学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

紫外线损伤微生物机理及增强活性污泥降解特性应用研究

作　者: 江映翔
导　师: 戴永年
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 活性污泥紫外线损伤生物机理降解特性应用研究线辐射优势菌群微生物细胞增强作用紫外线诱变
分类号: X703
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 764次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文首先研究了紫外线损伤水域中微生物的作用、反应及其抵御紫外线损伤的机理，指出虽然紫外线对域中微生物具有很强的损伤作用，但是微生物同样具有强大的自我修复机能，微生物这种适应环境的能力，能够确保微生物即使生活在强辐射的情况下仍然能够保持其种属特性。本文通过机理研究还发现，微生物由于其内部结构的不同，比如微生物细胞膜结构、膜成分的差异，细胞内含物的差异；微生物大小的不同，生长情况的不同，均会使微生物对紫外线的敏感性存在差异，这一差异为人们利用紫外线辐射提供了契机。作为紫外线辐射的对象，本文综述了活性污泥中聚磷菌群和聚糖原菌群的特点。基于对这些理论研究的分析，本文作了紫外线辐射增强活性污泥降解废水的实验，发现紫外线能提高活性污泥降解效率，在辐射剂量为20W(254nm)、0.5min时，紫外线可提高活性污泥降解COD的能力20％以上，提高降解TP的能力10％以上。长期以来人们认为紫外线的增强作用是由于紫外线导致微生物产生突变的结果，本论文详细地研究了诱变的机理和几率后，认为紫外线对活性污泥的增强作用不可能是紫外线诱变所致，因为，活性污泥中突变了的极少数微生物不能发挥只有优势菌群才能发挥增强的作用。同时，本文提出了紫外线可能会改变活性污泥优势菌群的状况导致其具有增强作用的假说。为了证实该假说，本文利用昆明市第一污水处理厂活性污泥进行实验，首先对活性污泥各优势菌群进行了微生物分类学研究，调查了原污泥中各优势菌群的比例，然后在紫外线辐射增强活性污泥的TP实验过程中，利用菌群整体参数监测、菌群整体染色监测的方法，监测活性污泥的各种特性参数，以观察活性污泥中各优势菌群的表现。通过对实验原始记录的静态对比和动态分析发现，紫外线增强活性污泥TP去除率的原因就是改变了活性污泥中的菌群结构状况，紫外线辐射优化了聚磷菌群在活性污泥中的生活环境，导致聚磷菌群的作用在活性污泥中被突出出来，从而使得活性污泥的整体聚磷效率的提高。这一结论充分证实了先前的假说。紫外线对活性污泥增强作用新理论解释的发现，为人们利用紫外线增强活性污泥的处理效率奠定了理论基础，为将来这方面的研究拓宽了道路。但必须指出的是这些研究必须建立在对活性污泥菌群及其变化规律透彻的了解上，可以断言人们对活性污泥中所需要的目标菌群特性越了解，紫外线辐射对活性污泥降解能力的增强作用将越显著。

