中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 蒋际宝上海交通大学 2016年博士导师: 邱江平共609页

摘要 : 巨蚓科是我国的主要蚯蚓类群，其系统发育研究具有重要理论意义。分类学研究无法阐明巨蚓科蚯蚓的系统发育关系，因此联合分类学与分子系统学方法探讨该类群的物种演化与系统发育有重要科学价值。本研究于2010-2013期间，系统地采集了我国数十个自然保... 展开巨蚓科是我国的主要蚯蚓类群，其系统发育研究具有重要理论意义。分类学研究无法阐明巨蚓科蚯蚓的系统发育关系，因此联合分类学与分子系统学方法探讨该类群的物种演化与系统发育有重要科学价值。本研究于2010-2013期间，系统地采集了我国数十个自然保护区及周边地区的巨蚓科蚯蚓，丰富了我国蚯蚓多样性；并以线粒体5个基因（COI、COII、ND1、12S及16S基因）为基础开展系统发育分析，重建了较客观的巨蚓科分子系统发育关系；再结合形态分析与分子系统发育结果，估计物种分化时间，并重建祖先特征与祖先分布区域，在物种阶元上探讨了我国巨蚓科蚯蚓物种分化与扩散历程。主要研究成果如下： 1）采集得到中国巨蚓科蚯蚓共321种（亚种），其中远盲蚓属263种（亚种）仍占大多数，腔蚓属57种（亚种），以及环棘蚓属1种；发现270个新种（亚种），其中远盲蚓属224种（亚种），腔蚓属46种（亚种），无其他属蚯蚓新种。本论文更新了中国巨蚓科蚯蚓名录，为中国蚯蚓多样性研究提供科学基础。截止2016年6月，中国共记录有巨蚓科蚯蚓571种（亚种），其中远盲蚓属（Amynthas）有436种（亚种），腔蚓属（Metaphire）有125种（亚种），环棘蚓（Perionyx）属首次在大陆采集到，仅1种；其他属不变，巨蚓属（Megascolex）1种，近盲蚓属（Pithemera）3种，扁环蚓属（Planapheretima）4种，多环蚓盲属（Polypheretima）1种。 2）使用分子系统发育方法可很好地补充分类研究。通过线粒体基因序列特征分析发现，测序的COI、COII、ND1、12S与16S基因都可用于分子鉴定，但16S基因片断的遗传距离略低。物种水平上，COI基因距离均值高于之前的研究，主要区间为(14.0,24.0]，12S基因在物种水平主要区间与COI基因的相似，亚种水平为(2.0,6.0]。把5基因联合起来分析，得到物种水平的距离均值为17.2±0.7％，主要区间为(12.0,22.0)。这些标准可为后续的分子鉴定提供科学参考。研究还发现蛋白编码基因的转换颠换比均较高，而16S基因中的转化位点比例与颠换比例相似，而12S的是颠换高于转换。发生颠换的变异位点较转换位点携带有更多的系统发育信息，故颠换发生几率较高的12S与16S基因比蛋白编码基因更适合于构建客观的分子系统发育树。本论文还进一步揭示了5基因联合序列（COI-COII-12S-16S-ND1）可在物种水平构建较为客观的分子系统发育树。由于rRNA基因较蛋白编码基因携带有更多的系统发育信息，所以12S+16S、12S+16S+ND1组合也具有较大的分析价值，可用于物种亲缘关系的快速分析。 3）本论文基于321个物种584个标本线粒体5个基因（COI、COII、ND1、12S与16S）构建了较客观的中国巨蚓科蚯蚓最大似然树与贝叶斯树，并按照顺序约定将主要类群划分为14个物种群（Group）。论文再结合369个标本的形态特征，详细探讨了巨蚓科不同物种群及物种的系统发育关系。通过系统发育关系分析可知：首先，环棘蚓属与远盲蚓属（Amynthas）、腔蚓属（Metaphire）形态及分子差异均较大；其次，远盲蚓属与腔蚓属这两个属的单系性是不成立的，二者应该被归为一个属；再次，在属内根据受精囊孔位置与对数等的不同而建立的物种群（species-group）这一阶元也不具单系性。 4）本研究还使用非相关的对数正态松散分子钟及估计的碱基替代速率，估算了中国巨蚓科不同物种群及物种间的分化时间，并重建了祖先特征与祖先分布区域。从结果可以看出，巨蚓科与正蚓科两个科的分化时间在侏罗纪早期，直到白垩纪后期中国的巨蚓科才出现科内的分化。环毛类主要类群的祖先大约起源于白垩纪末期到新生代初期，约65.32Ma。中国巨蚓科主要物种群在新生代物种数目大幅增加，到上新世以后由于第四纪冰期影响，造成了物种增加速率大幅下降。研究还推测出了腔蚓属很多物种的起源时间大约处于中新世前期；而亚种多在中新世中后期分化，很多孤雌生殖种也大约在该时期形成。再根据祖先分布重建及物种扩散线路推测，可知中国巨蚓科蚯蚓可能起源于中南半岛，祖先从西南进入中国后在漫长的地质时间内分化与扩散。海南岛主要类群Group8-10的祖先大约是始新世初期（50.60Ma）从大陆扩散到海南岛，随后主要在海南岛内分化扩散。综上所述，巨蚓科蚯蚓进入中国的物种逐渐向东、向北等不同方向扩散开来，适应不同的生存环境，在新生代演化出繁多的新物种。在演化过程中为适应不同的环境压力，雄孔与受精囊孔等形态特征演化出了多种类型。收起

