高效聚磷菌的篩
發(fā)布時(shí)間:2021-04-03 00:40
水體富營(yíng)養(yǎng)化是全球十大環(huán)境問(wèn)題之一。氮磷尤其是磷的輸入是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因素。城鎮(zhèn)生活污水的排放是水體磷污染的主要來(lái)源之一。為解決磷污染所帶來(lái)的危害,在污水進(jìn)入水體前進(jìn)行有效處理,降低排放污水的磷濃度十分必要。目前世界各地大規(guī)模污水處理廠主要采用強(qiáng)化生物除磷工藝(EBPR),EBPR工藝具有污泥產(chǎn)生量少、不使用化學(xué)物質(zhì)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等特征。在EBPR系統(tǒng)中聚磷菌在磷的去除中起著至關(guān)重要的作用。但迄今為止,人們僅分離到Acinetobacter species、Microlunatus phosphorus Lampropedia spp.、Pseudomonas spp.等屬的為數(shù)不多的PABs,而且這些菌純培養(yǎng)時(shí)很少能表現(xiàn)出EBPR系統(tǒng)典型聚磷菌的厭氧特征,有關(guān)聚磷菌的工程化應(yīng)用尚無(wú)報(bào)道;同時(shí),由于微生物學(xué)家和工程專家結(jié)合不緊密,加之EBPR系統(tǒng)本身的復(fù)雜性,對(duì)EBPR的微生物學(xué)機(jī)理和分子機(jī)理了解不多,導(dǎo)致EBPR的穩(wěn)定運(yùn)行難以控制和整個(gè)生物聚磷研究進(jìn)展不快。為此,加大聚磷菌的篩選力度,對(duì)聚磷菌的聚磷特性和聚磷關(guān)鍵基因,對(duì)聚磷菌的工程化應(yīng)用進(jìn)行研究十分必重要。本文以高效聚磷菌聚磷機(jī)...
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:161 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)與縮略語(yǔ)
第一章 文獻(xiàn)綜述
第一節(jié) 水體富營(yíng)養(yǎng)化和污水除磷技術(shù)概述
1. 氮、磷循環(huán)與水體富營(yíng)養(yǎng)化
1.1 自然界中氮、磷的循環(huán)及水體中氮、磷的來(lái)源
1.2 水體富營(yíng)養(yǎng)化及其危害
1.3 富營(yíng)養(yǎng)化的主要控制參數(shù)
1.4 控制磷污染的主要對(duì)策
2. 我國(guó)水環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化狀況
2.1 全國(guó)主要湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況
2.2 沿海省份的赤潮發(fā)生情況及特點(diǎn)
2.3 全國(guó)主要河流的水質(zhì)狀況
2.4 全國(guó)城市生活污水的排放和處理現(xiàn)狀
3. 污水除磷技術(shù)概述
3.1 化學(xué)除磷工藝
3.2 污水生物除磷工藝
3.3 影響污水生物除磷的參數(shù)
第二節(jié) 強(qiáng)化生物除磷(EBPR)原理及其微生物學(xué)研究進(jìn)展
1. 強(qiáng)化生物除磷的原理
2. EBPR系統(tǒng)中的聚磷菌
2.1 利用可培養(yǎng)的方法分離鑒定的聚磷菌
2.2 利用不依賴培養(yǎng)的分子生物學(xué)方法描述EBPR的群落結(jié)構(gòu)組成
3. EBPR的生物化學(xué)
3.1 以乙酸作為唯一底物的代謝
3.2 以其它有機(jī)物作為底物的代謝
4. poly-P貯存物的特征和作用
5. EBPR的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系
5.1 利用DAPI染色來(lái)指明PAO的身份
5.2 利用FISH/染色法和FISH/MAR技術(shù)來(lái)表明PAO的身份
5.3 利用差速離心法描述聚磷菌的特性
6. 影響EBPR穩(wěn)定運(yùn)行的因素
6.1 進(jìn)水中底物成分對(duì)EBPR的影響
6.2 聚磷菌與非聚磷菌的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)EBPR的影響
6.3 pH值對(duì)EBPR的影響
6.4 好氧曝氣對(duì)EBPR的影響
6.5 厭氧生境對(duì)EBPR的影響
6.6 污泥齡(SRT)對(duì)EBPR的影響
7. 影響生物除磷研究進(jìn)展的主要原因
第三節(jié) 聚磷相關(guān)基因研究進(jìn)展
1. 基因克隆的方法進(jìn)展
1.1 根據(jù)已知序列克隆基因
1.2 新基因的克隆方法
2. 與poly-P合成相關(guān)的ppk和ppx基因研究進(jìn)展
2.1 Pseudomonas aeruginosa 8830的ppk和ppx的克隆和表達(dá)
