上流式厌氧污泥床（UASB）造粒过程中污泥性能和菌群结构变化研究

发布时间：2023-05-20 13:18

　　厌氧颗粒污泥是微生物自聚集形成的一种高度结构化的生物膜,它的颗粒化过程对于各种厌氧/缺氧工艺至关重要,同时,污泥悬浮也被认为是UASB型生物反应器的主要技术障碍。为了研究厌氧污泥颗粒化过程中酰基高丝氨酸内酯类信号分子(AHL)、污泥性能和菌群结构的变化规律以及这一过程中悬浮污泥的演变,在USAB反应器内接种了絮状污泥并在实验室中运行了210天,通过化学、显微观察和高通量测序等方法,对厌氧污泥从絮状到成熟颗粒状的整个过程进行了分析。具体结果如下:首先,随着污泥的颗粒化,污泥性能在逐步提升。其中,污泥的浓度和粒径在持续增长,第210天时,污泥浓度和粒径分别是接种污泥的2.69倍和9.35倍。反应器的化学需氧量(COD)去除率也从第二天的16.1%上升到第70天的92%,此后维持在90%左右。气态产物中甲烷(CH₄)的含量从第10天的31.5%上升到第40天的79.9%,此后维持在80%左右。另外,气态产物的产量也持续上升,并在第100-110天期间达到最高值,平均产量达到1.945±0.08 L/d,此后略微下降维持在1.6 L/d左右。污泥颗粒中松散结合的胞外聚合物...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 污泥颗粒的存在形式及意义
    1.2 污泥颗粒中群感效应的作用
        1.2.1 污泥颗粒中群感效应细菌
        1.2.2 污泥颗粒化与群感效应的关系
        1.2.3 群体感应对厌氧颗粒污泥性能的影响
    1.3 厌氧颗粒污泥的悬浮
    1.4 本研究的目的、内容和意义
        1.4.1 本论文的研究目的
        1.4.2 本论文的研究内容
        1.4.3 本论文的研究意义和技术路线
第二章 材料和方法
    2.1 UASB反应器的设计
    2.2 UASB反应器的运行
        2.2.1 接种污泥
        2.2.2 废水水质
        2.2.3 运行参数
    2.3 分析方法
        2.3.1 污泥浓度的测定
        2.3.2 污泥颗粒直径的测定
        2.3.3 COD去除率的测定
        2.3.4 EPS的提取和测定
        2.3.5 气态产物的测定
        2.3.6 酰基高丝氨酸内酯类信号分子的测定
    2.4 厌氧污泥颗粒的形态结构
        2.4.1 扫描电子显微镜观测
        2.4.2 共聚焦显微镜观测
    2.5 污泥微生物群落的16S r RNA基因高通量测序及分析
        2.5.1 污泥颗粒中DNA提取
        2.5.2 基于16S rRNA基因的高通量测序及分析
    2.6 实验仪器及设备
第三章 厌氧污泥造粒过程中污泥性能的变化
    3.1 污泥生物量和污泥粒径的变化
    3.2 污泥颗粒形态结构的变化
    3.3 反应器COD去除率的变化
    3.4 气态产物组成成分和产量的变化
    3.5 EPS组成成分和含量的变化
    3.6 AHLs分子水平的变化
    3.7 AHLs分子和污泥性能的相关性分析
    3.8 讨论
    3.9 小结
第四章 厌氧污泥造粒过程中菌群结构的变化
    4.1 厌氧污泥造粒过程中OTU聚类结果
    4.2 微生物群落在门水平上的组成特征
    4.3 微生物群落在属水平上的分布
    4.4 厌氧污泥造粒过程中潜在的革兰氏阴性菌的丰度变化
    4.5 厌氧污泥造粒过程中菌群运动性变化
    4.6 厌氧污泥造粒过程中菌群与污泥性能的相关性分析
    4.7 讨论
    4.8 小结
第五章 厌氧污泥造粒过程中悬浮污泥菌群的特征变化
    5.1 悬浮污泥和颗粒污泥的OTU聚类结果
    5.2 悬浮污泥和颗粒污泥的菌群多样性差异
    5.3 悬浮污泥和颗粒污泥的菌群组成差异
    5.4 悬浮污泥和颗粒污泥的形态结构差异
    5.5 悬浮污泥和颗粒污泥的菌群表型差异
    5.6 悬浮污泥和颗粒污泥的菌群相关性差异
    5.7 讨论
    5.8 小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢



本文编号：3821190