关键词 : 巨蚓科蚯蚓物种分化扩散历程分子系统发育

2. 中国远盲属蚯蚓分类学及分子系统发育研究

[学位论文] 孙静上海交通大学 2013年博士导师: 邱江平共347页

摘要 : 远盲蚓属（Amynthas）属于巨蚓科（Megascolecidae），是该科蚯蚓最大的类群之一，主要分布于东亚和东南亚地区。目前全世界共记录远盲蚓属蚯蚓500余种。中国是该属蚯蚓最主要的分布区之一，至本研究为止，共记载302种（亚种）。对该属蚯蚓的调查和深... 展开远盲蚓属（Amynthas）属于巨蚓科（Megascolecidae），是该科蚯蚓最大的类群之一，主要分布于东亚和东南亚地区。目前全世界共记录远盲蚓属蚯蚓500余种。中国是该属蚯蚓最主要的分布区之一，至本研究为止，共记载302种（亚种）。对该属蚯蚓的调查和深入研究是探明我国蚯蚓多样性和蚯蚓区系的重要过程。本文旨在通过系统采集我国东洋界区域的蚯蚓，对远盲蚓属蚯蚓进行形态分类学物种鉴定，丰富和完善我国蚯蚓区系；通过分子生物学和生物信息学新技术的运用，为我国远盲蚓属蚯蚓系统发育研究提供分子方面的最直接证据；结合分子和形态双重证据阐明中国远盲蚓属蚯蚓的起源和演化路径。全文主要工作包括三方面内容：1）中国南方上海、浙江、福建、广东、湖北、云南、贵州、四川和海南九省市蚯蚓调查采集；2）中国远盲蚓属蚯蚓分类学研究；3）中国远盲蚓属蚯蚓分子系统发育研究。本项研究所采用的方法为形态分类学和基于线粒体基因COI、COII、ND1、12S、16S和核基因18S的分子系统发育方法。主要研究结果如下： 1.本项研究共采集和鉴定远盲蚓属蚯蚓143种（亚种），其中117种和亚种初步鉴定为新种（亚种）。 2.在陈义、钟远辉等蚯蚓名录基础上，整合最新成果，编制了“中国远盲蚓属蚯蚓名录”。我国Amynthas物种目前已增至302种。其中华南区163种，华中区116种，西南区82种，华北区11种，东北区2种，蒙新区1种，呈现南方多于北方，东部多于西部的特点。 3.基于我国143个Amynthas物种的研究结果表明线粒体基因COI、COII、ND1、12S和16S均可用于区分物种，但COI效果最佳，种间平均P距离16.57%。使用单个基因分析属内种间系统发育关系时，COI效果最差，COII和ND1各具优势，16S效果最好，但依然具有局限性。COI& COII& ND1&12S&16S&18S六基因联合DNA片段比单基因、3蛋白编码基因联合以及2 rRNA编码基因联合片段均能获得效果明显提高的系统发育树，属内种间关系澄清程度大幅提升。 4.系统发育分析结果显示，我国Amynthas属物种的分化与扩散具有明显的区域特征。伴随着受精囊位置或对数的变化沿各自不同路径进化的单系群在地理分布上极具规律。闽粤群形成受精囊孔以7/8－8/9为起始状态，6/7－8/9为过渡态，5/6－8/9为最终状态的进化路径。云贵川群内，4对受精囊孔在进化过程中逐渐退化为2或3对。在海南群中，一支中受精囊孔均为5/6－6/7，而另一支中受精囊孔为5/6－6/7和5/6－8/9的物种交错出现。 5.同样，系统发育结果表明Sims& Easton1972划分的Amynthas属和Metaphire属均不是单系群，但关系密切。它们不是在各自属内进化，而是先形成单系群，然后在单系群内Amynthas和Metaphire建立起种间差异和关系。就属内物种群而言，Sims&Easton1972按照受精囊孔位置和对数划分的5个物种群在分子系统发育树中均非单系群。 6.研究采集到Amynthas属孤雌生殖蚯蚓9种。他们在地理分布上单独发生，福建广东、海南、四川分别居于各自的分枝中。闽粤群中的孤雌生殖物种群可能起源于受精囊为3对的两性生殖种。通过本文的研究结果，可推测出中国Amynthas属起源于印支半岛，在中国大陆沿东西两条路线分化扩散，受精囊孔4对的物种沿云贵川一线分化扩散，物种进化路径伴随着受精囊孔由4对逐渐退化为2或3对，受精囊孔2对的物种沿闽粤一线分化扩散，物种进化路径伴随着受精囊孔由7/8－8/9经6/7－8/9最终发展为5/6－8/9；海南岛位于闽粤线上，但该岛特殊的古地理变迁历史使得其具有独立于闽粤的物种群，但又有个别物种与广东物种具有很近的关系；在种间或物种群间亲缘关系上，分布在相邻区域内的物种间关系总是较近。收起

