本文關(guān)鍵詞：高鹽度和常溫下Anammox工藝微生物特性研究

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【摘要】：厭氧氨氧化工藝具有污泥產(chǎn)量低、耗能低、無需外加碳源等優(yōu)點(diǎn),是一種應(yīng)用價(jià)值極高的生物脫氮技術(shù)。高鹽度會(huì)提高溶液滲透壓,可能會(huì)殺死微生物或者導(dǎo)致微生物細(xì)胞脫水引起細(xì)胞質(zhì)壁分離和休眠。溫度主要影響生化反應(yīng)酶的活性。諸多研究多集中于鹽度對厭氧氨氧化反應(yīng)器性能、厭氧氨氧化活性、脫氮效率等方面,這些研究證實(shí)了厭氧氨氧化微生物經(jīng)過馴化能夠適應(yīng)高鹽環(huán)境。本課題主要研究了提升鹽度下厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能、厭氧氨氧化菌的數(shù)量變化情況,同時(shí)采用高通量測序技術(shù)研究不同鹽度下厭氧氨氧化反應(yīng)器中的厭氧氨氧化菌和伴生菌微生物群落結(jié)構(gòu),此外,還研究常溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器的運(yùn)行性能及微生物群落結(jié)構(gòu)。主要結(jié)論如下:(1)將厭氧氨氧化反應(yīng)器R1的配水鹽度由18g/L分別提升至23g/L和28g/L,研究了鹽度提升對厭氧氨氧化反應(yīng)器R1脫氮性能的影響。結(jié)果表明,在鹽度提升過程中厭氧氨氧化菌經(jīng)歷了適應(yīng)期和穩(wěn)定期兩個(gè)階段,兩次鹽度提升對厭氧氨氧化菌影響均不大,厭氧氨氧化菌的適應(yīng)期僅為4d左右,表明反應(yīng)器R1中厭氧氨氧化菌對鹽度的適應(yīng)性較強(qiáng)。體式顯微鏡結(jié)果顯示,反應(yīng)器R1中厭氧氨氧化顆粒污泥均呈磚紅色,表面凹凸不平,有許多隆起和內(nèi)陷,形狀不規(guī)則,以長條形居多。掃描電鏡結(jié)果顯示,反應(yīng)器R1中厭氧氨氧化顆粒污泥表面含有大量球菌、桿菌和絲狀菌,厭氧氨氧化顆粒污泥內(nèi)部存在大量孔洞。熒光定量PCR結(jié)果表明,在鹽度從18g/L提高到23g/L和28g/L時(shí),反應(yīng)器R1中的厭氧氨氧化菌數(shù)量呈現(xiàn)上升的趨勢,28g/L鹽度下厭氧氨氧化菌16S rRNA基因拷貝數(shù)為3.7×108copies/(mg-dry sludge),對比其他文獻(xiàn),反應(yīng)器R1中厭氧氨氧化菌維持在較高數(shù)量,故反應(yīng)器R1仍維持較高的脫氮效率。(2)將厭氧氨氧化反應(yīng)器R1的配水鹽度由18g/L分別提升至23g/L和28g/L,研究了鹽度提升對厭氧氨氧化反應(yīng)器R1微生物群落的影響。微生物種群多樣性由高到低依次為:18g/L鹽度污泥樣品23g/L鹽度污泥樣品28g/L鹽度污泥樣品。不同鹽度共有OTU的數(shù)目占總OTU數(shù)目的67.4%,獨(dú)有OTU數(shù)目較少,不同鹽度運(yùn)行條件下Anammox反應(yīng)器中微生物種類差異較小,但Heatmap圖表征的微生物種類含量差異較大。不同鹽度下厭氧氨氧化顆粒污泥樣品中的優(yōu)勢門種均為Planctomycetes、Proteobateria、Chloroflexi,三者的豐度約占88%~94%的水平,在數(shù)量上占據(jù)絕對優(yōu)勢,與已有文獻(xiàn)報(bào)道是一致的。不同鹽度樣品中具有厭氧氨氧化活性的屬均為Brocadiaceae_unclassied屬和Candidatus_Kuenenia屬,二者在18g/L、23g/L、28g/L鹽度下的豐度分別是24.6%、56.7%、61.2%和17.7%、2.3%和3.1%。隨著鹽度的提高,Brocadiaceae_unclassied菌的豐度逐漸升高,而Candidatus_Kuenenia菌的豐度在鹽度為23g/L時(shí)驟降。在鹽度提升過程中,厭氧氨氧化菌群結(jié)構(gòu)逐漸由原來的Brocadiaceae_unclassied菌和Candidatus Kuenenia菌共存轉(zhuǎn)變?yōu)锽rocadiaceae_unclassied菌占據(jù)優(yōu)勢。這表明厭氧氨氧化菌菌屬之間存在競爭關(guān)系,而高鹽度更有利于Brocadiaceae_unclassied菌的富集。(3)對厭氧氨氧化反應(yīng)器R2在不同溫度下的脫氮性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,當(dāng)反應(yīng)器R2從33℃降低到19℃,降溫對反應(yīng)器R2脫氮性能沒有表現(xiàn)出明顯的抑制作用,在19℃條件下將氨氮和亞硝氮濃度分別從100mg/L提升至200mg/L,反應(yīng)器氨氮去除率、亞硝氮去除率、總氮去除率有少許下降,分別維持在80%、85%、80%左右。在溫度為19℃左右,進(jìn)水總氮去除負(fù)荷高達(dá)1.36kg·m-3·d-1時(shí),反應(yīng)器R2仍具有良好的脫氮性能。Planctomycetes、Proteobateria、Chloroflexi是優(yōu)勢菌門,三者的豐度占微生物種群的82.44%的水平,反應(yīng)器R2中的功能菌是Candidatus_Kuenenia,可適應(yīng)常溫(19℃)條件,并在此溫度下維持較高的生物脫氮活性。
【關(guān)鍵詞】：厭氨氧氧化 鹽度 溫度 微生物 微生物群落結(jié)構(gòu)
【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】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 厭氧氨氧化菌10-12
• 1.1.1 厭氧氨氧化菌的發(fā)現(xiàn)10
• 1.1.2 厭氧氨氧化菌的分類和分布10-11
• 1.1.3 厭氧氨氧化菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)11
• 1.1.4 厭氧氨氧化反應(yīng)機(jī)理11-12
• 1.2 厭氧氨氧化工藝的影響因素12-15
• 1.2.1 底物濃度12-13
• 1.2.2 溫度13
• 1.2.3 PH13-14
• 1.2.4 溶解氧14
• 1.2.5 鹽度14-15
• 1.3 分子生物學(xué)在厭氧氨氧化研究中的應(yīng)用15-18
• 1.3.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR15
• 1.3.2 熒光原位雜交15-16
• 1.3.3 變性梯度凝膠電泳16-17
• 1.3.4 高通量測序技術(shù)17-18
• 1.4 研究目的與內(nèi)容18-20
• 1.4.1 研究背景18
• 1.4.2 研究目的與研究內(nèi)容18-19
• 1.4.3 技術(shù)路線19-20
• 2 鹽度提升對Anammox反應(yīng)器脫氮性能及功能菌的影響研究20-34
• 2.1 材料與方法20-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)20-21
• 2.1.2 常規(guī)測試項(xiàng)目與方法21
• 2.1.3 厭氧氨氧化顆粒污泥樣品懫集和DNA的提取21-22
• 2.1.4 克隆文庫的構(gòu)建22-23
• 2.1.5 熒光定量PCR23-24
• 2.2 結(jié)果與討論24-32
• 2.2.1 鹽度提升對Anammox反應(yīng)器脫氮性能的影響24-27
• 2.2.2 Anammox顆粒污泥的形體特征和表面特性27-29
• 2.2.3 鹽度提升下厭氧氨氧化菌的定量分析29-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 3 鹽度提升下Anammox反應(yīng)器中微生物群落組成結(jié)構(gòu)34-48
• 3.1 材料和方法34-35
• 3.2 微生物多樣性分析35-41
• 3.2.1 稀釋性曲線分析36-37
• 3.2.2 群落豐富度以及多樣性指數(shù)37-38
• 3.2.3 微生物群落結(jié)構(gòu)分析38-41
• 3.3 不同鹽度下微生物種類的鑒定和分析41-47
• 3.3.1 門水平的群落結(jié)構(gòu)分析41-43
• 3.3.2 綱水平的群落結(jié)構(gòu)分析43-45
• 3.3.3 屬水平的群落結(jié)構(gòu)分析45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 常溫下Anammox反應(yīng)器運(yùn)行性能及微生物群落結(jié)構(gòu)研究48-62
• 4.1 材料與方法48-50
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)48-49
• 4.1.2 常規(guī)測試項(xiàng)目與方法49-50
• 4.1.3 MiSeq高通量測序分析50
• 4.2 結(jié)果與討論50-60
• 4.2.1 運(yùn)行期間Anammox反應(yīng)器脫氮性能分析50-54
• 4.2.2 反應(yīng)器污泥粒徑分析54-55
• 4.2.3 常溫下Anammox反應(yīng)器中微生物群落結(jié)構(gòu)分析55-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 5 結(jié)論與建議62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 建議63-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-76

