一、降解对苯二甲酸厌氧微生物群快速驯化与富集技术(英文)(论文文献综述)
张珊[1](2021)在《我国典型红树林区域微生物菌群厌氧代谢雌二醇的研究》文中提出随着社会发展和工业化加剧,激素类药物的过度使用导致生态环境中的雌激素污染日益严重,从而影响整个生态系统平衡以及危害人类健康;如何去除环境雌激素是当今研究的热点。生物修复作为去除环境雌激素与进行环境修复最有效的技术手段被广大研究者推崇。红树林湿地生态系统位于潮间带海岸线,能够有效吸收污染物,其沉积物中具有丰富的微生物资源对去除环境雌激素与进行环境修复至关重要;目前关于微生物厌氧代谢雌激素的相关研究极少。本论文以我国7个典型的红树林区域(海南、香港、深圳、北海、防城港、云霄、湛江)为研究对象采集底层沉积物样品,并在厌氧环境下以雌二醇进行富集培养,采用16S r RNA基因高通量技术、Illumina高通量宏基因组测序技术以及生物信息学等手段,开展了厌氧条件下雌二醇胁迫对微生物群落变化的研究,得到的主要结果如下:1)通过测定七个红树林站点原位底层沉积物的环境参数并基于原位菌群16S r RNA基因高通量分析,发现菌群受氧化还原电位(ORP)和雌三醇(E3)的影响最大;在门水平下与E2和E1相关性较大的菌群主要是厚壁菌门(Firmicutes);受E3和温度影响的菌群主要是广古菌门(Euryarchaeota)、绿湾菌门(Chloroflexi)以及放线菌门(Actinobacteria)。检测各个站点红树林底层沉积物中四种主要雌激素的含量并与红树林表层沉积物中雌激素含量相比,底层沉积物(厌氧层)是类固醇的储存层。2)厌氧条件下对7个典型红树林站点的底层沉积物以雌二醇胁迫传代培养,基于16S r RNA基因高通量分析发现驯化前后的微生物菌群结构中OTU数量不断减少,厌氧菌群的的结构和丰度也在不断变化;胁迫传代培养第四次、第五次后,各站点的菌群结构已基本达到稳定。在门水平下,七个站点间的菌落结构差异不大,变形菌门(Proteobacteria)占主体,与原位相比,其丰度由30%增加到70%甚至更多。在属水平上,香港和海南站点的副球菌属(Paracoccus)在E2厌氧胁迫下被明显富集,占比60%-70%;防城港和深圳主要以生丝微菌属(Hyphomicrobium)为主,湛江主要为海杆菌属(Marinobacter)。进而利用LEf Se对E2厌氧驯化前后的菌群进行比较分析,发现随着驯化时间推移,与E2厌氧转化相关的菌群种类越来越少,但是功能性较强。3)利用宏基因组测序并基于COG和KEGG数据库比对发现,七个站点的红树林底层沉积物微生物菌群以E2为唯一碳源厌氧驯化后,与转录、辅酶运输和代谢相关的功能基因被富集增多,而与碳水化合物的运输和代谢、次级代谢产物的生物合成、转运和分解代谢的相关功能基因的丰度则显着减少。对各功能基因进行相关性分析并绘制协同代谢网络图发现,雌激素的微生物厌氧代谢/转化和氨基酸代谢以及维生素代谢有着紧密的联系;进一步构建E2厌氧共代谢的模型发现,E2共代谢由6个MAGs细菌共同参与。因此推测红树林微生物雌激素厌氧代谢是一个多步骤的过程,需要一群共生的细菌协同作用。通过以上研究,探究了不同红树林中与雌二醇代谢相关的功能菌群,并初步解析了雌二醇厌氧代谢途径,为雌激素生物修复提供理论基础。
岳良辰[2](2021)在《餐厨废油断键降解脱毒促进微生物定向转化产甲烷研究》文中研究说明餐厨垃圾清洁处置厌氧发酵制生物燃气进行能源资源化利用,对于推动节能环保和开发新能源具有重要意义。然而餐厨垃圾中往往油脂含量高,传统除油工艺后仍残留部分油脂进入厌氧发酵体系,由于油脂降解慢且大量包裹菌群容易对厌氧发酵造成严重抑制。本文采用水热和臭氧等多种自由基预处理餐厨垃圾的典型废弃油脂,揭示了油脂氧化断键降解反应促进发酵产甲烷机理。采用过碳酸钠/紫外线等高级氧化方法降解脱除餐厨废油中的辣椒素等发酵抑制物,通过微生物电化学显着提升了餐厨废油发酵产甲烷效率。以餐厨废油中典型成分:甘油三油酸酯(C57H104O6)作为原料,采用水热稀碱预处理产生·OH和O2·—等自由基促进其断键降解反应加速油脂产甲烷的β氧化过程,减轻油脂对厌氧发酵菌群包裹程度提高了产甲烷的能量转化效率。当水热稀碱预处理温度由160℃升高到220℃时,甘油三油酸酯降解得到的油酸比例由43.29%增大到58.22%,同时降解得到的十六酸比例由1.06%增大到8.25%。经过220℃水热预处理后87.56%甘油三油酸酯发生降解,发酵甲烷产率由636.85提升至877.47 mL CH4/g-TVS,产甲烷峰值速率由32.60提升至51.22 mL CH4/g-TVS/d,整体能量转化效率由48.05%提升至66.21%。探究了臭氧预处理降解甘油三油酸酯促进产甲烷机理。当臭氧浓度从0.02升高至0.8g-O3/g-TVS时,O2·—等自由基诱导β氧化反应速率加快促进降解反应,降解得到十六酸比例由12.64%提高到30.23%,得到十四酸比例由0提高到43.84%,总油脂降解率由13.4%提高到78.6%。故缓解了厌氧发酵过程中油脂对产甲烷菌的包裹抑制作用,臭氧预处理油脂经过产氢酸化后发酵得到甲烷产率提升了81.9%达到946.45 mL/g-TVS。对比考察了超声波和微波预处理油脂促进厌氧发酵产甲烷效果。超声波预处理由于气蚀形成热效应,其机械剪切力和自由基氧化能力强于微波预处理的热磁效应。超声波预处理后废弃油脂的甲烷产率提高了43.3%达到927.97 mL/g-TVS(能量转化效率为69.89%),高于微波预处理的738.63 mL/g-TVS(能量转化效率为58.98%)。阐明了易溶于餐厨废油中的辣椒素对厌氧发酵过程的抑制机理。当油脂中辣椒素浓度为40 wt%时,油脂发酵的甲烷产率为142.10 mL/g-TVS,比无辣椒素时(780.21 mL/g-TVS)降低了84.0%。高浓度辣椒素造成甲烷菌细胞结构破坏、细胞膜破碎和功能受损;辣椒素降解产物与酶分子结合,抑制了生物酶活性以及油脂酸化厌氧发酵过程。辣椒素对发酵菌群结构造成负面影响,使甲烷菌Methanosarcina比例从30%降低至6%。当油脂中添加辣椒素含量40 wt%时,厌氧发酵产甲烷过程中的电子传递速率kapp由4.67×10-2 s-1降低了99%达到5.66×10-4 s-1,从而明显抑制了油脂厌氧发酵产甲烷过程。揭示了过碳酸钠/紫外线高级氧化方法降解辣椒素机理,提高过碳酸钠浓度和紫外线辐照强度强化了辣椒素降解。实验证明过碳酸钠/紫外线高级氧化反应产生了·OH、O2·—和CO3·—三种自由基共同作用,辣椒素通过四种可能途径均降解为苯醌中间产物并最终转化为CO2和水。高级氧化处理后含辣椒素的餐厨废油发酵甲烷产率从27.20 mL/g-TVS恢复至311.23 mL/g-TVS,细胞氧化损伤几乎没有发生,油脂厌氧发酵性能得到明显缓解。施加外电场通过微生物电化学反应显着提升了餐厨废油发酵产甲烷效率。当油脂厌氧发酵反应器施加外电压从0 V提升至0.8 V时,厌氧发酵甲烷产率从705.71 mL/g-TVS提升至791.60 mL/g-TVS,产甲烷速率峰值时间从33 d缩短至24 d。电化学促进了油脂降解和厌氧发酵β氧化作用,使大量产甲烷菌附着于电极片,促进电子传递提高了甲烷产率。
郭泓桥[3](2020)在《两级厌氧消化处理PTA废水的实验研究》文中提出精对苯二甲酸简称PTA,是一种重要的化工原材料。其主要用于聚酯树脂、聚酯纤维和绝缘漆等产品的生产。在PTA生产的过程中会产生大量含有芳香族化合物的有机废水,该废水具有污染物浓度高、水质水量波动大、p H值变化幅度大、出水水温较高等特点,同时,废水中所含有的芳香类有机污染物生物毒性强,直接排放对自然环境的危害极大,必须经过有效的处理达标后才能排放。其中,对苯二甲酸(TA)和对甲基苯甲酸(PA)被普遍认为是PTA废水中最难生物降解的特征污染物,而PA的生物降解性能较TA更差。由于PTA废水水质水量波动大,单级UASB反应器处理PTA废水效果较差,主要原因在于高浓度的芳香类有机化合物对微生物降解的抑制作用及毒性效应,可以将单级UASB作为水解酸化阶段,去除PTA废水中较容易降解的有机物,同时对难降解的芳香类有机化合物起到一定的生物降解作用,从而提高污染物的可生化性,为二级UASB反应器生物降解污染物提供便利。因此,本研究设计了两级升流式厌氧污泥床(UASB)工艺处理PTA废水,并研究了投加废白土、铁碳和生物炭载体促进反应器的快速启动和高效运行的应用潜力。研究考察了两级反应器长周期运行性能、特征污染物去除情况、微生物群落结构、不同载体的物化性质和对污泥颗粒化的作用等方面,以期不断优化PTA废水的生物处理工艺。研究首先考察了两级UASB反应器处理PTA废水的性能。实验结果表明,二级UASB反应器能有效处理PTA废水,平均COD去除率在90%以上,沼气平均产量为一级UASB反应器14.24 m L/(g COD·d),二级UASB反应器27.95m L/(g COD·d)。