A+OSA污泥减量工艺微生物群落结构及代谢特征研究
发布时间：2021-01-14 23:28
随着我国经济快速发展以及城市化进程的加速,污水处理量的剧增导致大量剩余污泥产生。剩余污泥原位减量技术能够保证污水处理工艺出水排放满足要求的情况下实现污泥产量的减少。好氧-沉淀-厌氧（oxic-settling-anaerobic,OSA）污泥原位减量工艺由于具有污泥减量效果明显、工艺简单、能耗低等特点从而成为研究热点之一。由于OSA工艺污泥减量内部驱动机制仍存在争议,阻碍了工艺过程的优化控制以及在工程实践中的应用。现阶段关于OSA工艺污泥减量机制的研究,多基于污泥减量效能层面的分析。尽管减量机制中污泥衰减在OSA工艺中起主导作用已得到普遍认可,但并未获得直接证据证明。前期由于相关技术方法的限制,对于OSA工艺污泥减量过程微生态研究相对较少。而对OSA工艺减量过程微生物群落变化特征以及代谢特征进行分析,不但可以获得OSA工艺污泥衰减机制的直接证据,同时能够对减量过程可能存在的功能相关微生物进行鉴定以及微生物群落代谢机制进行分析,从而从微生物学角度对工艺优化控制以及污泥减量效果的强化提供参考。论文以A+OSA污泥减量工艺为研究对象,研究了A+OSA工艺污泥减量过程污泥微生物群落特征,探明了...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 剩余污泥的产生及污泥原位减量
1.1.2 OSA污泥原位减量工艺减量机制
1.2 污泥微生物群落特征研究进展
1.2.1 污泥微生物及群落分析方法概述
1.2.2 污泥原位减量工艺微生物群落研究进展
1.2.3 OSA污泥原位减量工艺微生物群落解析
1.3 污泥微生物代谢特征研究进展
1.3.1 污泥微生物代谢过程研究概述
1.3.2 基于基因水平污泥微生物代谢过程研究
1.3.3 基于胞内代谢物污泥微生物代谢过程研究
1.4 论文研究的目的及主要内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
1.4.4 基金支持
2 减量工艺微生物群落磷脂脂肪酸定量分析
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验装置及运行工况
2.2.2 PLFAs提取、分析及鉴定
2.2.3 PLFAs命名及微生物群落表征
2.2.4 数据处理
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 减量工艺及参照工艺PLFAs的组成及含量
2.3.2 减量工艺及参照工艺微生物群落特征分析
2.3.3 减量工艺及参照工艺微生物群落结构聚类以及主成分分析
2.3.4 基于PLFA分析减量工艺群落结构与污泥减量机制关系
2.4 小结
3 减量工艺细菌以及真核微生物群落变化分析
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 实验装置及运行工况
3.2.2 样品采集及DNA提取
3.2.3 PCR扩增
3.2.4 序列优化及OTU聚类
3.2.5 微生物多样性以及分类学分析
3.3 结果分析与讨论
3.3.1 细菌以及真核微生物DNA提取以及PCR扩增结果
3.3.2 细菌多样性及丰富度分析
3.3.3 细菌群落结构对比分析
3.3.4 细菌种类的鉴定及分析
3.3.5 真核生物多样性及丰富度分析
3.3.6 真核生物种类鉴定及分析
3.3.7 微生物群落结构与污泥减量机制关系分析
3.4 小结
4 减量工艺污泥减量功能相关微生物分析
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验装置及运行工况
4.2.2 污泥样品及批次实验
4.2.3 EPS和SMP的提取与检测方法
4.2.4 DNA提取及PCR扩增
4.2.5 序列优化及OTU聚类
4.2.6 细菌多样性以及分类学分析
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 污泥浓度及胞外物质变化分析
4.3.2 DNA提取以及PCR扩增结果
4.3.3 细菌丰富度及多样性变化分析
4.3.4 细菌群落结构变化分析
4.3.5 细菌种类鉴定及减量功能相关细菌菌群分析
4.4 小结
5 基于宏基因组测序减量工艺基因水平代谢机制分析
5.1 引言
5.2 材料和方法
5.2.1 实验装置及运行工况
5.2.2 污泥样品采集及DNA提取
5.2.3 DNA片段化及桥式PCR扩增
5.2.4 宏基因组测序及序列优化
5.2.5 基于宏基因组测序细菌群落分析
5.2.6 基因组功能注释及代谢通路分析
5.3 结果分析与讨论
5.3.1 DNA提取及测序碱基质量及分布
5.3.2 细菌群落分析验证
5.3.3 微生物基因组COG功能分类及代谢机制分析
5.3.4 微生物基因组基于KEGG代谢通路分类及代谢机制分析
5.4 小结
6 减量工艺微生物胞内代谢物分布及代谢机制分析
6.1 引言
6.2 材料和方法
6.2.1 实验装置及运行工况
6.2.2 污泥样品处理及胞内代谢物的提取
6.2.3 NMR分析
6.2.4 NMR数据处理及分析
6.3 结果分析与讨论