关键词 : 蚯蚓远盲蚓属形态分类学系统发育起源进化物种鉴定

3. 中国海南岛环毛类蚯蚓分类学、系统发育学和古生物地理学研究

[学位论文] 赵琦上海交通大学 2015年博士导师: 邱江平共234页

摘要 : 蚯蚓由于其形态特征稳定，移动能力较差，常被认为是验证古生物地理学的理想生物。海南岛位于我国最南端，也是我国第二大岛屿，在地质上与中印板块和华南板块有着密切的联系。尤其在新生代时期，它与我国南部几次连接又断开。这也可能是海南岛和我国... 展开蚯蚓由于其形态特征稳定，移动能力较差，常被认为是验证古生物地理学的理想生物。海南岛位于我国最南端，也是我国第二大岛屿，在地质上与中印板块和华南板块有着密切的联系。尤其在新生代时期，它与我国南部几次连接又断开。这也可能是海南岛和我国大陆动植物区系相似又不相同的重要原因之一。然而，虽然海南岛是我国生物多样性研究的热点之一，但关于海南岛蚯蚓的研究却很匮乏。因此，本研究的主要目标如下：（1）调查海南岛蚯蚓生物多样性；（2）利用多重对应分析方法探讨海南岛蚯蚓形态解剖学特征与物种聚类的对应关系；（3）利用5个线粒体基因单独和联合分析海南岛环毛类蚯蚓的分子系统发育关系，并重建其祖先特征；（4）结合海南岛古地理学资料，推测海南岛环毛类蚯蚓的起源和进化历程。在本项研究中，共发现环毛类蚯蚓68个新物种，2个新亚种以及1个海南新纪录种和1个海南新记录属。到目前为止，海南岛蚯蚓共107种，12属，7科，其中，特有种80种。在海南岛环毛类蚯蚓的进化过程中，与性选择相关的特征非常重要，与环境选择相关的特征次之。海南岛环毛类蚯蚓的祖先特征为：个体小、无体色、2对受精囊孔、末对受精囊孔位于8/9、雄孔位于表面、雄孔区有乳突、前列腺发达、受精囊、盲管和纳精囊均较小。此外，分子系统发育学和形态解剖学特征分析结果都表明，远盲蚓属和腔蚓属蚯蚓的分类学地位值得重新考虑。研究结果也表明海南岛和广东省环毛类蚯蚓约在新生代中期经历了3次主要物种分化。结合海南岛古地理学资料，初步推测我国环毛类蚯蚓起源于东南亚，在石炭纪和二叠纪分别向海南岛南部和我国华南地区扩散。三叠纪时，随着我国南北板块的碰撞，蚯蚓又向我国北部板块迁移。第四纪冰期时期，我国北部蚯蚓灭亡或向温暖地区迁移。同时，该时期海平面的波动也影响了蚯蚓在海南岛、台湾岛和我国大陆之间的迁移扩散。在今后的研究中，可以增加核基因的研究来进一步验证远盲蚓属和腔蚓属的关系。同时，在种群水平上研究小区域尺度（如海南岛）蚯蚓的进化过程。此外，我国北方很少有环毛类蚯蚓，但在同纬度的韩国和日本，该蚯蚓却是优势种群，如何解释这一现象也是值得探讨的问题。收起

