,分子生物学技术广泛应用于活性污泥研究[7],活性污泥的微生物群落结构和驯化期间的变化被逐渐揭示出来。大量研究结果表明,活性污泥驯化符合生态学的“选择与适应”原理。依据这种原理,原污泥、废水水质和处理工艺是影响活性污泥驯化的主要因素。DOI:10.13344/j.microbiol.china.2008.06.013940微生物学通报2008,Vol.35,No.6http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn1活性污泥的多样性活性污泥的多样性活性污泥是由多种微生物种群组成的微生物群落,群落微生物的多样性和微生物种群物质代谢类型的多样性是活性污泥多样性的基础。1.1微生物的多样性微生物的多样性是指微生物群落中物种的数量和每个物种的个体数量的丰富度。应用分子生物学技术和16SrRNA分类方法,分析不同来源的活性污泥,可以比较全面地了解活性污泥群落中的细菌种群结构。表1[7]的研究成果显示：活性污泥的细菌类群涵盖13个门类,活性污泥的细菌门类构成、每个门类的相对丰富度和每个门类的种的多少与活性污泥的来源有关,细菌种类的变化范围为16~76OTUs(操作分类单位)。表1废水处