全文目录

前言  39-40
第一章辐射目标菌群的研究  40-49
  1.1 概述  40-41
    1.1.1 活性污泥额外磷降解机理的发展  40
    1.1.2 活性污泥额外磷降解条件的研究发展  40
    1.1.3 聚磷菌群生理生化形态研究的发展  40-41
  1.2 额外磷去除菌群形态学  41-47
    1.2.1 不动杆菌科Acinetobacter不是额外磷去除过程中主要菌群的论述  41-42
    1.2.2 优势磷聚菌群的种系发生研究发展  42-47
  1.3 聚糖元菌群  47-49
    1.3.1 聚糖元菌群与聚磷酸菌群代谢过程的对比  47
    1.3.2 聚糖元菌群与聚磷菌群形态学上对比  47-48
    1.3.3 小结  48-49
第二章紫外线影响微生物基础理论研究  49-54
  2.1 紫外线对微生物影响的本质  49
  2.2 光的波粒二象性  49-50
  2.3 能量、电子轨道与键  50-51
  2.4 电子轨道转换  51
  2.5 分子的激发态和激发态衰竭以及Jablonski图  51-53
  2.6 小结  53-54
第三章紫外线光敏化机理及其反应研究  54-61
  3.1 紫外线的波谱  54
  3.2 光敏化剂概述  54-56
    3.2.1 光敏化剂  54-56
      3.2.1.1 内源光敏化剂  54-55
      3.2.1.2 外源光敏化剂  55-56
  3.3 激发态分子之间的反应  56-59
    3.3.1 光离解反应  56-57
    3.3.2 光敏化反应  57
    3.3.3 光氧自由基反应  57-59
  3.4 小结  59-61
第四章紫外线辐射对微生物的生理影响及微生物对紫外线的抵御  61-72
  4.1 紫外线辐射对微生物的生理影响  61-64
    4.1.1 紫外线对DNA的影响  61-62
    4.1.2 紫外线抑制微生物的膜代谢过程  62-64
  4.2 紫外线对微生物细胞的其他影响  64-65
  4.3 紫外线对氮元素代谢过程的影响  65
  4.4 小结  65-66
  4.5 微生物对紫外线的抵御  66-72
    4.5.1 微生修补紫外线辐射损伤的机理  66
    4.5.2 光复活反应  66-67
    4.5.3 酶切反应  67-68
    4.5.4 SOS修补反应  68
    4.5.5 复制后修补  68-69
    4.5.6 微生物的生物化学抵御  69-70
    4.5.7 物理适应  70-71
    4.5.8 小结  71-72
第五章紫外线增强活性污泥降解污染物作用效果的研究  72-88
  5.1 COD去除率的增强效果实验  72-82
    5.1.1 辐射实验方法与器材  72-77
    5.1.2 紫外线增强COD去除率的实验  77-82
  5.2 TP去除率增强效果实验  82-86
    5.2.1 实验方法与器材  82-85
    5.2.2 紫外线增强活性污泥去除TP的实验  85-86
  5.3 小结  86-88
    5.3.1 活性污泥的菌群驯化意义  86
    5.3.2 紫外线适量辐射的增强作用  86-88
第六章紫外线增强作用机理探讨及假说  88-96
  6.1 诱变的机理及其几率  88-91
    6.1.1 紫外线增强作用的确认  88-89
    6.1.2 诱变的机理  89-90
    6.1.3 诱变的几率  90-91
  6.2 紫外线辐射增强作用的新理论基础  91-93
    6.2.1 生理结构的差异  91-92
    6.2.2 生长特性差异  92
    6.2.3 生长速度差异  92-93
  6.3 新理论假说的内含  93
  6.4 新理论解释形成的假说  93-96
第七章菌群分类学研究  96-105
  7.1 菌群的纯种分离  96-97
    7.1.1 菌属分离纯化的基础  96
    7.1.2 条件  96
    7.1.3 材料和器皿  96-97
  7.2 优势菌种鉴定实验  97-103
    7.2.1 微生物需氧性的测定  97-98
    7.2.2 过氧化氢酶试验  98
    7.2.3 氧化酶试验  98-99
    7.2.4 甲基红试验(M.R.试验)  99-100
    7.2.5 葡萄糖代谢类型测定  100-101
    7.2.6 细胞内含物的染色  101-102
    7.2.7 革兰氏染色  102-103
  7.3 聚磷活性污泥中的优势菌属鉴定实验结果  103-105
第八章机理研究与假说论证  105-116
  8.1 活性污泥驯化前后菌群的变化  105-107
    8.1.1 活性污泥驯化耗氧生长曲线的测定  105-106
    8.1.2 监测活性污泥的菌群个数的变化实验  106-107
  8.2 TP降解实验中的菌群监测实验  107-108
  8.3 静态实验数据分析  108-110
    8.3.1 活性污泥干重浓度、总菌数浓度的变化  108-109
    8.3.2 活性污泥种群的变化  109-110
  8.4 操作过程中阶段去除率变化趋势与菌群变化的关系的动态分析  110-115
  8.5 小结  115-116
第九章总结论  116-117
  9.1 结论  116
  9.2 展望  116-117
致谢  117-118
参考文献  118-126
附录  126

紫外线损伤微生物机理及增强活性污泥降解特性应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文