关键词 : 环毛类蚯蚓分类学系统发育学古生物地理学

4. 絮凝剂对减缓膜-生物反应器膜污染速率的效果和机理研究

[学位论文] 纪婧上海交通大学 2009年博士导师: 邱江平共146页

摘要 : 膜-生物反应器技术(MBR)是一种卓越的水处理与回用技术,与传统活性污泥技术相比,膜-生物反应器具有很多优势。然而,由膜污染导致的高昂维护费用和操作不便是制约MBR广泛应用的主要瓶颈,研究膜污染过程和机理对于控制膜污染、降低MBR运行成本具有重要意... 展开膜-生物反应器技术(MBR)是一种卓越的水处理与回用技术,与传统活性污泥技术相比,膜-生物反应器具有很多优势。然而,由膜污染导致的高昂维护费用和操作不便是制约MBR广泛应用的主要瓶颈,研究膜污染过程和机理对于控制膜污染、降低MBR运行成本具有重要意义。近年来,通过向膜-生物反应器中投加过滤助剂/抗污染剂,人为的改善反应器中活性污泥混合液的性质,从而减缓膜污染进程成为一种新兴的膜污染控制技术。本研究选取了六种最常使用的絮凝剂:水和硫酸铝(Al2(SO4)3.xH2O)、聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl3)、聚合硫酸铁(PFS)、壳聚糖(Chitosan)和聚丙烯酰胺(PAM),对其作为膜污染控制剂的作用和机理分别做了深入的探讨。根据其化学性质,六种絮凝剂分别属于单体金属盐,聚合金属盐和有机高分子絮凝剂三类。实验结果表明,所有絮凝剂都对改善膜-生物反应器活性污泥混合液的可过滤性起到了显著的作用。在操作通量为20L/m2.h时,各MBR中的膜污染速率排序为PFS反应器<壳聚糖反应器<聚丙烯酰胺反应器<三氯化铁反应器<聚合氯化铝反应器<水合硫酸铁反应器。其中,添加壳聚糖和PFS可以使MBR可持续操作时间延长至对照反应器的约7倍。在膜污染进程中透膜压力(TMP)的上升分三个阶段:第一阶段发生在初始的几小时内,由于膜孔的缩窄或堵塞造成的膜表面特性的改变,导致透膜压力突然的上升。第二阶段表现为透膜压力的长时间慢速上升过程,主要因为是膜表面的凝胶层累积。凝胶层的主要来源是膜对混合液中大分子物质的截留。第三阶段是TMP的突然跃升并导致膜过滤无法继续操作,主要特点是泥饼层的堆积和TMP增长的“自我加速”。在这三个阶段中,对膜污染速率起到关键性作用的污染物是不同的,而各种絮凝剂作用于每个阶段的效果和机理也各有区别。