群体感应淬灭下的MBR微生物群落及混合液膜污染潜势研究

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1、学校代号10532学号S150300430分类号TU991.2密级硕士学位论文群体感应淬灭下的MBR微生物群落及混合液膜污染潜势研究学位申请人姓名胡熠培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称黄瑾辉教授学科专业环境科学与工程研究方向水污染控制论文提交日期2018年5月21日学校代号：10532学号：S150300430密级：湖南大学硕士学位论文群体感应淬灭下的MBR微生物群落及混合液膜污染潜势研究学位申请人姓名：胡熠导师姓名及职称：黄瑾辉教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境科学与工程论文提交日期：2018年5月21日论文答辩日期：2018年6月3日答辩委员会主席：牛承岗教授Mi

2、crobialCommunityandFoulingPotentialofMixedLiquorinMBRundertheConditionofQuorumQuenchingbyHUYiB.E.(XiangtanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofengineeringinEnvironmentalscienceandengineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfes

3、sorHuangJinhuiMay,2018I群体感应淬灭下的MBR微生物群落及混合液膜污染潜势研究摘要膜生物反应器（Membranebioreactor，MBR）能够稳定高效地处理污水，被认为是水处理行业最有前景的生物技术之一。然而膜污染，尤其是生物污染，降低了膜的使用寿命，增加了MBR运行和维护的成本，成为MBR技术应用和推广的主要阻碍。因此深入了解膜污染的机理并针对性的从源头抑制膜污染的形成是目前研究者们关注和研究的热点。群体感应（Quorumsensing，QS）是微生物细胞间的一种交流方式，被认为与膜的生物污染密切相关。通过干扰群体感应，即群体感应淬灭（Quorumquenc

4、hing，QQ），能有效缓解膜污染。微生物的作用是MBR处理污染物的基础，同时也是MBR膜污染的主要成因，目前关于QQ和MBR中微生物的研究较少，本研究以一组平行MBR为研究对象，从生物污染、微生物群落和污泥混合液的膜污染潜势三个方面分析了QQ对MBR的影响。本文评价了群体感应淬灭对MBR污泥基本性能和污水处理能力的影响及群体感应淬灭对MBR生物污染的抑制效果。研究表明，QQ对活性污泥（Activatedsludge，AS）的悬浮固体浓度（Mixedliquidsuspendedsolids，MLSS）、污泥体积指数（Sludgevolumeindex，SVI）及化学需氧量（Chemi

5、caloxygendemand，COD）的去除影响较小。同时，确定了MBR中的膜污染主要是生物污染，QQ菌的加入有效地降低了MBR中的膜污染组分，缓解了膜污染。MBR的污水处理能力及膜生物污染的变化均是QQ改变MBR微生物群落的外在表现，研究采用16SrRNA高通量测序技术分析了两组MBR各时期活性污泥和成熟滤饼层中微生物生物多样性和群落结构。结果表明MBR中微生物随着膜污染的进程在不断演化，QQ影响了微生物的多样性、群落的构成及演化方向。群体感应淬灭对微生物的影响在一定程度上会改变活性污泥自身的膜污染特性，研究评估了两组装置活性污泥的C8-HSL降解能力和生物膜生成能力。研究结果表明

6、，活性污泥的污染特性与MBR中微生物，尤其是QS相关微生物的组成和丰富度联系紧密，QQ在短期会增强MBR中活性污泥的污染潜势，而长期影响较小。本研究在群体感应淬灭的条件下进一步证实了MBR膜污染受QS的调控，全面的分析了QQ在膜污染各个时期与MBR中微生物的关系及其潜在对膜污染的影响。关键词：膜生物反应器；活性污泥；微生物群落；群体感应；群体感应淬灭；II硕士学位论文AbstractMembranebioreactor(MBR)isdefinedasoneofthemostpromisingbiotechnologyinwatertreatmentforthestableandeffi

7、cientperformance.However,membranefouling,especiallybiofouling,reducingthemembranelifespanandincreasingtheoperationandmaintenancecosts,getinthewayofengineeringapplicationsofMBR.Therefore,themechanismofmembranefoulingandcorres