本文關(guān)鍵詞：蚯蚓—微生物協(xié)同處理城市污泥的研究

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【摘要】：城市污泥(Sewage sludge)是污水處理過程中產(chǎn)生的有機(jī)沉淀物,營養(yǎng)成分含量高,具有農(nóng)業(yè)利用的價(jià)值和潛力,但也含有大量重金屬、病原體、有機(jī)污染物等有害物質(zhì),不經(jīng)過恰當(dāng)處理可能會造成二次環(huán)境污染。目前國內(nèi)主要采用的填埋、焚燒及土地利用等方式存在資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn),利用蚯蚓和微生物處理具有高效快速、環(huán)保無污染的優(yōu)勢,由于氣候條件差異,對熱帶地區(qū)污泥處理效能的關(guān)注較少。本文以�？谑谐鞘形勰嗪统嘧訍蹌衮�(Eisenia fetida)為主要研究對象,分析了�？谑谐鞘形勰嗬砘再|(zhì)及其主要污染物成分,研究了添加不同含量木薯渣對蚯蚓處理城市污泥的影響和蚯蚓-微生物協(xié)同處理的效果,處理前后污泥細(xì)菌多樣性的變化,探討熱帶地區(qū)蚯蚓-微生物協(xié)同處理城市污泥與農(nóng)業(yè)廢棄物的效果,旨在為熱帶地區(qū)開展城市污泥與農(nóng)業(yè)廢棄物共同資源化利用提供新思路和研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下：1.海口市城市污泥有機(jī)質(zhì)含量59.61%,全量氮、磷、鉀含量分別達(dá)到41.17、20.23、20.40 g·kg-1,速效氮、磷、鉀含量分別為1.17、0.44、10.21 g·kg-1;重金屬除Zn外其余均未超過污泥農(nóng)用A級標(biāo)準(zhǔn)；E PAHs (Total polycyclic aromatic hydrocarbon)含量為6.44 mg·kg-1,超過了我國污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的限值5 mg·kg-1。o2.木薯渣與污泥配比的處理組蚯蚓生長繁殖良好,存活率、蚯蚓個體增重及總產(chǎn)繭量上優(yōu)于100%污泥。蚯蚓處理后污泥的有機(jī)質(zhì)和全氮含量均有所下降,堿解氮含量明顯增加,C組(80%污泥+20%木薯渣)處理后污泥中全磷與速效磷、全鉀與速效鉀含量增幅均最高,對增加污泥肥效的效果最好。PAHs含量在A、B、C三組污泥中降低幅度分別為10.48%、15.44%、29.74%,蚯蚓體內(nèi)含量增加幅度分別為24.59%、40.19%、51.71%,C組(80%污泥+20%木薯渣)降低PAHs含量效果最佳。3.不同方式處理后,各組污泥有機(jī)質(zhì)和全氮含量均有所下降,全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀增幅最大的均為C3組(80%污泥+20%木薯渣+蚯蚓+EM菌(Effective Microorganisms));處理后污泥中PAHs含量均下降,協(xié)同處理C3組對污泥PAHs含量降低幅度更大,其蚯蚓體內(nèi)富集PAHs幅度也最高。協(xié)同處理對增加污泥營養(yǎng)、PAHs的降解效果均最好。4.污泥細(xì)菌多樣性研究的最佳分類水平為“科”,處理后C1、C2、C3組污泥中細(xì)菌多樣性均高于處理前；從物種組成上來看,與處理前相比,處理組污泥中生絲微菌(Hyphomicrobiaceae)、紅螺菌(Rhodospirillaceae)和赤桿菌(Erythrobacteraceae)等與分解有機(jī)物和降解污染物有關(guān)的微生物相對豐度增加,說明微生物的作用可能降低了污泥中PAHs含量；而協(xié)同處理C3組污泥PAHs含量降低幅度最大,赤桿菌(Erythrobacteraceae)的相對豐度增加最多,說明它可能對降解PAHs貢獻(xiàn)較大。處理后物種表達(dá)情況也有明顯變化,有害菌如黃桿菌(Flavobacteriaceae)、黃單胞菌(Xanthomonadaceae)等表達(dá)量降低,而互營桿菌(Syntrophobacteraceae)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobiaceae)等有益于降解有機(jī)污染物和提高營養(yǎng)元素含量的微生物表達(dá)量增加,而協(xié)同處理組主要是假單胞菌(Pseudomonadaceae)、類芽孢桿菌(Paenibacillaceae)等有機(jī)物分解、降解PAHs和促進(jìn)植物生長相關(guān)微生物的表達(dá)量升高,說明假單胞菌和類芽孢桿菌可能對協(xié)同處理組在增加營養(yǎng)元素和降低PAHs含量方面貢獻(xiàn)較大。
【關(guān)鍵詞】：城市污泥 木薯渣 蚯蚓 協(xié)同處理 細(xì)菌多樣性
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 前言12-20
• 1.1 城市污泥的性質(zhì)12-15
• 1.1.1 污泥中有益成分13
• 1.1.2 污泥中有害成分13-15
• 1.1.2.1 重金屬13-14
• 1.1.2.2 多種病原體14
• 1.1.2.3 多種有機(jī)污染物14-15