2.2 菌株Serratia marcescens的ppk基因的克隆
2.3 菌株Acinetobacter baumannii 252 ppk基因的表達(dá)調(diào)控
2.4 Aoinetobacter sp.ADP1 ppk基因的克隆、表達(dá)和磷酸鹽饑餓誘導(dǎo)
2.5 EBPR活性污泥中混合菌ppk基因的克隆
3. GFP標(biāo)記菌株的研究進(jìn)展
3.1 概述
3.2 國(guó)內(nèi)外用GFP標(biāo)記微生物進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究的進(jìn)展?fàn)顩r
第四節(jié).選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
1. 選題依據(jù)及意義
1.1 強(qiáng)化生物除磷研究中的問(wèn)題
1.2 未來(lái)研究的方向
2. 本研究工作思路
3. 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 高效聚磷菌的篩選及生物學(xué)特性
1. 材料與方法
1.1 培養(yǎng)基
1.2 供試土樣和污泥樣品
1.3 高效聚磷菌的分離和篩選
1.4 高效聚磷菌的生理生化鑒定
1.5 高效聚磷菌的16S rDNA序列的測(cè)定
1.6 菌體生長(zhǎng)曲線
1.7 菌體最適生長(zhǎng)條件的研究
2. 結(jié)果與分析
2.1 高效聚磷菌株的分離和篩選
2.2 高效聚磷菌GM1和GM6的生理生化鑒定
2.3 GM1和GM6的生長(zhǎng)曲線
2.4 培養(yǎng)基起始pH對(duì)GM1和GM6生長(zhǎng)的影響
2.5 溫度對(duì)GM1和GM6生長(zhǎng)的影響
2.6 通氣量對(duì)GM1和GM6的生長(zhǎng)的影響
3. 討論
第三章 GM1和GM6的聚磷特性
1. 材料與方法
1.1 材料
1.2 方法
2. 結(jié)果與分析
2.1 培養(yǎng)基起始pH對(duì)GM1和GM6聚磷能力的影響
2.2 裝液量對(duì)GM1和GM6除磷能力的影響
2.3 溫度對(duì)GM1和GM6除磷能力的影響
2.4 GM1、GM6純培養(yǎng)的聚磷能力
2.5 好氧培養(yǎng)時(shí)乙酸濃度與PHB/VSS的關(guān)系
2.6 GM1、GM6厭氧乙酸濃度與PHB貯藏及磷釋放的關(guān)系
2.7 厭氧培養(yǎng)時(shí)乙酸吸收和磷釋放的關(guān)系
3. 討論
第四章 Pseudomonas putida GM6 ppk基因的克隆及表達(dá)
1. 材料與方法
1.1 材料
1.2 方法
1.3 ppk部分基因序列片段PCR擴(kuò)增
1.4 SEFA-PCR擴(kuò)增片段上下游序列
1.5 序列測(cè)定分析和同源性比較
1.6 ppk基因的表達(dá)
2.結(jié)果與分析
2.1 PPk部分序列片段的獲得
2.2 PPk部分基因片段上下游序列片段的克隆
2.3 PPk基因序列分析
2.4 ppk基因在菌株E.coli BL21中的表達(dá)
3. 討論
第五章 高效聚磷菌GM6在活性污泥中定殖及其應(yīng)用研究
1. 材料與方法
1.1 菌株與質(zhì)粒
1.2 培養(yǎng)基與菌株生長(zhǎng)條件
1.3 抗生素濃度
1.4 試劑和酶
1.5 污水處理試驗(yàn)設(shè)置
1.6 高效聚磷菌株GM6的抗性試驗(yàn)
1.7 gfp基因標(biāo)記菌株GMTR、GMBR的構(gòu)建
1.8 GMTR、GMBR熒光檢測(cè)方法
1.9 含gfp質(zhì)粒的遺傳穩(wěn)定性試驗(yàn)
1.10 GMTR、GMBR的生長(zhǎng)曲線的制作
1.11 GMTR投菌試驗(yàn)
1.12 高效聚磷菌GM6的工程化應(yīng)用
1.13 分析方法
2. 結(jié)果與分析
2.1 標(biāo)記菌株的構(gòu)建
2.2 GMTR強(qiáng)化污泥除磷效果
2.3 高效聚磷菌GM6的工程化應(yīng)用結(jié)果
3. 討論
第六章 影響EBPR系統(tǒng)生物除磷的主要因素
1. 材料與方法
1.1 試驗(yàn)裝置及污水組份
1.2 進(jìn)水乙酸比例對(duì)EBPR系統(tǒng)厭氧釋磷的影響
1.3 厭氧攪拌強(qiáng)度對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
1.4 進(jìn)水pH對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
1.5 好氧曝氣強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)除磷效果的影響
1.6 污泥停留時(shí)間對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
2. 結(jié)果與分析
2.1 進(jìn)水中乙酸比例對(duì)厭氧釋磷的影響
2.2 厭氧段攪拌強(qiáng)度對(duì)厭氧釋磷的影響