三种特征污染物中对BA的去除效果最好,其次是TA和PA,平均去除率分别为100%,97.99%和92.07%。一级UASB反应器中微生物菌群相对丰度最高的是广古菌门(Euryarchaeota),相对丰度为29.1%,其次是变形菌门(Proteobacteria),相对丰度为26.6%。二级UASB反应器内相对丰度最高的是Proteobacteria菌门(25.0%)、广古菌门(19.4%)和绿弯菌门(11.8%)。二级UASB反应器内微生物群落的丰富度和多样性均高于一级UASB反应器。为了提高二级UASB反应器对PTA废水中有机污染物的去除效果和产气性能,通过向反应器内投加载体考察不同载体对PTA废水的处理效果。实验结果表明,投加废白土、铁碳和生物炭载体的反应器平均COD去除率分别为87.84%、83.67%和85.42%,略低于空白反应器的90.14%,但投加载体有利于提高微生物产气性能,平均沼气产量相比空白反应器分别提高了2.0倍、3.3倍和2.7倍。投加三种载体提高了水解酸化菌和产甲烷菌的丰度,促进了短链脂肪酸的生物转化和产甲烷性能。投加载体一定程度提高了污泥粒径大小,但并未实现UASB反应器中的污泥颗粒化。综上所述,二级UASB反应器可以有效处理PTA废水,添加废白土、铁碳和生物炭载体,可以极大提高产气性能,但在加速反应器启动和污泥颗粒化方面仍需要继续探索。
孙呈[4](2020)在《苯酚-铬MEC的构建及苯酚阳极氧化机理的初步探究》文中研究表明近年来,我国的工业发展日益迅猛,导致了大量废水的排放,其中含酚废水和含铬废水是两类主要的工业废水。厌氧生物处理法以其绿色、经济、方便的优点被普遍应用于工业废水的处理中。理论上苯酚的氧化和六价铬的还原可以通过厌氧微生物活动构成一个完整的全反应,无需投入额外的碳源和电子受体;但是苯酚和六价铬的毒性会对彼此功能菌产生相互抑制,因此限制了这两类废水在生物法中的同步处理。生物电化学系统(BES)结合了厌氧生物处理法与电化学法,因其可以产生电能和降解污染物受到广泛关注。生物电化学系统可以将两个半反应在空间上进行分离,因此它可能是实现苯酚和六价铬同步去除的有效方式。此外,由于大多数的电活性细菌无法直接利用苯酚,因此推测苯酚等难降解污染物的阳极氧化可能依赖着发酵细菌和电活性细菌之间的协同作用。本论文首次构建了双生物电极的双室微生物电解池(MEC)以实现含酚废水和含铬废水的同步处理;并在苯酚-铬MEC的研究基础上,对苯酚阳极氧化过程机理进行了初步探究。主要研究结果如下:(1)构建了苯酚氧化耦合六价铬还原的苯酚-铬MEC,在苯酚浓度为100 mg/L、六价铬浓度为20 mg/L的初始条件下驯化,最终实现了苯酚-铬MEC的稳定运行,可以有效处理5001000 mg/L的含酚废水和100200 mg/L的含铬废水。从驯化阶段到稳定阶段,苯酚和六价铬的去除效果逐渐增强,外电路电流呈现明显的增长趋势,阳极的库仑效率也相对提高。实验结束后,对阴极污泥进行的XPS和SEM分析证实了阴极生物还原六价铬的过程。MEC的驯化促进了相关微生物的生长,阳极的电活性细菌Clostridiumsensustricto1和阴极的六价铬还原菌Aquamicrobium、Trichococcus等功能微生物得到了明显富集。(2)在苯酚-铬MEC的基础上,对苯酚阳极氧化的机理进行了初步探究,并推测苯酚降解细菌和电活性细菌之间的互养代谢可能是苯酚阳极氧化过程的关键。分别构建了以苯酚和乙酸为单一碳源的混菌MEC进行对照,结果发现,在阴极还原六价铬方面,苯酚作为阳极碳源比乙酸更有效,因为苯酚降解细菌可以降解苯酚并缓慢释放乙酸,低浓度的乙酸作为电子供体可以更充分地被用于阳极氧化过程中。在苯酚阳极液中,群体感应信号分子的浓度比在乙酸阳极液中更高,这证实了苯酚降解细菌和电活性细菌之间的互养代谢关系。循环伏安法和傅立叶变换红外光谱也表明,苯酚阳极液和阳极污泥具有更好的电子传递能力,这是由于苯酚的互养代谢增强了阳极的生物电化学过程,促进了电活性细菌的生命活动。
王锐[5](2020)在《印染废水循环利用污染物富集规律与控制技术研究》文中研究指明我国每年产生巨量印染废水,印染行业废水处理仍以达标排放为主。值得注意的是,印染废水再生与循环利用正逐渐形成规模。然而,废水循环利用过程中必然存在污染物富集现象,仅仅采用传统混合处理模式和再生技术,难以使企业水重复利用率稳定满足《印染行业规范条件(2017版)》规定的大于40%这一要求。为提高印染企业水重复利用率,进行了污染物富集规律、富集污染物对活性污泥微生物群落功能抑制机理及富集污染物的控制技术研究,构建了印染废水可持续循环利用模式。论文的主要研究内容及主要成果如下:(1)通过印染废水循环利用试验研究,明确了印染废水中富集污染物种类及富集规律,探明了富集污染物对活性污泥微生物功能的影响机理。印染废水循环利用时富集有机物主要由4类物质组成,分别为脂肪醇聚氧乙烯醚、挥发性脂肪酸盐、可溶性微生物代谢产物和染料与助剂中间体。富集的无机离子以钠、氯和硫酸根离子为主。对照实验结果表明,富集污染物中无机离子对微生物功能抑制作用有限,与之相比有机物的富集对活性污泥系统优先产生抑制作用。GC/MS和基于约束距离的冗余分析(db-RDA)表明,染料中间体是导致活性污泥系统功能受到抑制的关键有机物。代谢组学分析显示4个代谢通路受到抑制作用最为显着,分别为苯丙氨酸代谢、酮体合成与降解、丁酸代谢和丙酮酸代谢。feaB、DDC和E2.3.3.10等酶对应的基因下调而导致的酚和萘富集,是活性污泥系统功能受到抑制的主要原因。(2)臭氧气浮技术能有效控制印染废水循环利用初期有机物的富集现象。与传统气浮控制相比,臭氧气浮控制条件下活性污泥系统微生物活性保持时间增大了1.5倍。二级处理水COD、UV254、类芳香蛋白、类色氨酸和蛋白质等有机物指标上升速率分别为1.4mgCOD/L?d,0.018cm-1/d,11.1R.U/d,4.4R.U/d和0.213mg/L?d,比传统气浮控制条件下分别降低了58.6%、53.8%、93.1%、89.1%和25.8%。臭氧气浮对二级处理水中羰基碳和羧基碳的去除较彻底,臭氧气浮出水中苯环碳占比逐渐升高,脂肪碳占比逐渐下降。臭氧气浮有效控制有机物富集的条件下,离子浓度低于5g/L时对微生物功能无显着影响;当离子浓度超过5g/L时,无机离子浓度持续渐增会逐渐抑制活性污泥系统生物功能。宏基因组分析表明,富集离子逐步间断聚糖生物合成与代谢通路、外源生物降解与代谢通路和脂肪代谢通路。乙醛/丁二酸半醛还原酶、醛脱氢酶和hisM酶活性受到无机离子的抑制影响最显着,对应基因数分别下降了69.4%、92.3%和96%。与富集有机物对生物系统的快速抑制作用不同,富集的无机离子对生物系统的抑制呈现慢速抑制的特点。(3)针对无机离子富集规律开发了富集无机离子调控的旁路RO膜分离处理技术,为印染废水循环利用系统稳定运行提供了技术保障。臭氧气浮和旁路膜RO技术相结合,系统出水COD长期保持在50mg/L以下,有机物官能团比例趋于稳定,消除了离子富集现象,提升印染废水重复利用率的同时保证了回用水水质安全。(4)运用水质矩阵理论归一化得到了不同印染工序排水的处理特性,构建了印染废水“分质处理与按质循序利用”的新模式。将印染废水按水质及处理特性分为特种废水、高浓度废水和低浓度废水分类收集、分别处理。特种废水和高浓度废水处理达标排放为目标。低浓度废水处理以回用为目标,生产一般再生水和优质再生水,根据用水要求按质循序多级回用至不同印染工序。该模式的构建为提升印染企业水重复利用率奠定了模式基础。(5)本课题开发的技术应用到印染废水循环利用实际工程,长期运行结果表明,再生水感官指标(色度、透明度和SS)、有机物指标(COD)和盐分指标(TDS、铁和锰)均能稳定达到《纺织染整工业回用水水质标准》(FZ/T01107-2011)的限值要求。将循环利用工程处理出水直接回用于生产,其染色效果与工业给水无显着区别。本论文的研究能有效提升印染废水的循环利用效率,保证了企业的产能增长,为印染废水的可持续循环利用提供了技术范例。