本研究将污染物分为溶液相和固体相两个部分,就各种絮凝剂对污染三阶段的作用分别作了细化和深入的探讨。对于溶液相污染物而言,为了进一步细化不同性质以及不同颗粒大小的污染物的污染趋势以及絮凝剂对每一种污染物组分和性质的调节作用,本研究利用凝胶渗透色谱(GPC)对污染物的颗粒大小以膜孔径为标准进行了细分,明确了目标污染物的分子量范围。在此基础上进一步利用傅立叶红外转换光谱(FTIR)对污染物的物质属性进行了辨别,找出了易造成膜内部污染的物质的化学成分。结果表明,分子量大于100KDa的可溶性物质才是需重点控制的污染物,而蛋白质和多糖类物质是膜内污染的主要贡献者。多种絮凝剂均能有效地降低膜孔中蛋白和多糖含量,减轻膜的不可逆污染；降低液体相大分子浓度,减缓凝胶层的形成速率和膜总孔隙率的衰减速率。对于固体污染物,即活性污泥颗粒而言,本研究分别探讨了活性污泥絮体的(1)形态学指标:絮体平均粒径(dp)和絮体分型维数(df)；(2)理化指标:污泥絮体表面电荷(本研究中以污泥表面Zeta电位表征),絮体表面相对疏水性(RH),活性污泥混合液动力学粘度(η)(3)污泥絮体的生化成分:EPS的浓度。考察了各种絮凝剂在不同剂量下对各个指标的改变作用以及对膜污染带来的影响。在絮凝剂-MBR这个二级多因素系统中。膜污染的影响因子众多,机理复杂。为了将量纲不同的各影响因子进行统计分析,本研究采用了归一化,标准化的方法对数据进行了处理,并进一步采用线性回归和多元直线回归等统计方法对添加絮凝剂的MBR中,在5个剂量梯度下的所有指标的数据进行了分析整合,得到了各絮凝剂的膜污染控制关键因素以及各因素的膜污染贡献率。结果表明,絮凝剂按其对不同指标的作用因子可以分为有机和无机两大类。有机絮凝剂对于改变污泥形态学性质的作用较大,壳聚糖和聚丙烯酰胺的膜污染控制效果是通过降低和转化溶液相中的大分子物质,增大污泥的平均粒径和增加污泥絮体的疏松度而实现的。无机絮凝剂对絮体的理化性质作用显著但对于污泥的形态结构以及混合液的粘度的作用可忽略。无机絮凝剂膜污染控制效果是通过降低SMP浓度,中和污泥絮体表面电荷,即增加絮体Zeta电位和增加污泥絮体表面疏水性实现的。用选定的关键因子对每一絮凝剂进行了膜污染速率与关键因子的经验公式拟和,结果是所有公式与实验实测数据的拟和效果非常好。收起

