污水生物處理技術(shù)是指利用生物的生理特性和代謝作用吸收或降解污水中污染物。其中,活性污泥或生物膜中的細(xì)菌群落是污水生物處理系統(tǒng)的核心,主要負(fù)責(zé)去除污水中的有機(jī)物和氮。因此,研究污水處理系統(tǒng)中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)于改進(jìn)處理工藝和提高處理效率至關(guān)重要。但是現(xiàn)有的研究大部分在DNA水平對(duì)污水處理系統(tǒng)中好氧池或者厭氧池的細(xì)菌群落進(jìn)行研究,無(wú)法準(zhǔn)確提供細(xì)菌群落代謝活性信息。同時(shí),生物脫氮是污水生物處理技術(shù)中的重要環(huán)節(jié),但傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)脫氮效率較低且運(yùn)行成本較高。異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細(xì)菌能夠在同一時(shí)間和空間內(nèi)完成硝化和反硝化作用,它的出現(xiàn)為生物脫氮提供了新的思路。本文結(jié)合變性梯度凝膠電泳（PCR-DGGE）技術(shù)和Illumina高通量測(cè)序技術(shù)在DNA和RNA水平對(duì)皮革廢水生物處理過(guò)程中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)、多樣性、功能及代謝活性進(jìn)行了研究,從活性污泥中篩選出9株高效異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細(xì)菌,探究了其中菌株A2的脫氮特性及機(jī)理,并將其用于強(qiáng)化脫氮處理,評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用的潛能。主要研究結(jié)果如下:（1）在皮革生產(chǎn)含脂廢水的生物處理過(guò)程中,污水化學(xué)需氧量（COD）隨著處理流程的進(jìn)行而逐步降低,且整個(gè)污水處理工... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

皮革加工流程圖

含脂廢水生物處理過(guò)程中水質(zhì)的變化情況如圖 2-2 所示，整個(gè)處理過(guò)程中污水 p介于 6.28-7.73 之間，大多數(shù)微生物能夠在此 pH 范圍能維持正常的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)，從達(dá)到去除有機(jī)污染物和氨氮的目的。經(jīng) A/O 工藝處理后，COD 的去除效率達(dá)到 96.22%從初始的 2476 mg/L 降到了出水的 93.47 mg/L，其中，對(duì)整體 COD 去除效率貢獻(xiàn)最的功能池是缺氧池（AT），其 COD 去除效率高達(dá) 72.61%，占整個(gè)過(guò)程 COD 去除總量63.74%。同時(shí)，氨氮的去除效率也達(dá)到了 99.64%，從初始的 335 mg/L 降到了出水的 1.mg/L，其中氨氮的去除主要發(fā)生在好氧池（OT）和終沉池（FST），這兩個(gè)功能池的氮去除效率分別為 89.78%和 90.91%，而好氧池的氨氮去除率占總?cè)コ实?96.47%，主要是因?yàn)橄趸饔弥邪毖趸^(guò)程需要氧的參與，氧氣是影響微生物進(jìn)行硝化作用的要因素之一[90]。付翠彥[91]通過(guò)混凝沉淀-A/O 工藝處理皮革廢水，在滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行況下，COD 和氨氮的去除效率分別為 94.0%和 91.2%，低于本研究的 COD 和氨氮去效率。本研究出水 COD 和氨氮濃度均低于國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）。

圖 2-3 活性污泥基因組 DNA 提取、細(xì)菌 16S rDNA 和 16S rDNAV3 區(qū)擴(kuò)增Figure 2-3 Genome DNA extraction of activated sludge (A) and amplification ofbacterial 16S rDNA (B) and 16S rDNA V3 region (C).2.3.2.2 PCR-DGGE 分析活性污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)8 個(gè)活性污泥樣品中細(xì)菌 16S rDNA V3 區(qū) PCR 產(chǎn)物的 DGGE 圖譜如 2-4A 所示。對(duì)DGGE 譜圖分析結(jié)果顯示，整個(gè)生物處理過(guò)程中細(xì)菌群落多樣性較高，且菌群結(jié)構(gòu)變化較大。根據(jù) Quantityone 分析結(jié)果，一共從 DGGE 凝膠上切下 33 個(gè)不同條帶，GC、HT、PST、AT、SST、OT、FST 和 CWT 分別有 23、17、18、17、12、12、12 和 15 個(gè)條帶。同時(shí)，不同樣品之間條帶存在一定差異，不同樣品條帶之間的差異反應(yīng)出了在污水處理過(guò)程中，由于環(huán)境條件的變化，細(xì)菌的菌群結(jié)構(gòu)在不斷地發(fā)生變化，并形成了一些獨(dú)有的菌群。條帶 2、3 和 4 只出現(xiàn)在 AT、OT 和 CWT 這 3 個(gè)功能池中，條帶 14 和 15 同時(shí)在 GC 和 PST 這兩個(gè)樣品中檢測(cè)到，而條帶 31、32 和 33 僅在樣品 AT 中檢測(cè)到。條帶

【參考文獻(xiàn)】：
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