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1 李祥;袁怡;黃勇;王勇;;厭氧氨氧化微生物研究進(jìn)展[J];環(huán)境科技;2009年02期

2 鄭平;張蕾;;厭氧氨氧化菌的特性與分類[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2009年05期

3 唐崇儉;鄭平;;厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)與對策[J];中國給水排水;2010年04期

4 孫文汗;楊繼剛;;厭氧氨氧化的啟動(dòng)與影響因素[J];遼寧化工;2013年06期

5 王靜;郝建安;張愛君;楊波;姜天翔;張雨山;;厭氧氨氧化反應(yīng)研究進(jìn)展[J];水處理技術(shù);2014年03期

6 胡細(xì)全,劉大銀,蔡鶴生;厭氧氨氧化的微生物研究進(jìn)展[J];上海環(huán)境科學(xué);2003年S2期

7 王燕舞,劉康懷;厭氧氨氧化工藝及其應(yīng)用前景[J];礦產(chǎn)與地質(zhì);2004年01期

8 張少輝,王天玖,鄭平;厭氧氨氧化研究進(jìn)展[J];中國沼氣;2004年02期

9 胡細(xì)全,劉大銀,蔡鶴生;厭氧氨氧化的研究及其應(yīng)用[J];環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備;2004年03期

10 楊嵐,楊景亮,李再興,孫斌,陳旭東;厭氧氨氧化技術(shù)研究進(jìn)展[J];河北化工;2004年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 路青;張振賢;付秋爽;徐偉濤;黨酉勝;;厭氧氨氧化工藝研究進(jìn)展[A];上海（第二屆）水業(yè)熱點(diǎn)論壇論文集[C];2010年

2 林琳;;含氨廢水生物處理-厭氧氨氧化技術(shù)啟動(dòng)研究進(jìn)展[A];2014中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第五章）[C];2014年

3 鮑林林;李剛強(qiáng);李冬;;常溫低基質(zhì)濃度下磷酸鹽對厭氧氨氧化過程的影響[A];河南省化學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

4 姜昕;馬鳴超;李俊;鐘佐q，

本文編號：744171