煤气化废水生物处理系统中的微生物群落特性
本文选题:煤气化废水 + Illumina测序 ; 参考:《清华大学》2015年硕士论文
【摘要】:随着煤气化工业的不断发展,中国正面临着由此带来的一系列环境问题。生物处理是煤气化废水处理的核心处理工艺,其中微生物是污染物去除的主体,但对其认识尚十分有限。因此,本研究以两套试验系统(含有固定载体的AO-MBR系统)为对象,考察其微生物群落特性,以期为煤气化废水的生物处理工艺提供设计和运行的理论支持。分别从两个系统的缺氧、好氧和膜池采集污泥混合液样品,并采用高通量测序方法对其微生物群落特性进行了研究。分类结果表明,系统中变形菌门所占丰度最高,其变形菌纲为优势纲。基于微生物群落多样性指数的数据分析表明1号系统的缺氧池、好氧池和膜池中各样品的群落多样性、均匀性和多度指数无明显差异(P0.05)。采用不相似性检测方法Adonis,ANOSIM和MRPP的分析结果表明1号系统的缺氧池、好氧池和膜池中微生物群落结构无明显差异(P0.05)。同时,聚类分析表明,1号系统中相邻反应池中的微生物群落更相近。此外,Mantel test结果表明进水总氮浓度与微生物群落结构呈显著正相关(P0.05)。移动窗口分析结果表明2号系统膜池(E)中的微生物变化速率(0.83%-7.72%)低于1号系统膜池(D)中的微生物变化速率(0.85%-15.63%)。这是由于2号系统中水力负荷的增幅(从222L/m3.d增长至267L/m3.d)小于1号系统中水力负荷的增幅(从222L/m3.d增长至356L/m3.d)。这一结果可能表明,水力负荷变化越大,微生物变化速率越大。此外,采用幂律方程进行物种-时间关系(TTR)分析的结果表明,两个系统的膜池中的微生物群落均符合幂律关系。1号系统的膜池内微生物群落的时间周转率为0.13(R2=0.99),低于系统2膜池中微生物群落的时间周转率0.20(R2=0.99)。
[Abstract]:With the development of coal gasification industry, China is facing a series of environmental problems. Biological treatment is the core process of coal gasification wastewater treatment, in which microorganism is the main removal of pollutants, but its understanding is still very limited. Therefore, the microbial community characteristics of two experimental systems (AO-MBR system with fixed carrier) were investigated in order to provide theoretical support for the design and operation of biological treatment process of coal gasification wastewater. Sludge mixed solution samples were collected from anoxic, aerobic and membrane cell of two systems, and the microbial community characteristics were studied by high-throughput sequencing method. The results showed that the phylum of Proteus was the most abundant in the system, and the order of Proteus was the dominant class. The data analysis based on microbial community diversity index showed that there was no significant difference in community diversity, homogeneity and abundance index between anoxic pool, aerobic pool and membrane pool of No.1 system. The results of dissimilarity detection method Adonis ANOSIM and MRPP showed that there was no significant difference in microbial community structure among anoxic, aerobic and membrane pools in system 1. At the same time, the cluster analysis showed that the microbial community in the adjacent reaction pool of system 1 was more similar. In addition, the results of Mantel test showed that there was a significant positive correlation between total nitrogen concentration and microbial community structure. The results of moving window analysis showed that the rate of microbial change in E2 system was 0.83-7.72) lower than that in D1 system (0.85-15.63g). This is because the increase in hydraulic load (from 222L/m3.d to 267L / m3.d) in system No. 2 is smaller than that in system No. 1 (from 222L/m3.d to 356L / m3.dg). The results may indicate that the greater the variation of hydraulic load, the greater the rate of microbial change. In addition, the power law equation is used to analyze the species-time relationship between species and time. The time rotation rate of microbial community in system 1 was 0.13 ~ (2) N ~ (2 +) 0.99, which was lower than that in system 2 (0.20 ~ (2) C ~ (2) ~ (0.99).
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X784
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