关键词 : 膜-生物反应器膜污染絮凝剂大分子有机物污泥性质

5. 中国巨蚓科蚯蚓比较线粒体基因组学与分子系统发育研究

[学位论文] 张亮亮上海交通大学 2016年博士导师: 邱江平共143页

摘要 : 巨蚓科（Megascolecidae）是陆栖蚯蚓中最大的类群，由于巨蚓科蚯蚓分类的复杂性，在其分类系统、属级单元及物种类群的相互关系和单系性等方面一直有较多争议。线粒体基因组研究已成为分子进化领域的热点。基于线粒体基因组水平的系统发育分析能在很... 展开巨蚓科（Megascolecidae）是陆栖蚯蚓中最大的类群，由于巨蚓科蚯蚓分类的复杂性，在其分类系统、属级单元及物种类群的相互关系和单系性等方面一直有较多争议。线粒体基因组研究已成为分子进化领域的热点。基于线粒体基因组水平的系统发育分析能在很大程度上减少单基因过高或过低的保守性以及较短基因片段易出现随机错误等引起的分析误差。然而相对于其他动物类群的线粒体基因组学研究，蚯蚓这一非常重要的土壤动物类群，其线粒体基因组的研究却很有限，目前仅有三种蚯蚓的线粒体基因组被测定。本研究首次对中国巨蚓科蚯蚓线粒体基因组进行了较大规模的测序，测定了20种巨蚓科物种，以及一种链胃蚓科蚯蚓（日本杜拉蚓）的线粒体基因组序列。利用比较基因组学和生物信息学等手段,在线粒体基因组水平上分析了巨蚓科线粒体基因组的特征与进化；并以线粒体基因组序列为基础开展系统发育分析，重建巨蚓科蚯蚓的系统发育关系，主要研究结果如下： (1)蚯蚓线粒体基因组的特征比较保守：全部基因都由同一链编码，基因顺序相同，所有的蛋白编码基因起始密码子相同。 (2)日本杜拉蚓的线粒体基因组与其他蚯蚓相比，AT含量最高，碱基组成偏向性（AT/GC-skew）颠倒，遗传差异最大。 (3)蛋白编码基因的遗传距离与进化速率最大的和最小的基因分别为ATP8与CO1。蚯蚓线粒体COX系列基因与CYTB基因较保守，而NADH和ATP系列基因进化速率相对较快。 (4)在长管远盲蚓中检测到一个额外缩短的Leucine(CUN)tRNA。不同物种的22个tRNA表现出多变的替换模式。 (5)无论分区与否，单独的PCG数据集并不能得到稳定的进化树。这提示蛋白编码基因可能不足以代表整个线粒体基因组的系统发育信息。 (6)加入rRNA后，对拓扑结构的稳定和支持率的提升有明显作用。表明线粒体基因组系统发育研究中不应舍弃rRNA。 (7) PartitionFinder软件在数据分区及模型优化上能更好的体现生物学意义，利用PartitionFinder分区后的PR数据集ML树支持率明显提升。表明其更充分挖掘了数据的系统发育信息。建议在多基因联合建树数据分区时采用。 (8)基于线粒体基因组的系统发育研究证明远盲蚓属和腔蚓属并非为单系群；考虑到它们形态学的相似性，二者应划分为一个属，现有的分类体系应该修订。收起

关键词 : 巨蚓科蚯蚓线粒体基因组分子系统发育遗传差异

6. 中国环毛类蚯蚓分类学和系统发育研究

[学位论文] 王海军上海交通大学 2005年硕士导师: 邱江平共118页

摘要 : 本文在贵州、湖北和广东采集标本的基础上，整理出一些环毛类蚯蚓物种的新记录和补充记录，同时运用对应因子分析（FAC）方法对中国188种（亚种）进行系统发育研究，探索该类群结构-功能关系，为该类群的多样性研究提供一些新的思路，并构建其系统发育... 展开

关键词 : 环毛类蚯蚓分类学系统发育远盲属腔蚓属中国新种对应因子分析

7. 基于多行为动态分析的大熊猫发情状态研究

[学位论文] 周永晓上海交通大学 2007年硕士导师: 邱江平共96页

摘要 : 对于大熊猫发情期行为变化的分析研究过去由于样本缺乏和观察条件的限制，停留在个体观察和经验性评估的阶段。现在随着大熊猫圈养种群的逐渐扩大，对于其行为的定量观察也逐步得以实现。本研究基于同一年交配季节对于卧龙中国大熊猫研究中心投入繁殖... 展开

