西北亚高原地区城市污水净化的微生物学机制研究
发布时间：2021-05-17 23:35
以西北亚高原地区城市污水处理厂（Municipal Sewage Treatment Plant,MSTPs）活性污泥（Activated Sludge,AS）为研究材料,采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究其中微生物群落结构、丰度和代谢功能。探讨进水水质、工艺参数及环境因子与活性污泥中微生物群落结构、丰度的相关性。结合污染物吸附转化、分解代谢过程中的主要功能蛋白种类及丰度、主要功能基因和酶丰度及其在碳、氮、磷等污染物代谢途径中的贡献,从生物化学和分子水平探讨亚高原地区污水净化的微生物学机制,主要结果如下。1.A2O和CAST活性污泥工艺在亚高原地区MSTPs中高效运行,主要污染物（COD、NH4+-N、TP浓度）去除率夏季高于冬季。这与夏季活性污泥沉降性能、污泥浓度及相对微生物量优于冬季、夏季微生物群落丰度及多样性高于冬季的结果一致。MSTPs污染物去除效率与微生物群落物种数目（OTU数目）、多样性（Shannon指数值）及丰度（Chao指数值）呈现正相关关系。因此,通过优化工艺调节生化池NH4...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 我国污水处理现状
1.2.1 污水排放情况
1.2.2 污水处理厂及处理能力
1.2.3 污水处理厂面临的问题
1.3 A~2O工艺在城市污水处理中的应用-4 -
1.4 污水处理厂活性污泥微生物群落结构研究进展
1.4.1 门水平微生物群落结构组成
1.4.2 目水平微生物群落结构
1.4.3 属水平微生物群落结构
1.5 环境因素对活性污泥微生物群落的影响
1.5.1 进水水质
1.5.2 温度
1.5.3 溶解氧
1.5.4 海拔
1.5.5 pH值
1.5.6 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)
1.6 16srRNA基因序列测序技术在污水微生物研究中的应用
1.7 研究意义及研究内容
1.7.1 研究目的及意义
1.7.2 研究内容与技术路线
2 材料与方法
2.1 亚高原地区MSTPs及其工艺
2.1.1 MSTPs基本情况
2.1.2 MSTPs工艺
2.2 MSTPs进水水质
2.3 活性污泥样品采集
2.4 活性污泥样品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扩增
2.4.3 Miseq文库构建及Illumina MiSeq测序
2.4.4 生物信息学分析
2.4.5 16S rRNA基因功能预测
2.5 进出水水质及活性污泥指标分析方法
2.5.1 水质分析方法
2.5.2 活性污泥性质测定方法
2.6 数据统计与分析方法
3 西北亚高原地区城市污水水质的季节变化
3.1 兰州地区MSTPs污水水质季节变化
3.1.1 进出水COD浓度季节性变化
3.1.2 进出水NH_4~+-N浓度季节性变化
3.1.3 进出水TP浓度季节性变化
3.2 西宁地区MSTPs进出水水质分析
3.2.1 进出水COD浓度季节性变化
3.2.2 进出水NH_4~+-N浓度季节性变化
3.2.3 进出水TP浓度季节性变化
3.3 活性污泥性能
3.4 小结
4 西北亚高原地区MSTPs活性污泥微生物多样性与群落结构
4.1 亚高原地区MSTPs活性污泥微生物多样性
4.1.1 不同MSTPs活性污泥微生物群落丰度
4.1.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落多样性
4.2 亚高原地区MSTPs活性污泥微生物群落结构及其变化
4.2.1 活性污泥微生物群落结构
4.2.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落结构及丰度差异
4.2.3 活性污泥微生物群落结构及丰度季节性差异
4.2.4 兰州、西宁地区MSTPs活性污泥微生物群落结构及丰度差异
4.3 污水处理工艺单元与活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.1 好氧池、厌氧池活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.2 CAST工艺活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.3 A~2/O工艺活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.4 小结
5 工艺参数和环境因子与MSTP活性污泥微生物群落相关性
5.1 工艺参数与MSTP活性污泥微生物群落的相关性
5.1.1 进水水质与微生物群落的相关性
5.1.2 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)与微生物群落的相关性
5.2 环境因子对MSTPs活性污泥微生物丰度及多样性的影响
5.2.1 温度与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.2 海拔与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.3 溶解氧与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.4 微生物群落丰度及多样性的季节性变化
5.3 环境因子与MSTPs活性污泥微生物群落结构的关系
5.3.1 温度、海拔和溶解氧与微生物群落结构的关系
5.3.2 季节与微生物群落组成结构的关系
5.3.3 不同海拔地区活性污泥样本微生物群落物种差异分析
5.4 工艺参数与活性污泥微生物群落的相关性
5.4.1 不同活性污泥样本微生物群落差异显著性分析
5.4.2 工艺参数与微生物群落结构相关性
5.4.3 工艺参数对样本微生物群落差异的解释度
5.5 小结
6 西北亚高原地区城市污水净化的微生物机制
6.1 活性污泥微生物功能种群组成及其功能