何欢[6](2019)在《溶解性有机质介导电化学-微生物耦合降解17α-乙炔基雌二醇》文中指出17α-乙炔基雌二醇(EE2)是一种备受关注且危害较大的环境内分泌干扰物(EDCs),是常用避孕药的主要成分,即使环境浓度在1 ng/L水平以下也能对生物体产生严重的生长、发育和繁殖干扰问题。EE2随人或动物排泄物进入污水处理系统,而常规的污水处理工艺难以将其完全降解或去除。在EE2的环境转化过程中,微生物降解是其主要的削减途径,但仍需偶联其他技术(如电化学法等)以提高EE2的去除效果。微生物在微电场的刺激作用下,其细胞的生长繁殖、基因表达以及膜通透性变化可能有利于去除EE2。前人研究表明溶解性有机质(DOM)可在微生物体系中作为电子穿梭体通过偶联微生物生长加速降解EE2;本研究中进一步证实了DOM还能在电化学体系中被激发产生活性物质以提高EE2的降解或矿化效率。然而,电化学-微生物耦合体系降解EE2效能,DOM在此耦合降解系统中的介导作用,以及此耦合系统处理后的微生物及DOM对后续微生物降解EE2的作用都尚待研究。基于此,本研究先筛选出能有效降解EE2的微生物菌种,并以Ti/SnO2-Sb2O5为阳极、碳材料为阴极,构建DOM参与的电化学-微生物耦合降解EE2体系。考察电场与微生物生长代谢和种群结构变化之间的相互影响、电激发DOM产生活性物质对EE2降解的作用机制,探究DOM对电化学-微生物体系耦合降解EE2的介导机制,并评估EE2降解产物的生态毒性,发现电化学联合微生物技术处理含EE2废水的可行性。本研究主要发现点如下:(1)DOM或无机氧化剂(H2O2、过硫酸钾(PDS)和过硫酸氢钾(PMS))介导的电化学降解EE2体系中,(1)酸性条件下,无机氧化剂的加入可以显着提高EE2降解效率;(2)酸性条件下,低浓度的DOM可使羟基自由基(·OH)浓度明显增加,从而提升EE2的去除能力;(3)但随着DOM浓度的增加,EE2的降解率显着降低。(2)电化学-微生物耦合去除EE2系统中,(1)当单独使用电化学降解时,高浓度溶解氧和低pH值条件能促进EE2的去除;(2)厌氧降解菌与电化学过程的耦合可以提高EE2的降解效率,在pH值为5.5和电流强度100 mA的条件下,由于其·OH产量和丙二醛(MDA)浓度的提高,EE2降解速率可增加到0.0195 min-1;(3)电化学厌氧降解过程中微生物的多样性会降低,但Shewanella和Aeromonas存活较好,即电活性微生物的富集使得电化学过程中细菌与电极之间的直接电子传递效率改善,从而促进电化学-微生物耦合降解EE2;(4)能耗分析发现电化学-微生物耦合方法具有更好的节能效果。(3)DOM介导电化学和微生物耦合降解EE2过程中,(1)将电驯化后的微生物引入到耦合系统中,富里酸(FA)和西格玛腐殖酸(SHA)的加入明显增加了系统中EE2降解和矿化效率;(2)超氧化物歧化酶(SOD)、电子传递能力(ETC)和电化学交流阻抗(EIS)分析结果证实,耦合体系中DOM的电子转移能力和生物利用性有所提升;(3)经过耦合体系后的菌种在后续的微生物降解中也具有更好的环境耐受性和EE2去除效率;(4)耦合系统中EE2降解途径为:EE2被·OH或微生物氧化酶氧化成雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)或其他羟基化产物,然后以相同的氧化方式开环并将开环产物氧化成有机羧酸,最后矿化去除。(4)进一步研究了电化学和微生物耦合体系中DOM的作用机制以及耦合体系出水对自然环境中污染物迁移转化的影响,结果表明:(1)EE2生物去除效率与DOM的电子供给能力(EAC)有很大的相关性,电化学改性后的DOM其EAC明显增加;电改性后,DOM中的醌基含量增加,导致其介导的EE2光解过程中的三线态贡献率更高,同时也具有较高的EE2光化学和微生物降解效果;(2)在光化学耦合微生物的联合体系中,电改性后DOM介导的EE2耦合降解率显着提高;(3)微生物分泌的聚合物(CPS)中含有主要成分为蛋白质或氨基酸的光敏性物质,可以被激发为三线态从而促进EE2光降解;(4)EE2废水经光化学-微生物耦合系统处理其毒性明显降低。本研究探讨了DOM在生物电化学系统中的作用,为受雌激素污染水域的净化提供了新思路,发现了电化学耦合微生物处理雌激素污染废水的可行性,为电化学-微生物技术在废水中去除类固醇的应用提供了理论依据。同时研究还发现了经电化学系统处理后的DOM对有机污染物的自然降解具有积极作用。
王国晨[7](2019)在《微生物/生物锰氧化物对酚类物质的协同降解》文中提出酚类物质是一种典型的环境污染物,在工业废水中广泛存在。利用物理、化学、生物法去除酚类污染物已经得到了广泛的研究,然而利用多种过程的耦合强化去除性能的研究较为少见。本论文首先研究了移动床生物膜反应器(MBBR)受到模拟酸性苯酚废水的冲击过程(pH从7.5降低到3.0,再回升到7.5),并测定了苯酚和COD去除率。在pH冲击阶段,苯酚和COD的去除率先降低后逐渐提高到90%以上。生物膜的显微学表征研究发现,酸性pH冲击阶段的表层生物膜主要由真菌(酵母菌)组成。微生物群落的生物信息学分析也表明该阶段的微生物群落组成与其他阶段有显着差异。厚壁菌门和子囊菌门分别是这一阶段的优势细菌菌门和真菌菌门。基于16S rRNA基因的功能注释分析结果表明与芳香族化合物降解相关的编码基因存在于全部阶段,进而证实了MBBR具有处理pH冲击的酚类废水的可行性。随后,为了进一步增强酚类污染物的去除性能,本研究通过在MBBR中富集锰氧化菌来建立微生物/生物锰氧化物组合体系。经过90天的运行后,添加到模拟苯酚废水中的Mn(II)可以在微生物的作用下原位氧化为锰氧化物。然后,将对氯酚加入到反应器进水当中模拟两种酚类组成的混合废水。与不加Mn(II)的MBBR(R1)相比,含Mn(II)的MBBR(R2)在148天的运行中表现出更强的苯酚和对氯酚去除性能,并有效耐受了苯酚和对氯酚的浓度以及水力停留时间(HRT)的波动。此外,本研究还基于16S扩增子测序技术对微生物群落进行了生物信息学分析,变形菌门在全部阶段中细菌群落中所占的比例均超过了50%,并在R2的特定阶段中鉴定出几种可能的锰氧化菌(Pseudomonas,Cupriavidus,Spirosoma)。另一方面,批次实验的结果表明纯化的生物锰氧化物去除苯酚的性能较弱,但却可以高效去除对氯酚。有趣的是,在对氯酚的降解产物中鉴定得到了特定产物5-氯-2-羟基粘康酸半醛,从而发现了生物锰氧化物具有一种新颖的类酶(邻苯二酚2,3-双加氧酶)活性,这表明了组合体系中除了微生物驱动的对氯酚降解外,生物锰氧化物的存在提供了另一种互补的对氯酚降解途径。综上所述,本论文在高苯酚负荷下在MBBR中实现了锰氧化菌富集,而原位形成的生物锰氧化物显着增强了R2中苯酚和对氯酚的去除性能。考虑到生物锰氧化物的类酶活性,本论文的研究结果证实了一种涉及纳米材料和微生物群落的组合体系协同降解有机污染物的可行性。
刘天禄[8](2019)在《生物强化载体流化床生物膜处理炼化废水研究》文中认为本文研究对象为某大型综合性炼化企业废水处理场的废水,该废水污染物来源多、成分复杂,CODcr、氨氮、油类等浓度变化幅度大,经“隔油-气浮-生化”工艺处理后,排水各项指标已不能满足国家废水排放标准的要求。针对载体流化床生物膜工艺(Carrier fluidized biofilm Reactor,CFBR)进行了工业化规模的现场实验,研究了好氧过程短程硝化反硝化作用(Shortcut Nitrification-Denitrification,SCND)和同步硝化反硝化(Simutaneous Nitrification and Denitrification,SND)强化脱氮机理,对废水中特征污染物对苯二甲酸二甲酯(1,4-Benzenedicarboxylic Acid Dimethyl Ester,DMT)的生物降解进行了研究,筛选出5株DMT生物降解菌种,构建了优势菌群。设计了固定床膜生物反应器(Fixed-bed Membrane Bioreactor,FBMBR),分析了膜污染的主要影响因素和机理,对废水处理场排水进行深度处理研究,探索部分回用处理场出水的可能性。研究结论如下:(1)CFBR工艺废水处理效果明显优于活性污泥法工艺(Actived Sluge technology,AS),生物脱氮效果良好,适用于废水处理场的改造,具有操作简单、维护方便等优点。废水处理场出水能够达到国家污水综合排放一级标准(GB8978-1996),石油类小于5mg/L、CODcr小于60mg/L、氨氮小于15mg/L。(2)CFBR工艺可以强化SCND作用,同步实现SND作用。系统SCND的NO2--N积累率可以达到80%以上,SND的NOx--N饱和常数为5.33,SND反硝化作用效果明显提高,TN去除率能够达到80%以上。CFBR工艺最佳运行参数为DO为2.0~3.0mg/L,pH为7.5~8.0,温度为30~35℃,HRT为10~12h,吨废水耗碱量为20g/m3。(3)采用DMT逐量分批驯化方法,筛选分离得到5株DMT高效降解菌。经16SrDNA序列分析确定,分别为多杀巴斯德氏菌,蜡状芽孢杆菌,为嗜中温甲基杆菌,食酸菌属和少动鞘氨醇单胞菌。菌株DMT降解条件优化实验表明,DMT降解细菌适宜条件为:温度在28℃~36℃之间,pH值为7.5~8.0,菌种投加比例为5%。(4)在HRT为1.25h、气水比为0.5:1、选择填料A的条件下,FBMBR工艺装置出水CODcr小于35mg/L、BOD5小于5mg/L、氨氮小于3mg/L、悬浮物小于5mg/L、浊度小于5 NTU,各项指标均达到了工业循环水补水指标要求。(5)FBMBR装置膜污染的主要影响因素为混合液中的溶解性微生物产物(Soluble microbial products,SMP),混合液的比阻和胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的影响可以忽略。装置的结构设计能有效缓解SMP对膜的污染,降低超滤膜的跨膜压差,延长超滤膜的清洗周期与使用寿命。
