1. 研究目的与意义
研究背景
磷是一种重要的资源,同时具有污染性和稀缺性的双重特性。从污水中回收有机物和磷源有利于资源的持续循环,实现社会生态友好发展。这表示在未来城市污水处理厂将对有机物及磷源进行回收。本课题组采用聚磷生物膜法直接在主流工艺中同步去除及富集磷酸盐。研究发现,本工艺磷酸盐的去除效率和回收效率高于现有的研究,已有的报道表明,磷酸盐的去除效率高时聚磷菌的占比可高达90%以上,本研究中宏测序对微生物的菌种分析显示,聚磷菌的占比及种类远低于现有的文献报道,聚糖菌在一年四季是本工艺的优势菌,占比最高,在夏季占比高达40%以上。基于此,对本工艺中的优势菌种进行分离筛选鉴定,对优势菌种的生长环境和磷去除回收能力进行研究,对工艺的稳定高效运行提供生物学的指导。
优势菌种重点研究的是聚磷菌和聚糖菌,两者都不是单一的菌种,而是一类具有特定功能的细菌。聚磷菌是具有好氧吸磷/厌氧释磷的菌种,在厌氧条下,聚磷菌以胞内聚磷水解为正磷酸盐释放的能量吸收水中有机物,将有机物以胞内碳源聚β-羟基丁酸(PHB)的形式储存在体内;好氧时,聚磷菌以氧化PHB产生的能量,以分子氧作为电子受体过量的从水中吸取磷酸盐,其产生的能量一部分以高能物质ATP的形式储存,一部分转化为聚磷,最终排除剩余污泥,以此达到生物脱氮除磷的目的。聚糖菌在厌氧条件下利用体内糖原降解提供的能量及还原力吸收有机物不释磷,并以PHA/PHB的形式储存在胞内;好氧条件下,以分解PHA/PHB提供的能量重新合成糖原不吸磷,对除磷没有贡献。目前,对聚糖菌的研究主要集中在富集培养、碳源种类及内碳源转化等方面。在厌氧段GAOs会与PAOs争夺有限的碳源培养基 C/P比对两者的生存至关重要。相对于PAOs,GAOs更易在高C/P中占优势。
2. 研究内容与预期目标
研究主要内容
(1)通过查阅中外文献资料:了解除磷生物膜活性污泥典型优势菌的种类及生长特点,比较不同活性污泥典型优势菌的筛选及鉴定方法。了解菌种驯化培养,筛选鉴定的标准流程及经典方法。通过查阅文献、资料,还应注意学习科技论文写作的一般格式和体例,论文中图、表的应用和制作方法,参考文献的引注方法等。
(2)提出研究方案:本论文以活性污泥优势菌的筛选鉴定为研究对象,通过比较不同活性污泥优势菌筛选方法的条件、周期、关键技术点、操作难易、筛选的结果、注意事项等,结合前期的研究基础,提出可能的优势菌的分离筛选、生理生化鉴定的实验方法。
3. 研究方法与步骤
拟采用的研究方法:
本课题采用文献调研、开展实验、数据分析进而得出结论的研究方法,进行相关文献的收集、阅读、关键信息的提炼并列表比较进而得到更好地研究结果。
步骤
4. 参考文献
[1] 蔡天明, 陈立伟, 吴守中, 等. 1株脱氮除磷菌的筛选及其特性研究[J]. 环境科学, 2010.(10): 224-229.
[2]李安安, 李勇智, 祝贵兵, 等. 活性污泥体系中聚糖菌的富集与鉴定[J]. 环境工程学报, 2009. (05):927-931.
[3]麻倩, 李建民, 傅海霞, 等. 厌氧-好氧活性污泥系统中聚糖菌富集条件研究及其应用进展[J]. 江西农业学报, 2014, 000(006):114-119.
5. 工作计划
(1)2月20日~ 3月 11日 查阅相关资料完成聚糖菌文献综述和英文翻译,英文翻译不少于5000字;
(2)3月11 日~ 3月17日 完成开题报告和研究方案的制定;
(3)3月18日~ 4月 20日 根据方案展开实验研究,实验方法的优化,实验数据的测定、分析和整理;