6.1.1 微生物种群组成分析
6.1.2 微生物种间相关性分析
6.1.3 亚高原MSTPs优势细菌属功能分析
6.1.4 微生物群落功能及其变化
6.2 MSTPs活性污泥微生物群落代谢途径
6.2.1 活性污泥微生物群落主要代谢途径
6.2.2 微生物群落碳代谢途径
6.2.3 微生物群落氮代谢途径
6.2.4 微生物群落磷代谢途径
6.3 MSTPs活性污泥微生物群落酶丰度与污染物去除
6.4 MSTPs微生物功能基因丰度与水质净化
6.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3192670
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 我国污水处理现状
1.2.1 污水排放情况
1.2.2 污水处理厂及处理能力
1.2.3 污水处理厂面临的问题
1.3 A~2O工艺在城市污水处理中的应用-4 -
1.4 污水处理厂活性污泥微生物群落结构研究进展
1.4.1 门水平微生物群落结构组成
1.4.2 目水平微生物群落结构
1.4.3 属水平微生物群落结构
1.5 环境因素对活性污泥微生物群落的影响
1.5.1 进水水质
1.5.2 温度
1.5.3 溶解氧
1.5.4 海拔
1.5.5 pH值
1.5.6 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)
1.6 16srRNA基因序列测序技术在污水微生物研究中的应用
1.7 研究意义及研究内容
1.7.1 研究目的及意义
1.7.2 研究内容与技术路线
2 材料与方法
2.1 亚高原地区MSTPs及其工艺
2.1.1 MSTPs基本情况
2.1.2 MSTPs工艺
2.2 MSTPs进水水质
2.3 活性污泥样品采集
2.4 活性污泥样品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扩增
2.4.3 Miseq文库构建及Illumina MiSeq测序
2.4.4 生物信息学分析
2.4.5 16S rRNA基因功能预测
2.5 进出水水质及活性污泥指标分析方法
2.5.1 水质分析方法
2.5.2 活性污泥性质测定方法
2.6 数据统计与分析方法
3 西北亚高原地区城市污水水质的季节变化
3.1 兰州地区MSTPs污水水质季节变化
3.1.1 进出水COD浓度季节性变化
3.1.2 进出水NH_4~+-N浓度季节性变化
3.1.3 进出水TP浓度季节性变化
3.2 西宁地区MSTPs进出水水质分析
3.2.1 进出水COD浓度季节性变化
3.2.2 进出水NH_4~+-N浓度季节性变化
3.2.3 进出水TP浓度季节性变化
3.3 活性污泥性能
3.4 小结
4 西北亚高原地区MSTPs活性污泥微生物多样性与群落结构
4.1 亚高原地区MSTPs活性污泥微生物多样性
4.1.1 不同MSTPs活性污泥微生物群落丰度
4.1.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落多样性
4.2 亚高原地区MSTPs活性污泥微生物群落结构及其变化
4.2.1 活性污泥微生物群落结构
4.2.2 不同MSTPs活性污泥微生物群落结构及丰度差异
4.2.3 活性污泥微生物群落结构及丰度季节性差异
4.2.4 兰州、西宁地区MSTPs活性污泥微生物群落结构及丰度差异
4.3 污水处理工艺单元与活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.1 好氧池、厌氧池活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.2 CAST工艺活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.3.3 A~2/O工艺活性污泥微生物群落结构及丰度变化
4.4 小结
5 工艺参数和环境因子与MSTP活性污泥微生物群落相关性
5.1 工艺参数与MSTP活性污泥微生物群落的相关性
5.1.1 进水水质与微生物群落的相关性
5.1.2 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)与微生物群落的相关性
5.2 环境因子对MSTPs活性污泥微生物丰度及多样性的影响
5.2.1 温度与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.2 海拔与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.3 溶解氧与微生物群落丰度及多样性的关系
5.2.4 微生物群落丰度及多样性的季节性变化
5.3 环境因子与MSTPs活性污泥微生物群落结构的关系
5.3.1 温度、海拔和溶解氧与微生物群落结构的关系
5.3.2 季节与微生物群落组成结构的关系
5.3.3 不同海拔地区活性污泥样本微生物群落物种差异分析
5.4 工艺参数与活性污泥微生物群落的相关性
5.4.1 不同活性污泥样本微生物群落差异显著性分析
5.4.2 工艺参数与微生物群落结构相关性
5.4.3 工艺参数对样本微生物群落差异的解释度
5.5 小结
6 西北亚高原地区城市污水净化的微生物机制
6.1 活性污泥微生物功能种群组成及其功能
6.1.1 微生物种群组成分析
6.1.2 微生物种间相关性分析
6.1.3 亚高原MSTPs优势细菌属功能分析
6.1.4 微生物群落功能及其变化
6.2 MSTPs活性污泥微生物群落代谢途径
6.2.1 活性污泥微生物群落主要代谢途径
6.2.2 微生物群落碳代谢途径
6.2.3 微生物群落氮代谢途径
6.2.4 微生物群落磷代谢途径
6.3 MSTPs活性污泥微生物群落酶丰度与污染物去除
6.4 MSTPs微生物功能基因丰度与水质净化
6.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3192670
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3192670.html
