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硝化型生物絮团的驯化培养

田道贺 桂福坤 李华 周子明 刘青松 董宏标 段亚飞 张家松

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硝化型生物絮团的驯化培养

    作者简介: 田道贺(1994— ),男,硕士研究生,从事工厂化循环水研究。E-mail: tiandaohe258@163.com;
    通讯作者: 张家松, jiasongzhang@hotmail.com
  • 中图分类号: X52

Domestication and cultivation of nitrifying bio-floc

    Corresponding author: Jiasong ZHANG, jiasongzhang@hotmail.com
  • CLC number: X52

  • 摘要: 为培养硝化型生物絮团(Biofloc),减少碳源投加,提高絮团效率且缩短培养周期。采用养殖废水排污口底泥为接种污泥培养生物絮团,通过逐渐减少碳源投加,开展了硝化型生物絮团定向培养,并结合高通量测序分析了生物絮团菌群变化。结果表明,排污口底泥主要优势菌群与其他报道异养生物絮团一致,具有良好的微生物菌群基础,能够在7 d内形成出水稳定的生物絮团。随着碳源减少,生物絮团微生物菌群结构随之改变,32 d后形成硝化型生物絮团。高通量测序结果显示,接种污泥和硝化型生物絮团主要优势菌群均为Proteobacteria (变形菌门)和Bacteroidetes (拟杆菌门)。在纲水平上,原始污泥优势菌群为Gammaproteobacteria (γ-变形杆菌属)、Bacteroidia (拟杆菌属)和Deltaproteobacteria (δ-变形杆菌属),而硝化型生物絮团优势菌群为Bacteroidia (拟杆菌属)、Gammaproteobacteria (γ-变形杆菌属)和Anaerolineae (厌氧绳菌属)。硝化型生物絮团硝化菌总相对丰度对比原始污泥有了较大提高,出水水质稳定,能有效调控养殖后期水质,降低养殖成本。
  • 图 1  异养生物絮团照片

    Figure 1.  Pictures of heterotrophic bio-floc

    图 2  异养生物絮团驯化阶段氨氮、亚硝酸氮和CODMn变化

    Figure 2.  Dynamic changes of NH4+-N, NO2--N and CODMn with heterotrophic biofioc at acclimatization stage

    图 3  硝化型生物絮团氨氮、亚硝酸盐氮、CODMn变化

    Figure 3.  Dynamic changes of NH4+-N, NO2--N and CODMn with nitrifying biofloc

    图 4  原始污泥与硝化型生物絮团的菌群分布(门层级)

    Figure 4.  Bacterial composition at Phylum level of original sludge and nitrifying bio-flocs

    表 1  原始污泥与硝化型生物絮团中硝化细菌的属水平丰度

    Table 1.  Relative abundance of nitrifying bacteria at Genus level of original sludge and nitrifying bioflocs

    硝化细菌属分类
    nitrifying bacteria genera axonom
    原始污泥
    original sludge
    硝化型生物絮团
    nitrifying bio-flocs
    亚硝酸盐氧化细菌 NOBNitrincola0.010.00
    Nitrococcus0.020.45
    Nitrospina0.020.00
    Nitrincolaceae-Unclassified0.010.00
    Nitrincolaceae-uncultured0.020.01
    Nitrospira0.050.00
    氨氧化细菌 AOBNitrosomonas0.060.10
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-25
  • 录用日期:  2019-03-14
  • 网络出版日期:  2019-04-19

硝化型生物絮团的驯化培养

    作者简介:田道贺(1994— ),男,硕士研究生,从事工厂化循环水研究。E-mail: tiandaohe258@163.com
    通讯作者: 张家松, jiasongzhang@hotmail.com
  • 1. 浙江海洋大学,国家海洋设施养殖工程技术研究中心,浙江 舟山 316002
  • 2. 中国水产科学研究院南海水产研究所,农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州 510300
  • 3. 中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地,广东 深圳 518121

摘要: 为培养硝化型生物絮团(Biofloc),减少碳源投加,提高絮团效率且缩短培养周期。采用养殖废水排污口底泥为接种污泥培养生物絮团,通过逐渐减少碳源投加,开展了硝化型生物絮团定向培养,并结合高通量测序分析了生物絮团菌群变化。结果表明,排污口底泥主要优势菌群与其他报道异养生物絮团一致,具有良好的微生物菌群基础,能够在7 d内形成出水稳定的生物絮团。随着碳源减少,生物絮团微生物菌群结构随之改变,32 d后形成硝化型生物絮团。高通量测序结果显示,接种污泥和硝化型生物絮团主要优势菌群均为Proteobacteria (变形菌门)和Bacteroidetes (拟杆菌门)。在纲水平上,原始污泥优势菌群为Gammaproteobacteria (γ-变形杆菌属)、Bacteroidia (拟杆菌属)和Deltaproteobacteria (δ-变形杆菌属),而硝化型生物絮团优势菌群为Bacteroidia (拟杆菌属)、Gammaproteobacteria (γ-变形杆菌属)和Anaerolineae (厌氧绳菌属)。硝化型生物絮团硝化菌总相对丰度对比原始污泥有了较大提高,出水水质稳定,能有效调控养殖后期水质,降低养殖成本。

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