陈惠[9](2019)在《聚酯纤维碱减量废水的生物降解特性研究》文中指出采用活性污泥法,分别在好氧、厌氧/好氧交替和厌氧条件下处理聚酯纤维碱减量废水,研究碱减量废水的生物降解特性和生物处理系统的微生物特性。利用凝胶渗透色谱法(GPC)、过滤膜法和三维荧光技术(3D-EEM)对废水中的难降解物质进行定性分析,并采用胞外聚合物(EPS)、扫描电子显微镜(SEM)以及高通量测序分析污泥中微生物的活性及群落组成,同时研究了生物法+Fenton氧化法+生物法组合工艺对碱减量废水中低聚物的降解情况,探讨该废水合理处理途径。本课题的研究结果如下:(1)碱减量废水在好氧条件下降解效率最高,厌氧/好氧交替条件次之,厌氧条件下废水降解效率最低;凝胶渗透色谱法和过滤膜法表明,好氧、厌氧/好氧交替、厌氧条件对碱减量废水中不同分子量有机物呈现出不同的去除规律。好氧、厌氧/好氧交替和厌氧条件均不能较彻底降解相对分子量1500-1600 Da和530 Da附近的有机物(聚酯低聚物),且厌氧条件下对于相对分子量370 Da附近的有机物也不能降解去除。3D-EEM分析表明,除了聚酯低聚物外,溶解性微生物代谢产物和腐殖酸类物质也难以彻底降解;荧光光谱图的变化与COD和UV254的降解规律相似。(2)碱减量废水中的有机物降解影响微生物的活性,胞外聚合物(EPS)含量和组成情况与微生物的活性有关。随着水力停留时间(HRT)的提高,三种条件下反应器污泥中EPS基本呈现增长趋势,EPS含量的变化情况与有机物降解情况相关,好氧反应器内微生物EPS含量的增长趋势最佳,厌氧/好氧交替反应器次之,厌氧反应器最差。(3)高通量测序分析表明,好氧反应器的微生物丰富度和多样性指数远低于厌氧和厌氧/好氧交替反应器。相同的优势细菌门类主要有变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes),相对丰度都较高;厌氧反应器的优势细菌门类还有绿弯菌门(Chloroflexi)、螺旋菌门(Spirochaetae)。反应器在三种不同条件下处理碱减量废水,系统微生物群落在属水平上的分布与接种污泥均不同,特有的优势细菌属类相对丰度都较高。(4)利用“好氧生物处理+Fenton氧化+好氧生物处理”组合工艺处理碱减量废水,比单纯的生物处理的处理效率要高,可有效去除、降解废水中的聚酯低聚物,缩短废水处理时间,是一种可以获得较高出水水质的碱减量废水处理工艺组合。
马文德[10](2018)在《纳米TiO2对短链脂肪酸和对苯二甲酸产甲烷过程的影响研究》文中提出微生物厌氧产甲烷过程既可以产生绿色能源又能够对有机废物进行无害化处理,对于当今日益严峻的能源危机以及环境问题具有重要影响。最新的研究表明,产甲烷过程中存在着互营菌与产甲烷菌间的种间电子传递过程,通过添加外源材料影响和介导该过程可以实现对产甲烷过程的调控。本研究选择乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠三种短链脂肪酸以及复杂底物对苯二甲酸为碳源,探讨纳米TiO2对厌氧产甲烷过程的影响,并对反应过程中的性质指标、材料与微生物的作用情况和微生物种群变化进行考察,以期探索材料对产甲烷过程的影响机制。取得的主要研究结果如下:(1)在以乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠为碳源的产甲烷体系中均发现纳米TiO2能够显着促进产甲烷过程。乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠体系中最大产甲烷速率分别提高43.3%、27.3%和47.4%,最大累计甲烷产量分别提高25.2%、7.7%和6.3%,乙酸钠和丁酸钠体系的产甲烷停滞期分别缩短了 22.2%和20.0%,对丙酸钠体系的停滞期没有影响;同时纳米TiO2的添加也加速乙酸钠和丙酸钠体系的碳源消耗过程,丁酸钠体系虽然对初始碳源的消耗过程没有影响,但中间产物乙酸的消耗过程同样被加速。(2)纳米TiO2的添加明显改变了乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠体系的微生物群落结构,并可能加速了互营菌与产甲烷菌间的种间直接电子传递过程(direct interspeciese electron transfer,DIET)。微生物群落分析表明,TiO2的加入提高了乙酸钠体系中细菌Proteiniclasticum和产甲烷菌Methanosarcina的含量,丙酸钠体系中细菌 Coriobacteriaceae、Anaerolineaceae 和产甲烷菌 Methanosarcina、Methanobacterium以及丁酸钠体系中细菌Pseudomonas、Syntrophomonas和产甲烷菌Methanosarcina、Methanobacterium也得到大量富集,并且三种体系中总的产甲烷菌含量均明显提高。另外富集的产甲烷菌Methanobacterium、Methanosarcina可能参与了 DIET过程,进一步对沉积物的导电性分析以及SEM和XRD表征可知,TiO2的加入提高了反应体系的导电性并且它与微生物的分布情况不利于种间H2/甲酸传递,这也印证了上述结论。(3)进一步采用纳米TiO2研究了复杂碳源对苯二甲酸的产甲烷过程。结果显示TiO2的加入使得该体系最大产甲烷速率提高了 40.0%,最大累积甲烷产量增长了 27.7%,产甲烷周期减少了 8.0%,同时底物对苯二甲酸完全降解时间缩短了 19.2%。(4)纳米TiO2的加入改变了对苯二甲酸体系的微生物群落结构,可能加速了互营菌和产甲烷菌之间的DIET过程。TiO2富集了对苯二甲酸分解细菌Syntrophorhabdus和产甲烷菌Methanolinea、Methanosaeta,同时总的产甲烷菌含量也大幅度提高。另外产甲烷菌Methanolinea和Methanosaeta可能具备DIET能力,对反应体系中颗粒污泥导电性的分析、SEM表征和XRD分析也进一步表明了该种可能性。
二、降解对苯二甲酸厌氧微生物群快速驯化与富集技术(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、降解对苯二甲酸厌氧微生物群快速驯化与富集技术(英文)(论文提纲范文)
(1)我国典型红树林区域微生物菌群厌氧代谢雌二醇的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语 |
第一章 前言 |
1.1 环境雌激素概述 |
1.1.1 环境雌激素的来源和检测 |
1.1.2 环境雌激素污染的修复研究现状 |
1.1.3 雌激素微生物厌氧代谢途径 |
1.2 红树林湿地的环境雌激素污染现状 |
1.2.1 红树林湿地生态系统简介 |
1.2.2 红树林雌激素污染现状 |
1.3 组学在红树林微生物菌群研究中的应用现状 |
1.3.1 高通量测序技术在红树林微生物群落上的研究进展 |
1.3.2 宏基因组学在雌激素厌氧代谢研究中的应用进展 |
1.4 本论文的研究目的与意义 |
1.5 本论文主要研究内容与技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 红树林底层沉积物微生物与环境关系研究 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 样品采集 |
2.1.2 试剂与仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 红树林站点原位底层沉积物样品的环境参数测定 |
2.2.2 红树林底层沉积物样品雌激素含量的测定 |
2.2.3 基于16S rRNA基因高通量分析原位底层沉积物菌群结构 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 红树林各站点底层沉积物样品的环境参数 |
2.3.2 红树林各站点底层沉积物原位样品门水平下菌群结构分析 |
2.3.3 红树林底层沉积物中雌激素的含量分析 |
2.3.4 红树林各站点原位环境参数和菌群丰度的相关性分析 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第三章 雌二醇胁迫及厌氧条件下红树林底层沉积物细菌群落的演变 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 实验样品 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 主要培养基及相关试剂 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 红树林底层沉积物样品接种及传代培养 |
