以西北亞高原地區(qū)城市污水處理廠（Municipal Sewage Treatment Plant,MSTPs）活性污泥（Activated Sludge,AS）為研究材料,采用Illumina MiSeq高通量測序技術研究其中微生物群落結構、豐度和代謝功能。探討進水水質(zhì)、工藝參數(shù)及環(huán)境因子與活性污泥中微生物群落結構、豐度的相關性。結合污染物吸附轉(zhuǎn)化、分解代謝過程中的主要功能蛋白種類及豐度、主要功能基因和酶豐度及其在碳、氮、磷等污染物代謝途徑中的貢獻,從生物化學和分子水平探討亞高原地區(qū)污水凈化的微生物學機制,主要結果如下。1.A²O和CAST活性污泥工藝在亞高原地區(qū)MSTPs中高效運行,主要污染物（COD、NH₄⁺-N、TP濃度）去除率夏季高于冬季。這與夏季活性污泥沉降性能、污泥濃度及相對微生物量優(yōu)于冬季、夏季微生物群落豐度及多樣性高于冬季的結果一致。MSTPs污染物去除效率與微生物群落物種數(shù)目（OTU數(shù)目）、多樣性（Shannon指數(shù)值）及豐度（Chao指數(shù)值）呈現(xiàn)正相關關系。因此,通過優(yōu)化工藝調(diào)節(jié)生化池NH_4... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 我國污水處理現(xiàn)狀
        1.2.1 污水排放情況
        1.2.2 污水處理廠及處理能力
        1.2.3 污水處理廠面臨的問題
    1.3 A~2O工藝在城市污水處理中的應用-4 -
    1.4 污水處理廠活性污泥微生物群落結構研究進展
        1.4.1 門水平微生物群落結構組成
        1.4.2 目水平微生物群落結構
        1.4.3 屬水平微生物群落結構
    1.5 環(huán)境因素對活性污泥微生物群落的影響
        1.5.1 進水水質(zhì)
        1.5.2 溫度
        1.5.3 溶解氧
        1.5.4 海拔
        1.5.5 pH值
        1.5.6 水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)
    1.6 16srRNA基因序列測序技術在污水微生物研究中的應用
    1.7 研究意義及研究內(nèi)容
        1.7.1 研究目的及意義
        1.7.2 研究內(nèi)容與技術路線
2 材料與方法
    2.1 亞高原地區(qū)MSTPs及其工藝
        2.1.1 MSTPs基本情況
        2.1.2 MSTPs工藝
    2.2 MSTPs進水水質(zhì)
    2.3 活性污泥樣品采集
    2.4 活性污泥樣品DNA提取及16S rRNA基因序列分析
        2.4.1 DNA提取
        2.4.2 16S rRNA基因序列PCR擴增
        2.4.3 Miseq文庫構建及Illumina MiSeq測序
        2.4.4 生物信息學分析
        2.4.5 16S rRNA基因功能預測
    2.5 進出水水質(zhì)及活性污泥指標分析方法
        2.5.1 水質(zhì)分析方法
        2.5.2 活性污泥性質(zhì)測定方法
    2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法
3 西北亞高原地區(qū)城市污水水質(zhì)的季節(jié)變化
    3.1 蘭州地區(qū)MSTPs污水水質(zhì)季節(jié)變化
        3.1.1 進出水COD濃度季節(jié)性變化
        3.1.2 進出水NH_4~+-N濃度季節(jié)性變化
        3.1.3 進出水TP濃度季節(jié)性變化
    3.2 西寧地區(qū)MSTPs進出水水質(zhì)分析
        3.2.1 進出水COD濃度季節(jié)性變化
        3.2.2 進出水NH_4~+-N濃度季節(jié)性變化
        3.2.3 進出水TP濃度季節(jié)性變化
    3.3 活性污泥性能
    3.4 小結
4 西北亞高原地區(qū)MSTPs活性污泥微生物多樣性與群落結構
    4.1 亞高原地區(qū)MSTPs活性污泥微生物多樣性
        4.1.1 不同MSTPs活性污泥微生物群落豐度
        4.1.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落多樣性
    4.2 亞高原地區(qū)MSTPs活性污泥微生物群落結構及其變化
        4.2.1 活性污泥微生物群落結構
        4.2.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落結構及豐度差異
        4.2.3 活性污泥微生物群落結構及豐度季節(jié)性差異
        4.2.4 蘭州、西寧地區(qū)MSTPs活性污泥微生物群落結構及豐度差異
    4.3 污水處理工藝單元與活性污泥微生物群落結構及豐度變化
        4.3.1 好氧池、厭氧池活性污泥微生物群落結構及豐度變化
        4.3.2 CAST工藝活性污泥微生物群落結構及豐度變化
        4.3.3 A~2/O工藝活性污泥微生物群落結構及豐度變化
    4.4 小結
5 工藝參數(shù)和環(huán)境因子與MSTP活性污泥微生物群落相關性
    5.1 工藝參數(shù)與MSTP活性污泥微生物群落的相關性
        5.1.1 進水水質(zhì)與微生物群落的相關性
        5.1.2 水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)與微生物群落的相關性
    5.2 環(huán)境因子對MSTPs活性污泥微生物豐度及多樣性的影響
        5.2.1 溫度與微生物群落豐度及多樣性的關系
        5.2.2 海拔與微生物群落豐度及多樣性的關系
        5.2.3 溶解氧與微生物群落豐度及多樣性的關系
        5.2.4 微生物群落豐度及多樣性的季節(jié)性變化
    5.3 環(huán)境因子與MSTPs活性污泥微生物群落結構的關系
        5.3.1 溫度、海拔和溶解氧與微生物群落結構的關系
        5.3.2 季節(jié)與微生物群落組成結構的關系
        5.3.3 不同海拔地區(qū)活性污泥樣本微生物群落物種差異分析
    5.4 工藝參數(shù)與活性污泥微生物群落的相關性
        5.4.1 不同活性污泥樣本微生物群落差異顯著性分析
        5.4.2 工藝參數(shù)與微生物群落結構相關性
        5.4.3 工藝參數(shù)對樣本微生物群落差異的解釋度
    5.5 小結
6 西北亞高原地區(qū)城市污水凈化的微生物機制
    6.1 活性污泥微生物功能種群組成及其功能
        6.1.1 微生物種群組成分析
        6.1.2 微生物種間相關性分析
        6.1.3 亞高原MSTPs優(yōu)勢細菌屬功能分析
        6.1.4 微生物群落功能及其變化
    6.2 MSTPs活性污泥微生物群落代謝途徑
        6.2.1 活性污泥微生物群落主要代謝途徑
        6.2.2 微生物群落碳代謝途徑
        6.2.3 微生物群落氮代謝途徑
        6.2.4 微生物群落磷代謝途徑
    6.3 MSTPs活性污泥微生物群落酶豐度與污染物去除
    6.4 MSTPs微生物功能基因豐度與水質(zhì)凈化
    6.5 小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3192670