群体感应淬灭下的MBR微生物群落及混合液膜污染潜势研究

发布时间：2020-08-20 06:11

【摘要】：膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)能够稳定高效地处理污水,被认为是水处理行业最有前景的生物技术之一。然而膜污染,尤其是生物污染,降低了膜的使用寿命,增加了MBR运行和维护的成本,成为MBR技术应用和推广的主要阻碍。因此深入了解膜污染的机理并针对性的从源头抑制膜污染的形成是目前研究者们关注和研究的热点。群体感应(Quorum sensing,QS)是微生物细胞间的一种交流方式,被认为与膜的生物污染密切相关。通过干扰群体感应,即群体感应淬灭(Quorum quenching,QQ),能有效缓解膜污染。微生物的作用是MBR处理污染物的基础,同时也是MBR膜污染的主要成因,目前关于QQ和MBR中微生物的研究较少,本研究以一组平行MBR为研究对象,从生物污染、微生物群落和污泥混合液的膜污染潜势三个方面分析了QQ对MBR的影响。本文评价了群体感应淬灭对MBR污泥基本性能和污水处理能力的影响及群体感应淬灭对MBR生物污染的抑制效果。研究表明,QQ对活性污泥(Activated sludge,AS)的悬浮固体浓度(Mixed liquid suspended solids,MLSS)、污泥体积指数(Sludge volume index,SVI)及化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)的去除影响较小。同时,确定了MBR中的膜污染主要是生物污染,QQ菌的加入有效地降低了MBR中的膜污染组分,缓解了膜污染。MBR的污水处理能力及膜生物污染的变化均是QQ改变MBR微生物群落的外在表现,研究采用16S rRNA高通量测序技术分析了两组MBR各时期活性污泥和成熟滤饼层中微生物生物多样性和群落结构。结果表明MBR中微生物随着膜污染的进程在不断演化,QQ影响了微生物的多样性、群落的构成及演化方向。群体感应淬灭对微生物的影响在一定程度上会改变活性污泥自身的膜污染特性,研究评估了两组装置活性污泥的C8-HSL降解能力和生物膜生成能力。研究结果表明,活性污泥的污染特性与MBR中微生物,尤其是QS相关微生物的组成和丰富度联系紧密,QQ在短期会增强MBR中活性污泥的污染潜势,而长期影响较小。本研究在群体感应淬灭的条件下进一步证实了MBR膜污染受QS的调控,全面的分析了QQ在膜污染各个时期与MBR中微生物的关系及其潜在对膜污染的影响。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172
【图文】：

信号分子化学结构

图 1.2 淬灭酶对 AHL 的降解, Kyung-Min 团队最早创新性地提出利用 QQ 控制 MBR 膜污PCE-DGGE分析 MBR的主要菌群为革兰氏阴性菌并在确定C8-HSL 和 C6-HSL 的基础上，投加猪肾酰基转移酶Ⅰ到一反应器中 C8-HSL 和 EPS 的含量均与猪肾酰基转移酶Ⅰ的含

帘式膜及本实验所用膜组件

【参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 李晓旭;李家政;;优化蒽酮比色法测定甜玉米中可溶性糖的含量[J];保鲜与加工;2013年04期

2 于凤庆;孙宝盛;陈谊;杜江;周强健;;MBR活性污泥培养驯化过程中生物多样性研究[J];环境科学学报;2012年09期

3 曹广霞;徐素平;彭远义;;细菌群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯的检测[J];生物技术通讯;2010年03期

4 綦国红;董明盛;王岁楼;;一种检测革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的简便方法[J];食品科学;2009年04期

5 綦国红;董明盛;王岁楼;;N-酰基-高丝氨酸内酯类群体感应信号分子检测方法的建立[J];农业生物技术学报;2007年04期

6 由昆;傅金祥;琚冉;朱志峰;周伟伟;李欣;;MBR中MLSS的变化对处理效果的影响[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2006年05期

7 曹斌,袁宏林,王晓昌,王恩让;膜生物反应器设计中工艺参数的探讨[J];环境工程;2004年05期

相关博士学位论文 前3条

1 余华荣;基于微生物群体感应猝灭的MBR膜污染控制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 张斌;MBR和GSBR中微生物群落生态学研究[D];天津大学;2010年

3 王婵婵;膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究[D];大连理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前1条

1 于多;群体感应（QS）对MBR膜污染影响分析[D];辽宁大学;2016年

本文编号：2797633