关键词 : 大熊猫发情期行为动态多元分析

8. 喷水织机废水处理工艺研究

[学位论文] 梁海燕上海交通大学 2008年硕士导师: 邱江平共87页

摘要 : 喷水织机是纺织机械中近年来发展最快的无梭织机，其优点是产量高、质量好、织造费用低，但是要消耗大量优质的自来水。一直以来，人们对喷水织机用水的处理研究较多，而对喷水织机废水的处理研究欠缺。因此研究探索适宜处理喷水织机废水的工艺具有重... 展开

关键词 : 喷水织机废水处理混凝沉淀法生物滤池法曝气生物滤池法

9. 上流式厌氧复合床(UBF)污水处理的性能研究

[学位论文] 文单上海交通大学 2013年硕士导师: 邱江平共84页

摘要 : 我国作为一个水资源匮乏的农业国家，农村污水造成的生态环境污染问题十分严重。近年来，随着经济的发展，污水排放量也随之提升，我国七大水系都受到了不同程度的威胁。我国农村人口有8.8亿人，约占全国人口的70%，但大部分地区仍采用传统的“土渠输... 展开我国作为一个水资源匮乏的农业国家，农村污水造成的生态环境污染问题十分严重。近年来，随着经济的发展，污水排放量也随之提升，我国七大水系都受到了不同程度的威胁。我国农村人口有8.8亿人，约占全国人口的70%，但大部分地区仍采用传统的“土渠输水，大水漫灌”的灌溉方式，用水量是发达国家的好几倍。农村污水的特点是排放分散，难以收集，生活污水与养殖废水混杂，浓度、水量波动较大，这使得传统的污水处理技术难以应付。因此，需要对这类废水进行有效的预处理，而加拿大学者Guiot在80年代研发的上流式厌氧复合床（UBF）具有成本低廉、抗冲击负荷能力强、有效拦截污泥、易形成颗粒污泥等优点，十分适用于农村污水的预处理。但是目前大部分有关UBF的研究都未涉及此类废水的处理，所以，本研究旨在了解UBF反应器对中低浓度污水处理的性能，包含了反应器的启动研究、污水处理效果研究以及UBF的影响因素研究，以期为该类废水的厌氧预处理工作提供理论指导。通过对比不同进水浓度时UBF的启动与去除效果可知，采用CODcr浓度为1800mg/L左右的污水进行驯化启动，UBF只需要60至70天即可形成大量颗粒污泥，抗冲击负荷能力较强，再启动过程也十分迅速，最快只要14天；在进水CODcr浓度1200mg/L时，UBF具有最佳CODcr去除效果，去除率达80.14%；但UBF对总氮、总磷无明显的去除效果；由于氨化作用，UBF也不适用于氨氮的去除；污泥中有机物比例会随着进水CODcr浓度的提升而提高，形成颗粒污泥后基本达最大值，MLVSS/MLSS值达0.87~0.89；UBF可使出水可生化性保持在较好的水平，BOD5/CODcr值可达0.5以上，有利于后续的好氧处理。通过对比不同运行工况下UBF的性能与去除效果可知，在污泥负荷达到极值0.97 kgCOD/[kg(MLSS)﹒d]之前，UBF的CODcr去除率会随着污泥负荷的升高而提高最高可达80%左右；进水CODcr 浓度越高，污泥负荷越大，其脱氢酶活性和有机物比例越高，但脱氢酶活性会受到污泥浓度波动的较大影响；进水pH为5.5~6.5的弱酸条件即可启动UBF反应器，但pH值的波动会使UBF的污染物去除效果不稳定；温度对UBF的污染物去除率和污泥中脱氢酶活性有一定影响，但在15℃以上时影响不大。综上所述，UBF具有较快的启动速度和较好的抗冲击负荷能力，对中低浓度的污水也有较好的污染物去除效果，并且能保证出水有较好的可生化性。本研究不仅为以后研究UBF的实际污水处理效果和厌氧菌群打下了坚实的基础，也为推广和应用UBF提供了理论依据。收起