3.3.2 厌氧条件下E2胁迫传代培养降解率的测定 |
3.3.3 厌氧传代培养样品16S rRNA基因高通量测序 |
3.3.4 可培养的细菌的分离及鉴定 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 厌氧条件下传代培养菌群对E2的降解能力 |
3.4.2 厌氧条件下E2胁迫对不同红树林底层沉积物中菌群的影响 |
3.4.3 不同红树林底层沉积物菌群厌氧E2胁迫前后PCoA分析 |
3.4.4 不同红树林中微生物菌群胁迫培养前后LEfSe分析 |
3.4.5 厌氧条件下E2胁迫培养后分离到的可培养的功能菌株 |
3.5 讨论 |
3.6 小结 |
第四章 基于宏基因组学初步分析红树林底层微生物菌群厌氧代谢雌二醇机制 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料和方法 |
4.2.1 红树林底层沉积物传代培养后的基因组DNA提取与送测 |
4.2.2 宏基因组数据分析流程 |
4.2.3 厌氧菌群代谢/转化E2中间产物的检测及代谢途径重构 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 宏基因组原始数据纯化质控结果 |
4.3.2 红树林各站点宏基因组组装和注释结果 |
4.3.3 宏基因组功能基因网络构建与分析 |
4.3.4 宏基因组MAGs的组成分析 |
4.3.5 不同来源红树林中的厌氧菌群代谢E2途径的预测 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(2)餐厨废油断键降解脱毒促进微生物定向转化产甲烷研究(论文提纲范文)
致谢 |
前言 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 餐厨垃圾的能源化利用现状 |
1.2 餐厨垃圾厌氧发酵的反应机理 |
1.2.1 餐厨垃圾发酵制氢 |
1.2.2 餐厨垃圾发酵制甲烷 |
1.3 餐厨垃圾及废弃油脂发酵制生物燃气的研究进展 |
1.3.1 餐厨垃圾预处理促进产生物燃气 |
1.3.2 废弃油脂预处理促进产生物燃气 |
1.3.3 厌氧发酵抑制因素及其解决方案 |
1.3.4 废弃油脂厌氧发酵的问题难点 |
1.4 本文的研究目的和内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究思路 |
2 实验设备与方法 |
2.1 主要实验设备 |
2.1.1 菌群培养与纯化系统 |
2.1.2 餐厨废油预处理系统 |
2.1.3 厌氧发酵产燃气系统 |
2.1.4 发酵抑制物高级氧化系统 |
2.1.5 餐厨废油电化学处置系统 |
2.1.6 其他实验设备 |
2.2 菌群培养和实验测试方法 |
2.2.1 产氢细菌和产甲烷古菌培养方法 |
2.2.2 发酵原料成分及微观测试方法 |
2.2.3 发酵过程细胞、菌群、代谢、导电性测试方法 |
2.2.4 气相组分、固体降解产物和液相代谢产物测试方法 |
2.3 数据分析与计算 |
3 餐厨垃圾典型废弃油脂水热预处理促进产甲烷 |
3.1 引言 |
3.2 实验方案 |
3.2.1 原料及发酵菌种 |
3.2.2 原料水热预处理方法 |
3.2.3 暗发酵联产氢气和甲烷 |
3.2.4 数据分析与计算方法 |
3.3 油脂及藻华水热预处理降解对比 |
3.4 油脂及藻华暗发酵产氢促进产甲烷 |
3.4.1 水热反应促进暗发酵产氢 |
3.4.2 暗发酵产氢尾液联产甲烷 |
3.5 油脂发酵体系微观测试分析 |
3.6 油脂和藻华发酵体系能量转化对比分析 |
3.7 本章小结 |
4 臭氧预处理促进餐厨废油发酵产甲烷 |
4.1 引言 |
4.2 实验方案 |
4.2.1 发酵原料及微生物 |
4.2.2 餐厨废油预处理方法 |
4.2.3 暗发酵联产氢气和甲烷 |
4.3 油脂臭氧预处理促进发酵产氢 |
4.4 暗发酵产氢尾液联产甲烷特性 |
4.5 油脂和餐厨垃圾混合体系发酵联产氢气和甲烷 |
4.5.1 餐厨垃圾及油脂混合原料臭氧预处理产氢 |
4.5.2 混合原料臭氧预处理联产与单产甲烷对比 |
4.5.3 油脂联产氢气和甲烷的能量转换效率 |
4.6 三种废弃油脂水热及臭氧预处理发酵产甲烷对比 |
4.6.1 废弃油脂厌氧发酵产甲烷特性 |
4.6.2 废弃油脂厌氧发酵产甲烷代谢产物及能量转化特性 |
4.7 本章小结 |
5 超声波/微波预处理促进餐厨垃圾及餐厨废油发酵产甲烷 |
5.1 引言 |
5.2 实验方案 |
5.2.1 发酵原料及微生物 |
5.2.2 餐厨垃圾和废弃油脂预处理方法 |
5.2.3 暗发酵联产氢气和甲烷方法 |
5.3 原料超声波/微波预处理溶解性分析 |
5.4 原料超声波预处理厌氧发酵产甲烷 |
5.5 原料微波预处理厌氧发酵产甲烷 |
5.6 油脂厌氧发酵的能量转换效率及能量平衡分析 |
5.7 本章小结 |
6 辣椒素对餐厨废油发酵产甲烷的抑制作用 |
6.1 引言 |
6.2 实验方案 |
6.2.1 发酵原料及微生物 |
6.2.2 厌氧发酵条件设置 |
6.2.3 分析测试方法 |
6.3 辣椒素抑制油脂和餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷 |
6.3.1 辣椒素抑制油脂厌氧发酵产甲烷 |
6.3.2 辣椒素抑制餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷 |
6.4 辣椒素对餐厨垃圾及油脂发酵产气的抑制作用 |
6.4.1 含辣椒素油脂产甲烷过程的微生物细胞损伤 |
6.4.2 含辣椒素油脂产甲烷过程的菌群和代谢反应 |
6.5 辣椒素抑制油脂产甲烷过程机理分析 |
6.6 本章小结 |
7 过碳酸钠/紫外线降解辣椒素缓解对甲烷发酵的抑制作用 |
7.1 引言 |
7.2 实验方案 |
7.2.1 发酵原料及发酵菌种 |
7.2.2 预处理及厌氧发酵条件设置 |
7.2.3 分析测试方法 |
7.3 过碳酸钠/紫外线对于辣椒素的降解动力学 |
7.4 辣椒素降解的自由基反应及降解机理 |
7.5 辣椒素降解后的厌氧发酵系统运行 |
7.6 辣椒素降解后的厌氧发酵系统改善状况 |
7.7 本章小结 |
8 微生物电化学方法降解油脂促进厌氧发酵产甲烷 |
8.1 引言 |
8.2 实验方案 |
8.2.1 发酵原料及发酵菌种 |
8.2.2 厌氧发酵方法 |
8.2.3 分析测试及计算方法 |
8.3 电场作用下的油脂厌氧发酵产甲烷 |
8.4 电场对于发酵微生物代谢的影响 |
8.5 电场促进油脂厌氧发酵产甲烷的机理分析 |
8.6 本章小结 |
9 全文总结 |
9.1 全文总结 |
9.2 主要创新点 |
9.3 工作不足与展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(3)两级厌氧消化处理PTA废水的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 PTA废水的来源和组成 |
1.2 PTA废水的处理技术 |
1.2.1 PTA废水的好氧生物处理技术 |
1.2.2 PTA废水的厌氧生物处理技术 |
1.3 PTA废水的厌氧降解微生物 |
1.4 PTA废水中芳香类化合物的厌氧降解 |
1.5 载体在厌氧废水处理中的应用研究 |
1.6 课题的提出 |
1.7 研究内容 |
1.8 研究路线 |
第2章 两级厌氧消化反应器处理PTA废水研究 |
2.1 实验材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验装置与运行方式 |
2.1.3 分析项目及方法 |
2.2 两级UASB反应器的PTA废水处理性能研究 |
2.2.1 两级UASB反应器处理PTA废水的COD去除性能 |
2.2.2 两级UASB反应器中的特征污染物去除性能 |
2.3 两级UASB反应器处理PTA废水的产甲烷性能研究 |
2.4 两级UASB反应器处理PTA废水的污泥形态分析 |
2.4.1 扫描电镜分析 |
2.4.2 污泥粒径分析 |
2.5 两级UASB反应器微生物菌群结构研究 |
第3章 不同载体对反应器运行性能的影响研究 |
3.1 实验材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验装置与运行方式 |
3.1.3 载体材料的制备方法 |
3.1.4 载体材料的表征方法 |
3.1.5 载体对PTA废水的吸附实验 |
3.1.6 碳平衡分析 |
3.1.7 分析测试方法 |
3.2 载体材料表征及吸附性能 |
