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酒精废水处理工艺中氧化沟污泥的微生物菌群分析

文档作者：王莹1，2，刘凤霞1，2，赵印2，3，李慧星1，2，薛刚1，2*，李津1，2 文档来源： 1.南阳理工学院生物与化学工程学院 2.河南省工业微生物资源与发酵技术重点实验室 3.河南天冠企业集团有限公司车			点击数：
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China Brewing 2018 Vol.37 No．2
Serial No．312
自1970年石油危机以来，全球酒精产量急剧增加。我国
是酒精生产大国，产量仅次于美国、巴西和欧盟，约占全
球总产量的3%[1]。然而酒精生产会伴随着大量废水的产
生，且废水有化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）、
生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）、悬浮物
浓度高的特点[2-3]。酒精废水的主要治理技术是厌氧消化，
其既可以有效消化降解废水中的有机物，实现降低废水中
COD和BOD等指标，又可以生产清洁能源物质—沼气，提
供能量[1，3]。然而酒精废水经过厌氧消化处理后，厌氧出水
中仍含有一定量的有机物，包括难以消化的化合物、厌氧
微生物的代谢产物等，厌氧出水中COD和BOD仍分别有
1 000～2 000 mg/L和500～700 mg/L，还含有氨氮、磷酸盐
等无机盐类。因此，厌氧出水仍需进一步处理才能达到排
放标准，通常采用好氧曝气工艺来降低厌氧出水中的COD
和BOD，并达到脱磷除氨的目的[4-6]。
氧化沟是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，自1954年
在荷兰首次投入使用以来，由于其具有出水水质好、抗冲
击负荷能力强等技术特点，已在国内外广泛应用[7]。氧化
沟的高效运行主要依赖于好氧活性污泥的微生物菌群，
所以氧化沟活性污泥（简称好氧污泥）的微生物菌群研究
酒精废水处理工艺中氧化沟污泥的微生物菌群分析
王莹1，2，刘凤霞1，2，赵印2，3，李慧星1，2，薛刚1，2*，李津1，2
（1.南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳473004；2.河南省工业微生物资源与发酵技术重点实验室，河南南阳473004；
3.河南天冠企业集团有限公司车用生物燃料技术国家重点实验室，河南南阳473000）
摘要：该实验分析了酒精废水处理过程的主要指标变化，并基于Illumina MiSeq测序方法研究了氧化沟活性污泥的微生物菌群，分
析污泥中微生物种类、丰度和功能。结果表明，在酒精废水处理过程中，pH的变化较小，总磷（TP）浓度不断减小，NH4
+-N浓度呈先升高
后降低的趋势，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）呈先快速减小后缓慢减小的趋势。氧化沟活性污泥中生丝微菌属（Tetrasphaera）
对废水中磷元素的去除起重要的作用；陶厄氏菌属（Thauera）对废水中氮元素的去除起重要的作用；球形杆菌属（Sphaerobacter）、陶
厄氏菌属（Thauera）、沙雷氏菌属（Serratia）能够降解或转化结构复杂的有机物；热单胞菌属（Caldimonas）在污泥中丰度高，但其特性
和功能尚不清晰，有待更加深入地研究。
关键词：氧化沟；活性污泥；酒精废水；微生物菌群；高通量测序
中图分类号：X172 文章编号：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
基金项目：河南省科技攻关计划项目(162102310608)；车用生物燃料技术国家重点实验室开放课题（2013023）
作者简介：王莹（1984-），女，讲师，硕士，主要从事工业微生物菌种的选育及应用，生物活性成分的分离、提取和化学分析等的研究工作。
*通讯作者：薛刚（1961-），男，教授，博士，主要从事工业微生物菌种的选育及应用，生物活性成分的分离、提取和化学分析等的研究工作。
·54· Research Report

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