甲烷化與短程硝化耦合工藝及PAH降解反應(yīng)器構(gòu)建過程中微生物群落和功能的進化研究
發(fā)布時間:2023-03-18 19:02
本論文追蹤研究了間歇運行式膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(SEGSB)與實現(xiàn)短程硝化的SBR反應(yīng)器集成(SEGSB-SBR)構(gòu)建過程中以及以菲、芘為唯一碳源馴化活性污泥的SBR反應(yīng)器構(gòu)建過程中不同時期的微生物群落和功能的動態(tài)進化過程,為闡明系統(tǒng)廢水處理機制和提高廢水處理效率提供理論依據(jù)。研究成果主要包括如下幾方面: (1)短程硝化SBR反應(yīng)器的成功構(gòu)建和與氮轉(zhuǎn)化相關(guān)功能基因的定性定量研究:SBR反應(yīng)器控制DO在0.5-1mg/L,在常溫、低COD條件下實現(xiàn)低氨氮廢水的短程硝化作用,系統(tǒng)的NH4+-N氧化率為87.0%、NAR為66.8%;對成功實現(xiàn)短程硝化的SBR反應(yīng)器中氮轉(zhuǎn)化的功能基因構(gòu)建克隆文庫并進行實時定量分析:結(jié)果表明AOB amoA基因和NOB nxrB基因序列均具有較高的多樣性,amoA基因序列分屬于亞硝化單胞菌屬、亞硝化螺菌屬,大部分屬于亞硝化球菌屬。nxrB基因序列集中于硝化細菌屬的Nitrobacterhamburgensis、Nitrobacter winogradskyi、Nitrobacter alkalicus以及Nitrob...
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 水污染現(xiàn)狀
1.2 水污染治理工藝及其進展
1.2.1 氨氮廢水處理工藝及進展
1.2.2 甲烷反硝化研究進展
1.2.3 PAH 降解研究進展
1.3 脫氮及 PAH 降解過程中所涉及到的功能微生物類群
1.3.1 脫氮微生物類群
1.3.2 甲烷化微生物類群
1.3.3 PAH 降解微生物類群
1.4 脫氮及 PAH 降解微生物功能基因研究
1.4.1 脫氮微生物功能基因研究
1.4.2 PAH 降解微生物功能基因研究進展
1.5 分子技術(shù)及其應(yīng)用在微生物群落演替方面的研究進展
1.6 本研究的目的意義
第二章 SBR 短程硝化工藝中功能微生物群落分析
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 SBR 反應(yīng)器的運行
2.2.2 樣品來源
2.2.3 活性污泥 DNA 的提取
2.2.4 功能基因的選擇
2.2.5 克隆及測序
2.2.6 測序結(jié)果及分析方法
2.2.7 功能基因的定量分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 SBR 反應(yīng)器的運行效果
2.3.2 SBR 反應(yīng)器短程硝化過程中氨單加氧酶基因多樣性分析
2.3.3 SBR 反應(yīng)器短程硝化過程中亞硝酸鹽氧化還原酶基因多樣性分析
2.3.4 SBR 反應(yīng)器中功能基因的定量研究
2.4 小結(jié)
第三章 基于 454 高通量測序?qū)?SEGSB 工藝及耦合 SEGSB-SBR 工藝中微生物群落的分析
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 SEGSB、SEGSB-SBR 反應(yīng)器的運行
3.2.2 樣品來源
3.2.3 活性污泥 DNA 的提取[191]
3.2.4 高通量測序引物及條件
3.2.5 細菌、古菌的定量分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 SEGSB 反應(yīng)器甲烷化運行效果
3.3.2 SEGSB-SBR 反應(yīng)器耦合甲烷化與短程硝化運行效果
3.3.3 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌群落結(jié)構(gòu)及進化分析
3.3.4 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌群落組成的系統(tǒng)發(fā)育分析
3.3.5 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌豐度變化的動力學(xué)分析
3.4 小結(jié)
第四章 菲、芘降解過程中功能微生物群落演替
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 利用 SBR 反應(yīng)器對活性污泥進行馴化
4.2.2 COD、pH 的測定與分析
4.2.3 高效液相法對污泥馴化過程中菲或芘濃度的測定及分析
4.2.4 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因動力學(xué)進化分析
4.2.5 PAH 環(huán)羥化雙加氧酶(PAH-RHDα)基因的多樣性分析
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器的馴化及運行運行效果
