本文選題：A2/O工藝 + 微生物群落結(jié)構(gòu)�。� 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：A2/O工藝是一種常用的污水生物處理工藝。在污水生物處理系統(tǒng)中,污染物的去除過程本質(zhì)上是微生物自身的的代謝過程。微生物的種類、數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)的演替直接影響系統(tǒng)對污染物的去除。因此,對污水生物處理系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)的研究顯得尤為必要。本研究采用Mi Seq高通量技術(shù)對城市污水廠厭氧、缺氧和好氧污泥樣品進行了DNA測序,結(jié)果表明:系統(tǒng)中微生物種類繁多,多樣性較高。好氧池和厭氧池中,優(yōu)勢菌門是Proteobacteria(最優(yōu)勢菌門)、Firmicutes、Bacteroidetes和Chloroflexi;缺氧池中優(yōu)勢菌門為Bacteroidetes(最優(yōu)勢菌門),Planctomycetes、Proteobacteria、Acidobacteria和Firmicutes。三種污泥樣品中最優(yōu)勢菌屬均為Terrimonas。整個系統(tǒng)中硝化細菌群落結(jié)構(gòu)較為單一,AOB只有Nitrosomonas,NOB只有Nitrospira。而反硝化細菌多樣性高,好氧池中存在大量好氧反硝化細菌,整個系統(tǒng)的自養(yǎng)反硝化細菌數(shù)量極少。EPS是活性污泥絮體的重要組成部分,它可以吸附污水中的金屬離子[1]和有機污染物[2],對微生物聚集體的形成和結(jié)構(gòu)的維持具有重要作用[3],還可以保護微生物減小外部不利環(huán)境的沖擊。本研究采用超聲法提取城市污水處理廠和高鹽廢水處理系統(tǒng)活性污泥中的EPS,并測定其中蛋白質(zhì)和多糖的含量,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)為EPS的主要成分。紅外光譜和三維熒光光譜證明了EPS中蛋白質(zhì)和多糖的存在,還發(fā)現(xiàn)高鹽厭氧池的EPS中可能存在腐殖酸。聚集沉降實驗結(jié)果表明,EPS有利于污泥聚集,且好氧污泥的EPS比厭氧污泥的EPS對污泥聚集的作用大,高鹽厭氧池的EPS對污泥的聚集影響很小。胞外蛋白作為EPS的主要成分,其性質(zhì)很大程度上決定了EPS的性質(zhì),進而影響污泥聚體的特性和功能。用基于LC-MS/MS技術(shù)的鳥槍法對污水處理廠活性污泥中的胞外蛋白進行鑒定。根據(jù)基因本體論注釋(GOA)分別對厭氧、缺氧和好氧污泥中鑒定出的130、108和114種胞外蛋白進行分類,結(jié)果表明,三種污泥的胞外蛋白參與的生物過程、主要來源和分子功能都基本相同。胞外蛋白主要來源于細胞溶解,參與最多的都是代謝過程、細胞加工過程和單一生物體過程,主要的分子功能是催化活性和結(jié)合活性。說明胞外蛋白具有催化、降解和結(jié)合多價陽離子與有機分子的潛在功能。厭氧污泥和好氧污泥結(jié)構(gòu)的差異可能與它們中所含的催化活性蛋白有關(guān)。本研究從微觀角度揭示了微生物群落結(jié)構(gòu)、EPS組成和特性以及胞外蛋白種類和功能等信息,有助于對活性污泥特性的深入了解,為生物廢水處理工藝的宏觀調(diào)控提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:A _ 2 / O process is a commonly used biological wastewater treatment process. In the wastewater biological treatment system, the pollutant removal process is essentially the metabolic process of the microorganism itself. The species, quantity and succession of community structure of microorganisms directly affect the removal of pollutants by the system. Therefore, it is necessary to study the microbial community structure in wastewater biological treatment system. DNA sequencing of anaerobic, anoxic and aerobic sludge samples from municipal wastewater treatment plants was carried out by Mi Seq high-throughput technology. The results showed that the microbes in the system were various and diverse. In aerobic and anaerobic ponds, the dominant bacteria were Proteobacteria (most dominant bacteria), Bacteroidetes and Chloroflexi.The dominant bacteria in anoxic pool were Bacteroidetes (Planctomycetes-Proteobacteria Acidobacteria and Firmicutes.) Terrimonas was the most dominant bacteria in the three kinds of sludge samples. The community structure of nitrifying bacteria in the whole system was single AOB was only Nitrosomonasaurus Nob and Nitrospira. But denitrifying bacteria diversity is high, there are a lot of aerobic denitrifying bacteria in aerobic tank, the number of autotrophic denitrifying bacteria in the whole system is very few. EPS is an important part of activated sludge floc. It can adsorb metal ions [1] and organic pollutants [2] in wastewater, play an important role in the formation and maintenance of microbial aggregates, and protect microorganisms from external adverse environmental impacts. In this study, EPSs from activated sludge of municipal wastewater treatment plant and high-salt wastewater treatment system were extracted by ultrasonic method, and the contents of protein and polysaccharide were determined. Protein was found to be the main component of EPS. The existence of proteins and polysaccharides in EPS was confirmed by IR and 3D fluorescence spectra. Humic acid was also found in EPS of high salt anaerobic tank. The results of agglomeration experiment showed that EPS of aerobic sludge was more effective than that of anaerobic sludge, and EPS of high salt anaerobic tank had little effect on sludge accumulation. As the main component of EPS, the properties of extracellular proteins largely determine the properties of EPS, and then affect the properties and functions of sludge polymers. The extracellular protein in activated sludge of sewage treatment plant was identified by bird gun method based on LC-MS / MS technique. 130108 and 114 extracellular proteins identified from anaerobic, anoxic and aerobic sludge were classified according to genetic ontology. The results showed that extracellular proteins of three kinds of sludge were involved in the biological process. The main sources and molecular functions are basically the same. Extracellular proteins are mainly derived from cell dissolution, and most of them are involved in metabolic process, cell processing process and single organism process. The main molecular functions are catalytic activity and binding activity. It is suggested that extracellular proteins have the potential functions of catalysis, degradation and binding of polyvalent cations and organic molecules. The differences between anaerobic sludge and aerobic sludge may be related to their catalytic active proteins. In this study, the composition and characteristics of microbial community structure EPS, the types and functions of extracellular proteins were revealed, which was helpful to understand the characteristics of activated sludge and to provide a theoretical basis for macro-control of biological wastewater treatment process.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：2046837