2.3 進(jìn)水pH對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效果的影響
2.4 好氧段溶解氧濃度對(duì)除磷效率的影響
2.5 污泥泥齡對(duì)除磷系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響
3. 討論
第七章 全文總結(jié)及建議
1. 全文總結(jié)
1.1 聚磷菌的分離鑒定及其生物學(xué)特性
1.2 GM1和GM6的聚磷特性
1.3 GM6(Pseudomonas putida)ppk的克隆及表達(dá)
1.4 GM6(Pseudomonas putida)在活性污泥中的定殖及其應(yīng)用
1.5 影響EBPR系統(tǒng)生物除磷的主要因素
2. 本文創(chuàng)新點(diǎn)
3. 建議
附錄
附表
致謝
發(fā)表文章及專利申報(bào)情況
本文編號(hào):3116269
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:161 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)與縮略語(yǔ)
第一章 文獻(xiàn)綜述
第一節(jié) 水體富營(yíng)養(yǎng)化和污水除磷技術(shù)概述
1. 氮、磷循環(huán)與水體富營(yíng)養(yǎng)化
1.1 自然界中氮、磷的循環(huán)及水體中氮、磷的來(lái)源
1.2 水體富營(yíng)養(yǎng)化及其危害
1.3 富營(yíng)養(yǎng)化的主要控制參數(shù)
1.4 控制磷污染的主要對(duì)策
2. 我國(guó)水環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化狀況
2.1 全國(guó)主要湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況
2.2 沿海省份的赤潮發(fā)生情況及特點(diǎn)
2.3 全國(guó)主要河流的水質(zhì)狀況
2.4 全國(guó)城市生活污水的排放和處理現(xiàn)狀
3. 污水除磷技術(shù)概述
3.1 化學(xué)除磷工藝
3.2 污水生物除磷工藝
3.3 影響污水生物除磷的參數(shù)
第二節(jié) 強(qiáng)化生物除磷(EBPR)原理及其微生物學(xué)研究進(jìn)展
1. 強(qiáng)化生物除磷的原理
2. EBPR系統(tǒng)中的聚磷菌
2.1 利用可培養(yǎng)的方法分離鑒定的聚磷菌
2.2 利用不依賴培養(yǎng)的分子生物學(xué)方法描述EBPR的群落結(jié)構(gòu)組成
3. EBPR的生物化學(xué)
3.1 以乙酸作為唯一底物的代謝
3.2 以其它有機(jī)物作為底物的代謝
4. poly-P貯存物的特征和作用
5. EBPR的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系
5.1 利用DAPI染色來(lái)指明PAO的身份
5.2 利用FISH/染色法和FISH/MAR技術(shù)來(lái)表明PAO的身份
5.3 利用差速離心法描述聚磷菌的特性
6. 影響EBPR穩(wěn)定運(yùn)行的因素
6.1 進(jìn)水中底物成分對(duì)EBPR的影響
6.2 聚磷菌與非聚磷菌的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)EBPR的影響
6.3 pH值對(duì)EBPR的影響
6.4 好氧曝氣對(duì)EBPR的影響
6.5 厭氧生境對(duì)EBPR的影響
6.6 污泥齡(SRT)對(duì)EBPR的影響
7. 影響生物除磷研究進(jìn)展的主要原因
第三節(jié) 聚磷相關(guān)基因研究進(jìn)展
1. 基因克隆的方法進(jìn)展
1.1 根據(jù)已知序列克隆基因
1.2 新基因的克隆方法
2. 與poly-P合成相關(guān)的ppk和ppx基因研究進(jìn)展
2.1 Pseudomonas aeruginosa 8830的ppk和ppx的克隆和表達(dá)
2.2 菌株Serratia marcescens的ppk基因的克隆
2.3 菌株Acinetobacter baumannii 252 ppk基因的表達(dá)調(diào)控
2.4 Aoinetobacter sp.ADP1 ppk基因的克隆、表達(dá)和磷酸鹽饑餓誘導(dǎo)
2.5 EBPR活性污泥中混合菌ppk基因的克隆
3. GFP標(biāo)記菌株的研究進(jìn)展
3.1 概述
3.2 國(guó)內(nèi)外用GFP標(biāo)記微生物進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究的進(jìn)展?fàn)顩r
第四節(jié).選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
1. 選題依據(jù)及意義
1.1 強(qiáng)化生物除磷研究中的問(wèn)題
1.2 未來(lái)研究的方向
2. 本研究工作思路
