1. 研究目的与意义（文献综述）

好氧颗粒污泥因其具有致密的物理结构、优异的沉降性能、多样化微生物菌群、功能菌高效持留等特点，在改善生物处理系统泥水分离、强化工艺脱氮除磷、高效降解有机物，减少剩余污泥量等方面具有明显技术优势，是一项具有应用潜力、高效经济的生物处理方式。然而,好氧颗粒污泥作为一种特殊的微生物聚集体,多样化功能菌群富集持留赋予生物处理系统高效运行性能的同时,颗粒结构不稳定、形成机制不明晰仍成为制约该工艺推广应用的技术瓶颈。

近年来，好氧颗粒污泥中微生物种群的研究报道日渐增多。一些研究者开始采用变性凝胶梯度电泳法（PCR-DGGE）分析好氧颗粒污泥中微生物的组成，这种方法克服了传统方法研究微生物多样性时绝大多数微生物不可培养的弊端，被广泛应用。但是，该技术仍存在局限性，其中该技术会被样品菌落的复杂性干扰，导致定量分析误差较大。此外，PCR-DGGE指纹图谱存在明显差异，丰度较低的菌落条带显示有偏差，影响结果分析。在此之后，研究者们陆续研究出Q-PCR和FISH技术用于研究微生物群落研究，但仍然存在只能定量及定位特异性菌种，不能全面探究环境样品中微生物菌落结构。因此，高通量测序技术应运而生，该技术可以同时对数百万个DNA分子测序，这使得研究者可以全面深度的解析环境样品中的微生物群落结构。
对于纯好氧SBR系统中好氧颗粒污泥的菌群研究已有明显进展，侯爱月等研究者利用PCR-DGGE对比分析了接种污泥和好氧颗粒污泥中的微生物群落结构.发现好氧颗粒污泥中AOB的多样性指数与均匀性指数均有提高.好氧颗粒污泥中的优势菌群主要分布于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和未培养菌(uncultured bacterium).其中AOB均属于β-Proteobacteria的亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas）。此外，李建婷等采用构建16SrDNA克隆文库方法对好氧颗粒污泥的细菌种群多样性进行研究.发现β变形菌(β-Proteobacteria)类群和鞘脂杆菌(Sphingobacteria)类群在文库中所占比例最大。戴昕等利用PCR-DGGE、454高通量测序、qPCR及FISH等为技术手段，分析认为,具有PN分泌功能的Zoogloea spp.、Sphingobacteria spp.等菌株在生物处理系统内高度富集,利于颗粒污泥形成。但是对好氧与厌氧交替运行的SBR系统中好氧颗粒污泥菌群结构的研究暂时没有，利用好氧—厌氧交替运行可以达到强化生物除磷的目的。因此，利用高通量技术对好氧与厌氧交替运行系统的好氧颗粒污泥研究是意义重大的。

2. 研究的基本内容与方案

本研究采用高通量测序技术，获得好氧颗粒污中微生物16S rDNA序列并进行分析，鉴定出好氧颗粒污泥中微生物的种类。根据测序结果，分析好氧颗粒污泥中的优势菌，并分析其中的功能菌在好氧颗粒污泥处理废水中所起的作用。本研究的关键问题是获取微生物群落的16S rDNA序列，确定好氧颗粒污泥中的菌属，并分析其中各菌种的作用。
研究方案
（1）用测序仪分析颗粒污泥16s rRNA序列，使用局部序列比对基本检索工具（BLAST）与NCBI数据库内与已知数据的比对检索以确定最接近的序列。

（2）根据对比结果得出其主要细菌的相对丰度分布，确定其优势种群，鉴定菌属并计算OTU。
（3）分析好氧颗粒污泥中的优势菌，并分析其中的功能菌在好氧颗粒污泥处理废水中所起的作用。

3. 研究计划与安排

1-3周 查阅相关中文与英文文献，了解好氧颗粒污泥相关研究进展，获得实验所需的相关资料。制定方案，完成开题报告。翻译一篇相关的英文文献。

4-8周 掌握使用blast与ncbi数据库内已知数据的比对检索的方法，确定细菌相对丰度和优势种群，鉴定菌属并计算out。

9-12周 分析数据，完成初稿，修改论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]戴昕. 好氧颗粒污泥工艺运行过程重要功能菌群研究[d].浙江大学,2014.

[2]王建龙,张子健,吴伟伟. 好氧颗粒污泥的研究进展[j]. 环境科学学报,2009,03:449-473.

[3]he q, zhou j, wang h, et al. microbial population dynamics during sludge granulation in an a/o/a sequencing batch reactor[j]. bioresource technology, 2016, 214: 1-8.