3.2.1 材料吸附性能 |
3.3 投加不同载体反应器的PTA废水处理性能研究 |
3.3.1 不同载体对反应器COD去除性能的影响 |
3.3.2 不同载体对特征污染去除性能的影响 |
3.4 不同载体对反应器产甲烷性能的影响 |
3.5 不同载体对PTA废水去除的碳平衡分析 |
3.6 不同载体对UASB反应器污泥形态的影响研究 |
3.6.1 污泥粒径分布 |
3.6.2 扫描电镜分析 |
3.7 不同载体对UASB系统微生物群落结构的影响研究 |
第4章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)苯酚-铬MEC的构建及苯酚阳极氧化机理的初步探究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 含酚废水概述及处理方法 |
1.1.1 含酚废水的来源与危害 |
1.1.2 含酚废水的处理方法 |
1.2 含铬废水概述及处理方法 |
1.2.1 含铬废水的来源与危害 |
1.2.2 含铬废水的处理方法 |
1.3 生物电化学技术在水处理中的应用概述 |
1.3.1 生物电化学系统发展历程 |
1.3.2 生物电化学系统基本原理 |
1.3.3 生物电化学系统废水处理应用概述 |
1.3.4 生物电化学处理技术在含酚废水处理中的应用 |
1.3.5 生物电化学处理技术在含铬废水处理中的应用 |
1.4 本论文的研究目的、意义及内容 |
1.4.1 课题研究目的、意义 |
1.4.2 课题研究内容 |
2 微生物电解池实现苯酚和六价铬的同步去除 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要仪器设备 |
2.2.2 实验装置 |
2.2.3 MEC的接种与运行 |
2.2.4 分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 耦合MEC的苯酚及六价铬去除效果 |
2.3.2 耦合MEC的电流特征 |
2.3.3 耦合MEC的阴极污泥特征 |
2.3.4 微生物群落组成 |
2.4 本章小结 |
3 苯酚阳极氧化过程中互养代谢机制的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要仪器设备 |
3.2.2 实验装置 |
3.2.3 MEC的接种与运行 |
3.2.4 分析方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 MEC的有机物及六价铬去除效果 |
3.3.2 群体感应活动检测 |
3.3.3 电化学分析 |
3.3.4 FT-IR及XPS分析 |
3.3.5 微生物群落组成 |
3.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)印染废水循环利用污染物富集规律与控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 我国印染行业污水处理现状 |
1.1.2 适用法规和规范发展历程 |
1.1.3 印染废水再生处理循环利用的必要性与意义 |
1.1.4 印染废水分质处理与循环利用可行性分析 |
1.2 印染行业废水水量与水质特性 |
1.2.1 印染废水水量特性 |
1.2.2 印染废水水质特征 |
1.2.3 不同工序污染物排放量比较 |
1.3 印染废水循环利用制约因素分析 |
1.4 印染废水再生处理技术进展 |
1.4.1 印染废水再生处理常用工艺概述 |
1.4.2 臭氧气浮技术基本原理与应用 |
1.4.3 离子控制技术基本原理与应用 |
1.5 课题研究的目的和内容 |
1.5.1 课题研究的目的和意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 课题来源 |
1.5.4 论文结构 |
2 试验装置与研究方法 |
2.1 印染废水循环利用试验系统设计 |
2.2 模拟印染废水制备与运行阶段 |
2.2.1 模拟印染废水 |
2.2.2 运行阶段与管理模式 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 常规污染物取样方案 |
2.3.2 生物相取样方案 |
2.4 检测与分析方法 |
2.4.1 三维荧光分析 |
2.4.2 树脂层析分离 |
2.4.3 GC/MS分析微量有机污染物 |
2.4.4 XPS测定方法 |
2.4.5 离子色谱法和火焰原子吸收法分析无机离子 |
2.4.6 16SrDNA高通量测定 |
2.4.7 Spearman统计学分析 |
2.4.8 布样染色外观、皂洗牢度、摩擦牢度测定方法 |
2.5 水质矩阵基本方法 |
3 印染废水二级处理水水质特性 |
3.1 印染废水二级处理水水质特性分析 |
3.1.1 印染废水二级处理水理化特性分析 |
3.1.2 二级出水溶解性有机物荧光特性分析 |
3.1.3 二级出水溶解性有机物官能团组成分析 |
3.2 印染废水二级处理水溶解性有机物分级表征特性 |
3.2.1 二级出水溶解性有机物分级表征 |
3.2.2 二级出水不同组分的荧光特性 |
3.2.3 二级出水不同组分官能团组成 |
3.3 小结 |
4 印染废水循环利用污染物富集规律研究 |
4.1 印染废水循环利用有机污染物富集特性研究 |
4.1.1 印染废水循环利用宏观指标富集与转化特性分析 |
4.1.2 印染废水循环利用富集常量有机物组成分析 |
4.1.3 印染废水循环利用富集微量有机物成分解析 |
4.2 印染废水循环利用无机离子富集特性研究 |
4.2.1 电导率和全盐量富集规律 |
4.2.2 无机阴离子富集特性 |
4.2.3 无机阳离子富集特性 |
4.3 富集污染物对活性污泥系统的影响 |
4.3.1 富集污染物对活性污泥性状的影响 |
4.3.2 富集污染物对污泥活性抑制程度 |
4.3.3 富集污染物对微生物群落结构的影响 |
4.3.4 微生物群落变化与环境因素之间的关系 |
4.4 小结 |
5 富集污染物控制技术研究及其抑制机理解析 |
5.1 臭氧气浮对富集有机物的控制特性 |
5.1.1 臭氧气浮处理特性研究 |
5.1.2 富集有机物转化与去除机理研究 |
5.1.3 臭氧气浮对循环利用系统的改善效果 |
5.1.4 臭氧气浮控制下微生物群落与环境因素之间的关系 |
5.2 常规深度处理条件下富集污染物对活性污泥功能抑制机理解析 |
5.2.1 微生物活性抑制影响因子解析 |
5.2.2 不同循环周期微生物群落功能变化特性 |
5.2.3 不同循环周期微生物群落代谢功能抑制程度分析 |
5.2.4 代谢组学分析 |
5.3 臭氧气浮控制条件下富集离子对活性污泥系统功能的抑制机理 |
5.3.1 富集离子对微生物群落功能的影响 |
5.3.2 KEGG代谢途径分析 |
5.3.3 影响活性污泥系统代谢通路的离子类型分析 |
5.4 旁路膜处理技术对富集污染物的控制特性 |
5.4.1 旁路膜技术处理特性研究 |
5.4.2 旁路膜处理技术对循环利用系统的改善效果 |
5.5 臭氧气浮与旁路膜对富集污染物的协同控制特性 |
5.5.1 臭氧气浮与旁路膜协同控制无机离子污染物特性 |
5.5.2 臭氧气浮与旁路膜协同控制有机污染物特性 |
5.5.3 臭氧气浮与旁路膜协同控制对微生物群落结构的影响 |
5.6 小结 |
6 印染废水循环利用模式构建与技术应用研究 |
6.1 印染废水循环利用分质处理与多级回用模式构建 |
6.1.1 印染废水处理特性评价 |
6.1.2 印染废水再生水按质循序利用策略分析 |
6.1.3 印染废水分质处理-按质循序回用模式构建 |
6.2 印染废水分质处理循环利用模式应用研究 |
6.2.1 应用背景 |
6.2.2 印染废水循环利用模式 |
6.2.3 印染废水循环利用分质处理效果 |
6.2.4 印染废水循环利用工程出水回用印染产品质量评价 |
6.2.5 技术经济性分析 |
6.3 小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
7.3 论文创新点 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间学术成果 |
(6)溶解性有机质介导电化学-微生物耦合降解17α-乙炔基雌二醇(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 典型环境雌激素 |
1.1.1 环境雌激素来源及分类 |
1.1.2 类固醇类雌激素污染特征及迁移转化 |
1.1.3 类固醇类雌激素的环境风险 |
1.2 DOM对雌激素自然降解的作用 |
1.2.1 DOM介导微生物降解过程 |
1.2.2 DOM介导光化学降解过程 |
