一、污水生物處理中的應用方法
污水微生物群在CR-DGGE技術改變下與既有技術有很大差異,在這個過程中研究人員有了新的認識。污水中的好氧細菌群落結構和功能在溫度升高時會發生很大變化。運用DGGE技術我們可以分析出,不同溫度環境會存在不同的細菌群落。在同等的工作環境下,使用PCR-DGGE技術,跟蹤分使用低溫菌、常溫菌分別接種的兩套活性污泥系統中的微生物群落結構,進行及時動態觀察。在相同工藝條件下,對低溫菌群與常溫菌群進行相同的操作,結果是:產生的微生物群結構有很強的相似性。隨著時間的推移,這兩類菌群在結構上的相似度越來越強。去除污水中的氨和氮主要使用硝化方法。在這種硝化作用過程中氨氧化細菌負責將氨氧成亞硝酸鹽。
這種實現亞硝化作用過程是硝化過程中重要的步驟。所使用的氨氧化細菌具有生長速度低、相對生物種群較少的特點。傳統的細菌分離、培養、分析方法,會消耗工作人員大量的時間。采用PCR擴增16SrDNA、功能基因并且隨機克隆測序等相關技術手段。在高濃度氨氮廢水處理系統的不同時間,分析并且處理活性污泥樣品、氨氧化細菌的種類和氨單加氧酶的活性。御用PCR-DGGE相結合的技術,針對樣品將總細菌群進行差異性研究。實驗證明,PCR-DGGE技術可以使我們更為深入、全面的了解氨氧化細菌的類群及其相關功能。
應用PCR-DGGE工藝對城市污水處理與完全混合的傳統式處理工藝進行了相關的實驗對比。在同一反應器的不同位置,微生物群的分布、不同工況下的微生物種群結構進行了相關的分析、研究。研究表明,這兩種污水處理工藝中的微生物種群都具有很強的多樣性,區別是:兩者種群的結構差異巨大。采用生物滴濾反應器與生物濾池處理相同的污水,然后采用PCR-DGGE研究不同反應器或反應器的不同位置中氨氧化細菌菌群的組成。種群對反應器的形式或者位置的差異沒有任何依賴性,不會隨這些因素變化而變化。
二、PCR-DGGE技術在廢氣生物處理中的應用
生物濾池與生物濾塔是處理臭味、異味行之有效的好辦法,這種生物過濾技術可以對惡臭與揮發性油劑廢氣體很好的遏制,從而該技術能夠很快的推廣。在除臭生物濾池中較強酸性與中性兩種不同運行環境下,運用PCR-DGGE技術研究,可以發現:微生物種群的多樣性與生物種群結構上發生的改變。利用擴增細菌16SrRNA基因的V3可變區,運用相關技術分析濾池內的種群變化。回收有研究意義的DNA片段,與PCR測序、T載體克隆測序有效的結合。最終確定眾多種群中的優勢菌群。微生物對強酸性環境有很大影響;中性條件下的微生物種群更為豐富。此外,濾池的層次上的差異,也導致了種群空間分布的差異性。
實驗證明,除臭過程中硫氧化細菌占有相對明顯的優勢。影響生物濾塔處理效率以及反應器的穩定運行的主要因素是塔中的微生物種群的結構,以及微生物的多樣性。我們可以采用DGGE技術,對處理含氨廢氣的生物濾塔中的微生物進行多樣性研究。隨時間的推移,對反應器不同填料、不同時期微生物多樣性比對研究。證明:微生物的多樣性與反應器運行時間的長短有直接關系,隨著時間的不斷延長其多樣性會有所降低;將填料方法進行對比可知:如果是堆肥填料,其微生物多樣性更為豐富,反應器也能達到很好的效果。
三、PCR-DGGE技術在污泥生物處理中的應用
污泥的穩定化在污泥處理過程中是一個相當重要的過程。在此過程當中,微生物的穩定對于整個污泥系統的穩定起到了至關重要的作用。專家們采用DGGE指紋圖譜技術,研究污泥堆肥工藝中的細菌種群動態變化和種群的多樣性。研究證明:生物法污泥堆肥時間不大于8d。采用DGGE指紋圖譜與相似性系數Cs值對污泥堆肥各工藝環節樣品進行相關分析,可以發現,反應時間的持續,導致了微生態結構的Cs值逐漸增高。這說明:微生物種群結構會逐漸趨于穩定狀態。污泥微生態種群可以迅速進行選擇,進而調整內部細菌種群數量和結構。
四、總結
采用PCR-DGGE技術,可以科學、直觀的研究出環境中細菌群落及多樣性。我們需要避開DGGE技術的先天缺陷,這就需要我們的科研工作人員,在該領域繼續加大研究力度,為環境工程做出更大貢獻。
作者:盧笛 劉海珍 單位:河南豫光金鉛集團有限責任公司 濟源市環境監察支隊