• 1.2 城市污泥國內(nèi)外處理處置現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 處理處置現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 污泥處理處置發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 木薯渣處理現(xiàn)狀17
• 1.4 蚯蚓處理城市污泥國內(nèi)外研究進(jìn)展17-18
• 1.5 選題依據(jù)、研究內(nèi)容及意義18-19
• 1.6 技術(shù)路線19-20
• 2 �？谑谐鞘形勰嗬砘再|(zhì)及主要污染物成分分析20-27
• 2.1 材料與方法20-23
• 2.1.1 主要試劑與儀器20
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料20-21
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法21-23
• 2.1.3.1 理化性質(zhì)測定方法21
• 2.1.3.2 重金屬測定21-22
• 2.1.3.3 PAHs測定22-23
• 2.1.4 數(shù)據(jù)處理與分析23
• 2.2 結(jié)果與分析23-25
• 2.2.1 污泥基本理化性質(zhì)23-24
• 2.2.2 污泥重金屬含量分析24
• 2.2.3 污泥中PAHs含量24-25
• 2.3 討論25-26
• 2.4 結(jié)論26-27
• 3 蚯蚓處理城市污泥和木薯渣混合物的效果研究27-36
• 3.1 材料與方法27-28
• 3.1.1 主要試劑與儀器27
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)材料27
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)27-28
• 3.1.4 分析方法28
• 3.1.4.1 理化性質(zhì)測定方法28
• 3.1.4.2 PAHs測定28
• 3.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析28
• 3.2 結(jié)果與分析28-33
• 3.2.1 添加木薯渣對蚯蚓生長繁殖和發(fā)育的影響28-29
• 3.2.2 對污泥理化性質(zhì)的影響29-31
• 3.2.2.1 污泥pH、EC變化情況29-30
• 3.2.2.2 污泥營養(yǎng)成分變化情況30-31
• 3.2.3 污泥及蚯蚓體內(nèi)PAHs含量的變化31-33
• 3.3 討論33-34
• 3.4 結(jié)論34-36
• 4 蚯蚓-微生物協(xié)同處理污泥與木薯渣效果的比較研究36-43
• 4.1 材料與方法36-37
• 4.1.1 主要試劑與儀器36
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)材料36
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)方法36-37
• 4.1.4 分析方法37
• 4.1.4.1 污泥營養(yǎng)成分測定方法37
• 4.1.4.2 PAHs測定37
• 4.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析37
• 4.2 結(jié)果與分析37-41
• 4.2.1 對污泥營養(yǎng)成分的影響37-39
• 4.2.2 對污泥和蚯蚓體內(nèi)PAHs含量的影響39-41
• 4.3 討論41-42
• 4.4 結(jié)論42-43
• 5 蚯蚓-微生物協(xié)同處理對污泥細(xì)菌多樣性的影響43-52
• 5.1 材料與方法43-45
• 5.1.1 供試材料43
• 5.1.2 主要試劑和儀器43-44
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 5.1.3.1 污泥樣品DNA提取44
• 5.1.3.2 PCR擴(kuò)增及產(chǎn)物回收44-45
• (1) 引物設(shè)計(jì)44
• (2) PCR擴(kuò)增條件44
• (3) PCR產(chǎn)物回收純化44-45
• 5.1.3.3 Hiseq測序45
• 5.2 結(jié)果分析45-50
• 5.2.1 OTU稀釋曲線45
• 5.2.2 OTU Alpha多樣性分析45-46
• 5.2.3 物種分類與樣品比較分析46-50
• 5.2.3.1 最佳分類水平的確定46
• 5.2.3.2 物種分布堆疊圖分析46-47
• 5.2.3.3 物種分類熱圖分析47-49
• 5.2.3.4 主成分分析49
• 5.2.3.5 最佳分類水平上的聚類分析49-50
• 5.3 討論50-51
• 5.3.1 樣品物種組成50
• 5.3.2 物種表達(dá)情況50-51
• 5.4 結(jié)論51-52
• 6 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)和展望52-54
• 6.1 結(jié)論52-53
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)53
• 6.3 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-61
• 在讀期間發(fā)表的論文及待發(fā)表的論文61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1097900