4.3.2 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器中細菌 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因豐度變化的動力學(xué)分析
4.3.3 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器中 PAH 環(huán)羥化雙加氧酶基因的系統(tǒng)發(fā)育分析
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文目錄
本文編號:3763695
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ABSTRACT
第一章 前言
1.1 水污染現(xiàn)狀
1.2 水污染治理工藝及其進展
1.2.1 氨氮廢水處理工藝及進展
1.2.2 甲烷反硝化研究進展
1.2.3 PAH 降解研究進展
1.3 脫氮及 PAH 降解過程中所涉及到的功能微生物類群
1.3.1 脫氮微生物類群
1.3.2 甲烷化微生物類群
1.3.3 PAH 降解微生物類群
1.4 脫氮及 PAH 降解微生物功能基因研究
1.4.1 脫氮微生物功能基因研究
1.4.2 PAH 降解微生物功能基因研究進展
1.5 分子技術(shù)及其應(yīng)用在微生物群落演替方面的研究進展
1.6 本研究的目的意義
第二章 SBR 短程硝化工藝中功能微生物群落分析
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 SBR 反應(yīng)器的運行
2.2.2 樣品來源
2.2.3 活性污泥 DNA 的提取
2.2.4 功能基因的選擇
2.2.5 克隆及測序
2.2.6 測序結(jié)果及分析方法
2.2.7 功能基因的定量分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 SBR 反應(yīng)器的運行效果
2.3.2 SBR 反應(yīng)器短程硝化過程中氨單加氧酶基因多樣性分析
2.3.3 SBR 反應(yīng)器短程硝化過程中亞硝酸鹽氧化還原酶基因多樣性分析
2.3.4 SBR 反應(yīng)器中功能基因的定量研究
2.4 小結(jié)
第三章 基于 454 高通量測序?qū)?SEGSB 工藝及耦合 SEGSB-SBR 工藝中微生物群落的分析
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 SEGSB、SEGSB-SBR 反應(yīng)器的運行
3.2.2 樣品來源
3.2.3 活性污泥 DNA 的提取[191]
3.2.4 高通量測序引物及條件
3.2.5 細菌、古菌的定量分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 SEGSB 反應(yīng)器甲烷化運行效果
3.3.2 SEGSB-SBR 反應(yīng)器耦合甲烷化與短程硝化運行效果
3.3.3 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌群落結(jié)構(gòu)及進化分析
3.3.4 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌群落組成的系統(tǒng)發(fā)育分析
3.3.5 SEGSB 反應(yīng)器與耦合 SEGSB-SBR 工藝中細菌、古菌豐度變化的動力學(xué)分析
3.4 小結(jié)
第四章 菲、芘降解過程中功能微生物群落演替
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 利用 SBR 反應(yīng)器對活性污泥進行馴化
4.2.2 COD、pH 的測定與分析
4.2.3 高效液相法對污泥馴化過程中菲或芘濃度的測定及分析
4.2.4 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因動力學(xué)進化分析
4.2.5 PAH 環(huán)羥化雙加氧酶(PAH-RHDα)基因的多樣性分析
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器的馴化及運行運行效果
4.3.2 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器中細菌 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因豐度變化的動力學(xué)分析
4.3.3 菲/芘降解 SBR 反應(yīng)器中 PAH 環(huán)羥化雙加氧酶基因的系統(tǒng)發(fā)育分析
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 研究展望
參考文獻
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攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文目錄
本文編號:3763695
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