6.3.1 胞内代谢物种类及浓度分析
6.3.2 胞内代谢物多维统计学分析
6.3.3 减量工艺及参照工艺差异性代谢物及代谢过程分析
6.4 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 论文创新点
7.3 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
作者在攻读博士学位期间已发表及拟发表的论文
作者在攻读博士学位期间参与的科研项目
附表
本文编号：2977755
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 剩余污泥的产生及污泥原位减量
1.1.2 OSA污泥原位减量工艺减量机制
1.2 污泥微生物群落特征研究进展
1.2.1 污泥微生物及群落分析方法概述
1.2.2 污泥原位减量工艺微生物群落研究进展
1.2.3 OSA污泥原位减量工艺微生物群落解析
1.3 污泥微生物代谢特征研究进展
1.3.1 污泥微生物代谢过程研究概述
1.3.2 基于基因水平污泥微生物代谢过程研究
1.3.3 基于胞内代谢物污泥微生物代谢过程研究
1.4 论文研究的目的及主要内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
1.4.4 基金支持
2 减量工艺微生物群落磷脂脂肪酸定量分析
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验装置及运行工况
2.2.2 PLFAs提取、分析及鉴定
2.2.3 PLFAs命名及微生物群落表征
2.2.4 数据处理
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 减量工艺及参照工艺PLFAs的组成及含量
2.3.2 减量工艺及参照工艺微生物群落特征分析
2.3.3 减量工艺及参照工艺微生物群落结构聚类以及主成分分析
2.3.4 基于PLFA分析减量工艺群落结构与污泥减量机制关系
2.4 小结
3 减量工艺细菌以及真核微生物群落变化分析
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 实验装置及运行工况
3.2.2 样品采集及DNA提取
3.2.3 PCR扩增
3.2.4 序列优化及OTU聚类
3.2.5 微生物多样性以及分类学分析
3.3 结果分析与讨论
3.3.1 细菌以及真核微生物DNA提取以及PCR扩增结果
3.3.2 细菌多样性及丰富度分析
3.3.3 细菌群落结构对比分析
3.3.4 细菌种类的鉴定及分析
3.3.5 真核生物多样性及丰富度分析
3.3.6 真核生物种类鉴定及分析
3.3.7 微生物群落结构与污泥减量机制关系分析
3.4 小结
4 减量工艺污泥减量功能相关微生物分析
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验装置及运行工况
4.2.2 污泥样品及批次实验
4.2.3 EPS和SMP的提取与检测方法
4.2.4 DNA提取及PCR扩增
4.2.5 序列优化及OTU聚类
4.2.6 细菌多样性以及分类学分析
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 污泥浓度及胞外物质变化分析
4.3.2 DNA提取以及PCR扩增结果
4.3.3 细菌丰富度及多样性变化分析
4.3.4 细菌群落结构变化分析
4.3.5 细菌种类鉴定及减量功能相关细菌菌群分析
4.4 小结
5 基于宏基因组测序减量工艺基因水平代谢机制分析
5.1 引言
5.2 材料和方法
5.2.1 实验装置及运行工况
5.2.2 污泥样品采集及DNA提取
5.2.3 DNA片段化及桥式PCR扩增
5.2.4 宏基因组测序及序列优化
5.2.5 基于宏基因组测序细菌群落分析
5.2.6 基因组功能注释及代谢通路分析
5.3 结果分析与讨论
5.3.1 DNA提取及测序碱基质量及分布
5.3.2 细菌群落分析验证
5.3.3 微生物基因组COG功能分类及代谢机制分析
5.3.4 微生物基因组基于KEGG代谢通路分类及代谢机制分析
5.4 小结
6 减量工艺微生物胞内代谢物分布及代谢机制分析
6.1 引言
6.2 材料和方法
6.2.1 实验装置及运行工况
6.2.2 污泥样品处理及胞内代谢物的提取
6.2.3 NMR分析
6.2.4 NMR数据处理及分析
6.3 结果分析与讨论
6.3.1 胞内代谢物种类及浓度分析
6.3.2 胞内代谢物多维统计学分析
6.3.3 减量工艺及参照工艺差异性代谢物及代谢过程分析
6.4 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 论文创新点
7.3 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
作者在攻读博士学位期间已发表及拟发表的论文
作者在攻读博士学位期间参与的科研项目
附表
本文编号：2977755
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