1.3 类固醇类雌激素去除方法 |
1.4 电化学联合微生物技术 |
1.4.1 电化学氧化技术 |
1.4.2 电化学与微生物联合技术 |
1.4.3 电化学联合微生物技术机理 |
1.4.4 DOM介导电化学耦合微生物降解EE2的作用 |
1.5 研究背景及意义 |
1.6 研究目的 |
1.7 研究内容和技术路线 |
第二章 DOM介导电化学催化降解EE2 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验装置及实验设计 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 电化学过程EC/(H2O2、PDS或PMS)降解EE2 |
2.3.2 电化学EC/DOM(HA、FA)降解EE2 |
2.3.3 EC/DOM过程自由基的评价 |
2.3.4 电化学体系矿化效率 |
2.4 本章小结 |
第三章 电化学耦合微生物体系去除EE2 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验装置及实验设计 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 EE2微生物降解过程 |
3.3.2 单独电化学降解EE2过程 |
3.3.3 活性污泥对EE2的吸附 |
3.3.4 电化学-微生物耦合系统去除EE2过程 |
3.3.5 微生物群落分析 |
3.3.6 电能能耗对比分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 DOM介导电化学微生物降解EE2机制 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 化学品和微生物 |
4.2.3 实验步骤 |
4.2.4 分析方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 DOM介导的EE2电化学和生物耦合降解 |
4.3.2 DOM介导耦合体系后对后续微生物降解EE2的影响 |
4.3.3 超氧化物歧化酶分析 |
4.3.4 紫外-可见光和三维荧光光谱 |
4.3.5 DOM电子转移能力评估 |
4.3.6 电化学阻抗谱表征体系电子传递能力 |
4.3.7 耦合体系中微生物群落和直系同源基因簇(COG)变化 |
4.3.8 耦合系统中的EE2降解产物分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 电化学改性DOM介导EE2自然降解过程机制 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验装置及实验设计 |
5.2.3 CPS介导光解EE2实验过程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 DOM表征 |
5.3.2 DOM和AQS介导的S. oneidensis MR-1 对EE2降解过程 |
5.3.3 DOM和AQS介导EE2光化学降解 |
5.3.4 光化学耦合微生物降解EE2 |
5.3.5 CPS对EE2光解的影响 |
5.3.6 EE2降解产物的毒性 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论、创新点及展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读博士期间发表论文目录 |
附录B 攻读博士学位期间获得的奖励 |
附录C 攻读博士学位期间主持及参与的科研项目 |
附录D 主要缩略词及符号说明表 |
(7)微生物/生物锰氧化物对酚类物质的协同降解(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 含酚废水污染现状 |
1.1.1 含酚废水的来源 |
1.1.2 含酚废水的危害 |
1.2 含酚废水的处理方法 |
1.2.1 含酚废水的物理处理 |
1.2.2 含酚废水的化学处理 |
1.2.3 含酚废水的生物处理 |
1.3 移动床生物膜反应器 |
1.3.1 移动床生物膜反应器的诞生与原理 |
1.3.2 移动床生物膜反应器的特性 |
1.3.3 移动床生物膜反应器的实际应用 |
1.4 生物锰氧化物 |
1.4.1 锰氧化微生物 |
1.4.2 生物锰氧化物的形成机制 |
1.4.3 生物锰氧化物的实际应用 |
1.5 研究背景、内容及意义 |
1.5.1 研究背景 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 研究意义 |
2 移动床生物膜反应器处理酚类废水 |
2.1 实验材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验方法 |
2.2 实验结果与讨论 |
2.2.1 苯酚、COD与 TOC的去除效果 |
2.2.2 生物膜表征和酶活性鉴定 |
2.2.3 微生物群落的生物信息学分析 |
2.3 本章小结 |
3 微生物/生物锰氧化物组合体系处理酚类废水 |
3.1 实验材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 实验结果与讨论 |
3.2.1 微生物/生物锰氧化物组合体系的搭建 |
3.2.2 微生物/生物锰氧化物组合体系的去除性能 |
3.2.3 组合体系微生物群落的生物信息学分析 |
3.3 本章小结 |
4 生物锰氧化物处理酚类污染物 |
4.1 实验材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.2.1 生物锰氧化物的形貌与特性 |
4.2.2 生物锰氧化物的酚类去除性能 |
4.3 本章小结 |
结论 |
1 结论 |
2 展望 |
3 创新点 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)生物强化载体流化床生物膜处理炼化废水研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
主要符号对照表 |
第1章 绪论 |
1.1 我国水资源和循环利用现状 |
1.2 炼化污水污染和治理技术 |
1.2.1 炼化废水来源及特点 |
1.2.2 炼化废水预处理方法 |
1.2.3 生物法原理 |
1.2.4 常规生物法工艺 |
1.2.5 载体流化床生物膜法 |
1.2.6 膜生物反应器 |
1.2.7 废水回用技术及工程 |
1.3 废水处理场水质及原工艺处理效果 |
1.4 课题来源、研究意义及内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 研究意义 |
1.4.3 研究内容 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 废水特征污染物分析 |
2.1.2 实验药品 |
2.1.3 分析仪器 |
2.1.4 接种污泥 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 污染物及分析方法 |
2.2.2 微生物代谢产物分析 |
2.2.3 活性污泥指标 |
2.2.4 活性污泥镜检指标 |
2.3 计算方法 |
2.3.1 SND率公式 |
2.3.2 NO_2~--N积累率公式 |
2.3.3 SND动力学模型 |
2.3.4 膜过滤阻力 |
第3章 CFBR工艺处理炼化废水研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验用水及水量测量 |
3.3 生物膜载体选择及特点 |
3.4 实验工艺 |
3.4.1 工艺流程及设备选型 |
3.4.2 CFBR工艺特点 |
3.4.3 工艺影响因素及要求 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 生物膜培养 |
3.5.2 短程硝化反硝化实验 |
3.5.3 同步硝化反硝化实验 |
3.5.4 稳定运行实验 |
3.5.5 影响因素分析及对策 |
3.5.6 工艺技术经济分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 生物难降解污染物及菌群优选 |
4.1 引言 |
4.2 生物难降解污染物研究 |
4.2.1 炼化废水中生物难降解污染物 |
4.2.2 对苯二甲酸二甲酯生物降解 |
4.3 菌种筛选与混合菌群 |
4.3.1 菌种筛选 |
4.3.2 混合菌群构建 |
4.3.3 混合菌群接种量的配比 |
4.4 本章小结 |