关键词 : 上流式厌氧复合床污泥负荷脱氢酶活性污水处理

10. 絮凝剂对膜污染控制与机理研究

[学位论文] 欧金次仁上海交通大学 2011年硕士导师: 邱江平共82页

摘要 : 膜-生物反应器（MBR）应用过程中产生的膜污染问题一直是膜法水处理研究中的热点。投加絮凝剂来改善MBR混合液性质，减缓膜污染的发生，是解决上述问题的有效途径之一。但絮凝剂的种类对改善膜污染的效果及其作用机理尚未明确。本研究从常用的三大类絮... 展开膜-生物反应器（MBR）应用过程中产生的膜污染问题一直是膜法水处理研究中的热点。投加絮凝剂来改善MBR混合液性质，减缓膜污染的发生，是解决上述问题的有效途径之一。但絮凝剂的种类对改善膜污染的效果及其作用机理尚未明确。本研究从常用的三大类絮凝剂中，各取具有代表性的三种常用絮凝剂：Al2(SO4)3·18H2O（AS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚合硫酸铁（PFS）对此进行研究。采用污泥比阻力值作为表征混合液过滤性能的指标，初步确定了三种絮凝剂的最佳剂量范围。PFS：500mg/L左右； PAM：20mg/L左右； AS：400mg/L左右。在此基础上，将三种絮凝剂在各自最佳剂量范围内投加到MBR系统内，分别考察了过滤期内EPS、SMP、上清液胶体TOC、上清液TOC、RH以及膜污染速率的变化。实验结果表明，恒通量过滤期分为两个阶段：慢速发展期和TMP突变。过滤时，膜污染速率Γ45值的大小主要取决于慢速发展期的长短。絮凝剂投加以后，与对照MBR系统相比膜污染速率明显放缓，不同絮凝剂对减缓膜污染速率大小不一，依次为：PFS>PAM>AS。根据各絮凝剂对Γ45值增加的大小，修正了三种絮凝剂的最佳剂量：PFS：600mg/L，PAM：20mg/L，AS：450mg/L。絮凝剂-MBR系统与对照MBR相比，上清液DOC含量变化不大, SMP和上清液胶体TOC含量有所下降，而EPS和RH却明显升高。絮凝剂对液相中 SMP的去除主要是通过对减少液相中胶体 TOC实现的，不同絮凝剂对SMP和胶体TOC的去除能力为：PFS>PAM>AS，而对EPS和RH的增加能力为：PFS>AS>PAM。采用相关性分析和多元回归等统计方法对投加不同絮凝剂的MBR系统中，过滤期内EPS、SMP、上清液胶体TOC、RH和Γ45值等指标的变化进行分析。结果表明，Al2(SO4)3·18H2O、聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁对减缓膜污染速率的关键污染因子分别为 EPS、SMP和RH。Al2(SO4)3·18H2O主要是通过电和絮凝作用，将液相中与膜污染相关的大分子转移到絮体表面，同时刺激微生物产生更多 EPS，从而增加絮体表面疏水性的方式减缓膜污染，但絮凝剂能力有限。其对减缓膜污染的能力可以用EPS的增加量进行表征；聚丙烯酰胺主要以架桥絮凝作用，将液相中与膜污染相关的大分子转移到絮体表面，从而减缓膜污染。虽然, PAM对絮体疏水性增加能力不如硫酸铝，但对液相中大分子的絮凝能力比硫酸铝强，因此，对减缓膜污染速率的综合能力表现为比硫酸铝更强，而且这种能力可以用SMP减少量进行表征；聚合硫酸铁主要以高价正电荷强烈吸引液相中与膜污染相关的大分子，将其絮凝转移到絮体表面，同时其中的铁盐强烈刺激微生物产生大量 EPS，从而增加絮体表面疏水性的方式减缓膜污染。其对减缓膜污染速率的能力强，且可以用RH增加量对此能力进行表征。收起

关键词 : 絮凝剂污染控制膜-生物反应器过滤性能