3. 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 高效聚磷菌的篩選及生物學(xué)特性
1. 材料與方法
1.1 培養(yǎng)基
1.2 供試土樣和污泥樣品
1.3 高效聚磷菌的分離和篩選
1.4 高效聚磷菌的生理生化鑒定
1.5 高效聚磷菌的16S rDNA序列的測(cè)定
1.6 菌體生長(zhǎng)曲線
1.7 菌體最適生長(zhǎng)條件的研究
2. 結(jié)果與分析
2.1 高效聚磷菌株的分離和篩選
2.2 高效聚磷菌GM1和GM6的生理生化鑒定
2.3 GM1和GM6的生長(zhǎng)曲線
2.4 培養(yǎng)基起始pH對(duì)GM1和GM6生長(zhǎng)的影響
2.5 溫度對(duì)GM1和GM6生長(zhǎng)的影響
2.6 通氣量對(duì)GM1和GM6的生長(zhǎng)的影響
3. 討論
第三章 GM1和GM6的聚磷特性
1. 材料與方法
1.1 材料
1.2 方法
2. 結(jié)果與分析
2.1 培養(yǎng)基起始pH對(duì)GM1和GM6聚磷能力的影響
2.2 裝液量對(duì)GM1和GM6除磷能力的影響
2.3 溫度對(duì)GM1和GM6除磷能力的影響
2.4 GM1、GM6純培養(yǎng)的聚磷能力
2.5 好氧培養(yǎng)時(shí)乙酸濃度與PHB/VSS的關(guān)系
2.6 GM1、GM6厭氧乙酸濃度與PHB貯藏及磷釋放的關(guān)系
2.7 厭氧培養(yǎng)時(shí)乙酸吸收和磷釋放的關(guān)系
3. 討論
第四章 Pseudomonas putida GM6 ppk基因的克隆及表達(dá)
1. 材料與方法
1.1 材料
1.2 方法
1.3 ppk部分基因序列片段PCR擴(kuò)增
1.4 SEFA-PCR擴(kuò)增片段上下游序列
1.5 序列測(cè)定分析和同源性比較
1.6 ppk基因的表達(dá)
2.結(jié)果與分析
2.1 PPk部分序列片段的獲得
2.2 PPk部分基因片段上下游序列片段的克隆
2.3 PPk基因序列分析
2.4 ppk基因在菌株E.coli BL21中的表達(dá)
3. 討論
第五章 高效聚磷菌GM6在活性污泥中定殖及其應(yīng)用研究
1. 材料與方法
1.1 菌株與質(zhì)粒
1.2 培養(yǎng)基與菌株生長(zhǎng)條件
1.3 抗生素濃度
1.4 試劑和酶
1.5 污水處理試驗(yàn)設(shè)置
1.6 高效聚磷菌株GM6的抗性試驗(yàn)
1.7 gfp基因標(biāo)記菌株GMTR、GMBR的構(gòu)建
1.8 GMTR、GMBR熒光檢測(cè)方法
1.9 含gfp質(zhì)粒的遺傳穩(wěn)定性試驗(yàn)
1.10 GMTR、GMBR的生長(zhǎng)曲線的制作
1.11 GMTR投菌試驗(yàn)
1.12 高效聚磷菌GM6的工程化應(yīng)用
1.13 分析方法
2. 結(jié)果與分析
2.1 標(biāo)記菌株的構(gòu)建
2.2 GMTR強(qiáng)化污泥除磷效果
2.3 高效聚磷菌GM6的工程化應(yīng)用結(jié)果
3. 討論
第六章 影響EBPR系統(tǒng)生物除磷的主要因素
1. 材料與方法
1.1 試驗(yàn)裝置及污水組份
1.2 進(jìn)水乙酸比例對(duì)EBPR系統(tǒng)厭氧釋磷的影響
1.3 厭氧攪拌強(qiáng)度對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
1.4 進(jìn)水pH對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
1.5 好氧曝氣強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)除磷效果的影響
1.6 污泥停留時(shí)間對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效率的影響
2. 結(jié)果與分析
2.1 進(jìn)水中乙酸比例對(duì)厭氧釋磷的影響
2.2 厭氧段攪拌強(qiáng)度對(duì)厭氧釋磷的影響
2.3 進(jìn)水pH對(duì)EBPR系統(tǒng)除磷效果的影響
2.4 好氧段溶解氧濃度對(duì)除磷效率的影響
2.5 污泥泥齡對(duì)除磷系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響
3. 討論
第七章 全文總結(jié)及建議
1. 全文總結(jié)
1.1 聚磷菌的分離鑒定及其生物學(xué)特性
1.2 GM1和GM6的聚磷特性
1.3 GM6(Pseudomonas putida)ppk的克隆及表達(dá)
1.4 GM6(Pseudomonas putida)在活性污泥中的定殖及其應(yīng)用
1.5 影響EBPR系統(tǒng)生物除磷的主要因素
2. 本文創(chuàng)新點(diǎn)
3. 建議
附錄
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致謝
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