甲烷化与短程硝化耦合工艺及PAH降解反应器构建过程中微生物群落和功能的进化研究
发布时间：2023-03-18 19:02
本论文追踪研究了间歇运行式膨胀颗粒污泥床反应器(SEGSB)与实现短程硝化的SBR反应器集成(SEGSB-SBR)构建过程中以及以菲、芘为唯一碳源驯化活性污泥的SBR反应器构建过程中不同时期的微生物群落和功能的动态进化过程，为阐明系统废水处理机制和提高废水处理效率提供理论依据。研究成果主要包括如下几方面： (1)短程硝化SBR反应器的成功构建和与氮转化相关功能基因的定性定量研究：SBR反应器控制DO在0.5-1mg/L，在常温、低COD条件下实现低氨氮废水的短程硝化作用，系统的NH4+-N氧化率为87.0%、NAR为66.8%；对成功实现短程硝化的SBR反应器中氮转化的功能基因构建克隆文库并进行实时定量分析：结果表明AOB amoA基因和NOB nxrB基因序列均具有较高的多样性，amoA基因序列分属于亚硝化单胞菌属、亚硝化螺菌属，大部分属于亚硝化球菌属。nxrB基因序列集中于硝化细菌属的Nitrobacterhamburgensis、Nitrobacter winogradskyi、Nitrobacter alkalicus以及Nitrob...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 水污染现状
1.2 水污染治理工艺及其进展
1.2.1 氨氮废水处理工艺及进展
1.2.2 甲烷反硝化研究进展
1.2.3 PAH 降解研究进展
1.3 脱氮及 PAH 降解过程中所涉及到的功能微生物类群
1.3.1 脱氮微生物类群
1.3.2 甲烷化微生物类群
1.3.3 PAH 降解微生物类群
1.4 脱氮及 PAH 降解微生物功能基因研究
1.4.1 脱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进展
1.5 分子技术及其应用在微生物群落演替方面的研究进展
1.6 本研究的目的意义
第二章 SBR 短程硝化工艺中功能微生物群落分析
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 SBR 反应器的运行
2.2.2 样品来源
2.2.3 活性污泥 DNA 的提取
2.2.4 功能基因的选择
2.2.5 克隆及测序
2.2.6 测序结果及分析方法
2.2.7 功能基因的定量分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 SBR 反应器的运行效果
2.3.2 SBR 反应器短程硝化过程中氨单加氧酶基因多样性分析
2.3.3 SBR 反应器短程硝化过程中亚硝酸盐氧化还原酶基因多样性分析
2.3.4 SBR 反应器中功能基因的定量研究
2.4 小结
第三章 基于 454 高通量测序对 SEGSB 工艺及耦合 SEGSB-SBR 工艺中微生物群落的分析
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 SEGSB、SEGSB-SBR 反应器的运行
3.2.2 样品来源
3.2.3 活性污泥 DNA 的提取[191]
3.2.4 高通量测序引物及条件
3.2.5 细菌、古菌的定量分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 SEGSB 反应器甲烷化运行效果
3.3.2 SEGSB-SBR 反应器耦合甲烷化与短程硝化运行效果
3.3.3 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌群落结构及进化分析
3.3.4 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌群落组成的系统发育分析
3.3.5 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌丰度变化的动力学分析
3.4 小结
第四章 菲、芘降解过程中功能微生物群落演替
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 利用 SBR 反应器对活性污泥进行驯化
4.2.2 COD、pH 的测定与分析
4.2.3 高效液相法对污泥驯化过程中菲或芘浓度的测定及分析
4.2.4 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因动力学进化分析
4.2.5 PAH 环羟化双加氧酶(PAH-RHDα)基因的多样性分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 菲/芘降解 SBR 反应器的驯化及运行运行效果
4.3.2 菲/芘降解 SBR 反应器中细菌 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因丰度变化的动力学分析
4.3.3 菲/芘降解 SBR 反应器中 PAH 环羟化双加氧酶基因的系统发育分析
4.4 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学位论文目录
本文编号：3763695
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【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 水污染现状
1.2 水污染治理工艺及其进展
1.2.1 氨氮废水处理工艺及进展
1.2.2 甲烷反硝化研究进展
1.2.3 PAH 降解研究进展
1.3 脱氮及 PAH 降解过程中所涉及到的功能微生物类群
1.3.1 脱氮微生物类群
1.3.2 甲烷化微生物类群
1.3.3 PAH 降解微生物类群
1.4 脱氮及 PAH 降解微生物功能基因研究
1.4.1 脱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进展
1.5 分子技术及其应用在微生物群落演替方面的研究进展
1.6 本研究的目的意义
第二章 SBR 短程硝化工艺中功能微生物群落分析
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 SBR 反应器的运行
2.2.2 样品来源
2.2.3 活性污泥 DNA 的提取
2.2.4 功能基因的选择
2.2.5 克隆及测序
2.2.6 测序结果及分析方法
2.2.7 功能基因的定量分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 SBR 反应器的运行效果
2.3.2 SBR 反应器短程硝化过程中氨单加氧酶基因多样性分析
2.3.3 SBR 反应器短程硝化过程中亚硝酸盐氧化还原酶基因多样性分析
2.3.4 SBR 反应器中功能基因的定量研究
2.4 小结
第三章 基于 454 高通量测序对 SEGSB 工艺及耦合 SEGSB-SBR 工艺中微生物群落的分析
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 SEGSB、SEGSB-SBR 反应器的运行
3.2.2 样品来源
3.2.3 活性污泥 DNA 的提取[191]
3.2.4 高通量测序引物及条件
3.2.5 细菌、古菌的定量分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 SEGSB 反应器甲烷化运行效果
3.3.2 SEGSB-SBR 反应器耦合甲烷化与短程硝化运行效果
3.3.3 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌群落结构及进化分析
3.3.4 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌群落组成的系统发育分析
3.3.5 SEGSB 反应器与耦合 SEGSB-SBR 工艺中细菌、古菌丰度变化的动力学分析
3.4 小结
第四章 菲、芘降解过程中功能微生物群落演替
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 利用 SBR 反应器对活性污泥进行驯化
4.2.2 COD、pH 的测定与分析
4.2.3 高效液相法对污泥驯化过程中菲或芘浓度的测定及分析
4.2.4 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因动力学进化分析
4.2.5 PAH 环羟化双加氧酶(PAH-RHDα)基因的多样性分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 菲/芘降解 SBR 反应器的驯化及运行运行效果
4.3.2 菲/芘降解 SBR 反应器中细菌 16SrRNA 及 PAH-RHDα基因丰度变化的动力学分析
4.3.3 菲/芘降解 SBR 反应器中 PAH 环羟化双加氧酶基因的系统发育分析
4.4 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
参考文献
致谢
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本文编号：3763695
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