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酒精廢水處理工藝中氧化溝污泥的微生物菌群分析

文檔作者：王瑩1，2，劉鳳霞1，2，趙印2，3，李慧星1，2，薛剛1，2*，李津1，2 文檔來源： 1.南陽理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院 2.河南省工業(yè)微生物資源與發(fā)酵技術(shù)重點實驗室 3.河南天冠企業(yè)集團有限公司車		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年03月19日
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China Brewing 2018 Vol.37 No．2
Serial No．312
自1970年石油危機以來，全球酒精產(chǎn)量急劇增加。我國
是酒精生產(chǎn)大國，產(chǎn)量僅次于美國、巴西和歐盟，約占全
球總產(chǎn)量的3%[1]。然而酒精生產(chǎn)會伴隨著大量廢水的產(chǎn)
生，且廢水有化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）、
生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）、懸浮物
濃度高的特點[2-3]。酒精廢水的主要治理技術(shù)是厭氧消化，
其既可以有效消化降解廢水中的有機物，實現(xiàn)降低廢水中
COD和BOD等指標(biāo)，又可以生產(chǎn)清潔能源物質(zhì)—沼氣，提
供能量[1，3]。然而酒精廢水經(jīng)過厭氧消化處理后，厭氧出水
中仍含有一定量的有機物，包括難以消化的化合物、厭氧
微生物的代謝產(chǎn)物等，厭氧出水中COD和BOD仍分別有
1 000～2 000 mg/L和500～700 mg/L，還含有氨氮、磷酸鹽
等無機鹽類。因此，厭氧出水仍需進一步處理才能達到排
放標(biāo)準(zhǔn)，通常采用好氧曝氣工藝來降低厭氧出水中的COD
和BOD，并達到脫磷除氨的目的[4-6]。
氧化溝是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，自1954年
在荷蘭首次投入使用以來，由于其具有出水水質(zhì)好、抗沖
擊負(fù)荷能力強等技術(shù)特點，已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用[7]。氧化
溝的高效運行主要依賴于好氧活性污泥的微生物菌群，
所以氧化溝活性污泥（簡稱好氧污泥）的微生物菌群研究
酒精廢水處理工藝中氧化溝污泥的微生物菌群分析
王瑩1，2，劉鳳霞1，2，趙印2，3，李慧星1，2，薛剛1，2*，李津1，2
（1.南陽理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，河南南陽473004；2.河南省工業(yè)微生物資源與發(fā)酵技術(shù)重點實驗室，河南南陽473004；
3.河南天冠企業(yè)集團有限公司車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室，河南南陽473000）
摘要：該實驗分析了酒精廢水處理過程的主要指標(biāo)變化，并基于Illumina MiSeq測序方法研究了氧化溝活性污泥的微生物菌群，分
析污泥中微生物種類、豐度和功能。結(jié)果表明，在酒精廢水處理過程中，pH的變化較小，總磷（TP）濃度不斷減小，NH4
+-N濃度呈先升高
后降低的趨勢，化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）呈先快速減小后緩慢減小的趨勢。氧化溝活性污泥中生絲微菌屬（Tetrasphaera）
對廢水中磷元素的去除起重要的作用；陶厄氏菌屬（Thauera）對廢水中氮元素的去除起重要的作用；球形桿菌屬（Sphaerobacter）、陶
厄氏菌屬（Thauera）、沙雷氏菌屬（Serratia）能夠降解或轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機物；熱單胞菌屬（Caldimonas）在污泥中豐度高，但其特性
和功能尚不清晰，有待更加深入地研究。
關(guān)鍵詞：氧化溝；活性污泥；酒精廢水；微生物菌群；高通量測序
中圖分類號：X172 文章編號：0254-5071（2018）02-0054-06 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2018.02.012
Microbial community of aerobic sludge in an oxidation ditch during the process of
alcohol wastewater treatment
WANG Ying1,2, LIU Fengxia1,2, ZHAO Yin2,3, LI Huixing1,2, XUE Gang1,2*, LI Jin1,2
(1.School of Biological and Chemical Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China;
2.Henan Key Laboratory of Industrial Microbial Resources and Fermentation Technology, Nanyang 473004, China;
3.State Key Laboratory of Biofuel Technology, Henan Tianguan Group Co., Ltd., Nanyang 473000, China)
Abstract：The main indexes changes of alcohol wastewater treatment were analyzed, and the microbial community of aerobic sludge in the oxidation
sludge was investigated by Illumina MiSeq. The species, abundance and function of the microbe were analyzed. Results showed that in the treatment
process of alcohol wastewater, the pH changed a little, total phosphorus (TP) content decreased constantly, and the NH4
+-N concentration increased
first and then decreased, the chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD) showed a tendency of decreasing rapidly and
then slowly. In the oxidation sludge, Tetrasphaera showed important effect on the removal of phosphorus elements in wastewater and Thauera
showed important effect on the removal of nitrogen in wastewater. Sphaerobacter, Thauera and Serratia can degrade or transform complex organic
compounds. The abundance ofCaldimonas in the sludge was high, but its characteristics and function was not clear, which needs to be studied further.
Key words：oxidation ditch; activated sludge; alcohol wastewater; microbial community; high-throughput sequencing
收稿日期：2017-11-24 修回日期：2018-01-24
基金項目：河南省科技攻關(guān)計劃項目(162102310608)；車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室開放課題（2013023）
作者簡介：王瑩（1984-），女，講師，碩士，主要從事工業(yè)微生物菌種的選育及應(yīng)用，生物活性成分的分離、提取和化學(xué)分析等的研究工作。
*通訊作者：薛剛（1961-），男，教授，博士，主要從事工業(yè)微生物菌種的選育及應(yīng)用，生物活性成分的分離、提取和化學(xué)分析等的研究工作。
·54· Research Report

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