第5章 固定床膜生物反应器水回用研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验废水及回用标准 |
5.2.1 实验废水 |
5.2.2 废水回用方向 |
5.2.3 废水回用标准 |
5.3 研究内容 |
5.4 固定床膜生物反应器 |
5.5 生物膜填料 |
5.6 生物膜的培养 |
5.7 运行参数研究 |
5.7.1 运行参数优化 |
5.7.2 稳定运行实验 |
5.7.3 FBMBR各段的作用 |
5.7.4 高浓度废水影响 |
5.8 膜污染研究 |
5.8.1 TMP变化和膜过滤阻力 |
5.8.2 膜污染的成因 |
5.9 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 建议与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)聚酯纤维碱减量废水的生物降解特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 碱减量废水的概况 |
1.1.1 碱减量废水处理的研究背景 |
1.1.2 碱减量废水的特征及处理难点 |
1.2 生物处理法的发展与应用 |
1.2.1 生物处理法的发展 |
1.2.2 生物处理法的应用 |
1.3 国内外碱减量废水的研究现状 |
1.4 课题的研究意义和内容 |
1.4.1 研究的目的和意义 |
1.4.2 研究的内容 |
第二章 实验材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 接种污泥 |
2.1.2 实验用水 |
2.1.3 实验装置 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 污泥的驯化 |
2.2.2 分子量的测定 |
2.2.3 3D-EEM的分析方法 |
2.2.4 EPS的提取与测定 |
2.2.5 SEM的测定 |
2.2.6 其它分析指标与测定方法 |
第三章 碱减量废水的生物降解过程分析 |
3.1 废水处理过程分析 |
3.1.1 pH值的变化 |
3.1.2 COD和 UV254的变化 |
3.2 废水中有机物的分子量分布变化 |
3.2.1 好氧处理过程的分子量分布变化 |
3.2.2 厌氧/好氧交替处理过程的分子量分布变化 |
3.2.3 厌氧处理过程的分子量分布变化 |
3.2.4 小结 |
3.3 废水中不同分子量物质的降解情况 |
3.3.1 好氧条件下不同分子量物质的降解情况 |
3.3.2 厌氧/好氧交替条件下不同分子量物质的降解情况 |
3.3.3 厌氧条件下不同分子量物质的降解情况 |
3.4 碱减量废水的荧光光谱特征分析 |
3.4.1 进水荧光光谱特征分析 |
3.4.2 好氧反应器出水的荧光光谱特征分析 |
3.4.3 厌氧/好氧交替反应器出水的荧光光谱特征分析 |
3.4.4 厌氧反应器出水的荧光光谱特征分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 碱减量废水处理系统的微生物特性 |
4.1 不同HRT下胞外聚合物(EPS)的分析 |
4.1.1 好氧反应器污泥的EPS分析 |
4.1.2 厌氧/好氧交替反应器污泥的EPS分析 |
4.1.3 厌氧反应器污泥的EPS分析 |
4.2 污泥的扫描电镜(SEM)结果分析 |
4.3 微生物群落的高通量测序结果分析 |
4.3.1 微生物的多样性分析 |
4.3.2 微生物优势菌群的分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 碱减量废水的Fenton氧化+生物处理 |
5.1 pH对污染物去除效果的影响 |
5.2 Fenton氧化法 |
5.2.1 H_2O_2 投加量对COD去除效果的影响 |
5.2.2 FeSO_4?7H_2O投加量对COD去除效果的影响 |
5.3 好氧生物处理 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
攻读硕士期间的科研成果 |
致谢 |
(10)纳米TiO2对短链脂肪酸和对苯二甲酸产甲烷过程的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 微生物厌氧产甲烷概述 |
1.1.1 厌氧产甲烷过程 |
1.1.2 产甲烷过程中的功能菌群 |
1.2 厌氧产甲烷过程中的电子转移机制 |
1.2.1 种间H_2传递 |
1.2.2 种间甲酸传递 |
1.2.3 直接种间电子传递 |
1.3 外源材料对厌氧产甲烷过程的影响 |
1.3.1 促进产甲烷过程的外源材料研究进展 |
1.3.2 具备DIET能力的微生物简介 |
1.4 外源材料促进厌氧产甲烷过程的底物简介 |
1.4.1 外源材料促进产甲烷过程的底物研究进展 |
1.4.2 精对苯二甲酸废水简介 |
1.5 纳米TiO_2促进厌氧产甲烷的可能性 |
1.6 本课题的研究目的、意义和研究内容 |
1.6.1 研究目的与意义 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 实验材料和方法 |
2.1 实验仪器与设备 |
2.2 实验材料与试剂 |
2.3 测定分析方法 |
2.3.1 沉积物理化性质测定 |
2.3.2 产甲烷浓度的测定 |
2.3.3 总有机碳(TOC)的测量 |
2.3.4 乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠浓度的测定 |
2.3.5 对苯二甲酸浓度的测定 |
2.3.6 污泥导电性的测定 |
2.3.7 pH值的测定 |
2.3.8 X-射线衍射的表征 |
2.3.9 扫描电子显微镜样品的制备 |
2.4 微生物群落分析方法 |
2.4.1 DNA的提取 |
2.4.2 高通量测序分析 |
第三章 纳米TiO_2对短链脂肪酸产甲烷过程的影响 |
3.1 实验设计 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 纳米TiO_2对厌氧产甲烷效果的影响 |
3.2.2 纳米TiO_2对底物降解的影响 |
3.2.3 纳米TiO_2对反应体系pH的影响 |
3.2.4 沉积物导电性分析 |
3.2.5 纳米TiO_2与微生物相互作用分析 |
3.2.6 微生物群落分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 纳米TiO_2对对苯二甲酸产甲烷过程的影响 |
4.1 实验设计 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 纳米TiO_2对厌氧产甲烷效果的影响 |
4.2.2 纳米TiO_2对底物降解的影响 |
4.2.3 纳米TiO_2对反应体系pH的影响 |
4.2.4 颗粒污泥导电性分析 |
4.2.5 纳米TiO_2与微生物相互作用分析 |
4.2.6 微生物群落分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与建议 |
5.1 主要结论 |
5.2 创新点 |
5.3 建议 |
参考文献 |
附录 |
在读期间研究成果 |
致谢 |
四、降解对苯二甲酸厌氧微生物群快速驯化与富集技术(英文)(论文参考文献)
- [1]我国典型红树林区域微生物菌群厌氧代谢雌二醇的研究[D]. 张珊. 汕头大学, 2021
- [2]餐厨废油断键降解脱毒促进微生物定向转化产甲烷研究[D]. 岳良辰. 浙江大学, 2021
- [3]两级厌氧消化处理PTA废水的实验研究[D]. 郭泓桥. 中国石油大学(北京), 2020
- [4]苯酚-铬MEC的构建及苯酚阳极氧化机理的初步探究[D]. 孙呈. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]印染废水循环利用污染物富集规律与控制技术研究[D]. 王锐. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [6]溶解性有机质介导电化学-微生物耦合降解17α-乙炔基雌二醇[D]. 何欢. 昆明理工大学, 2019(06)
- [7]微生物/生物锰氧化物对酚类物质的协同降解[D]. 王国晨. 大连理工大学, 2019
- [8]生物强化载体流化床生物膜处理炼化废水研究[D]. 刘天禄. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [9]聚酯纤维碱减量废水的生物降解特性研究[D]. 陈惠. 东华大学, 2019(03)
- [10]纳米TiO2对短链脂肪酸和对苯二甲酸产甲烷过程的影响研究[D]. 马文德. 厦门大学, 2018(07)