水蚯蚓—微生物共生EBPR系统除磷特性及群落结构研究的任务书.docx

水蚯蚓—微生物共生EBPR系统除磷特性及群落结构研究的任务书
任务书
题目：水蚯蚓—微生物共生EBPR系统除磷特性及群落结构研究
任务背景及必要性
在现代水处理中，除磷技术成为了一个非常重要的环节。传统的化学除磷方法虽然具有高效的优点，但毕竟存在化学药品消耗、环境污染等一系列问题，特别是在我国水资源匮乏的情况下，其成本和环境友好都受到了挑战。相对地，微生物技术则一直是被广泛研究和应用的方法之一，如好氧生物处理、厌氧消化等。其中，生物去除磷技术（EBPR，EnhancedBiologicalPhosphorusRemoval）作为一种有效的技术方案，逐渐吸引了人们的关注。而水蚯蚓则是目前这种技术的一种新的应用方式，其外部表面富集的微生物能够产生若干生理活性物质，使微生物种类和个体得到优化，提高EBPR系统除磷效率，从而为水处理提供一个新的生物去除磷工艺。
本任务的主要目的在于，通过实验和分析，深入了解水蚯蚓—微生物共生EBPR系统的除磷特性及群落结构，并优化其工艺流程，为其在现代水处理中的应用提供一定的理论和实践基础。
任务内容和方法
本任务的具体内容如下：
1.设计实验，实测水蚯蚓—微生物共生EBPR系统对不同时间的废水中磷的去除效率，并与纯微生物EBPR系统的对比，探究其特性和优势；
2.通过高通量测定技术（如454pyrosequencing），对水蚯蚓—微生物共生EBPR系统的微生物群落结构进行分析，并跟踪比较微生物多样性随反应时间的动态变化；
3.针对实验结果，进一步优化水蚯蚓—微生物共生EBPR系统的工艺流程，提高其除磷效率，寻找最佳运行条件，如水温、水质、各组分比例等；
4.相关试验结果的数据处理和分析，并撰写成一篇科研论文，以期为研究“水蚯蚓—微生物共生EBPR系统”提供全面清晰的科学思路、严谨的实验过程以及系统的理论支撑。
本任务的实验方法主要包括：实验器材，磷酸盐，废水样品，无菌技术，高通量测定技术，等电聚焦电泳等。
期望结果和意义
本任务的期望结果包括：
1.通过实验与分析，寻找出优化EBPR系统工艺方案的最优条件与参数，进而应用于实际工程中，提高除磷效率，降低成本，实现环境友好型的生物去除磷技术；
2.通过微生物群落组成和多样性的深入探究，揭示特殊的生理功能和互惠共生作用关系，为人类的环保研究和社会现实问题提供解决思路；
3.在工程实践中，进一步推广和应用水蚯蚓—微生物共生EBPR系统这一环保新技术，为人类的绿色发展做出积极的努力。
能够开展本任务的基本条件：
1.意愿和兴趣：热爱科学研究，有对环保和健康的追求，关注社会环境问题；
2.学系统能力：具备相关的环保、生物、环境或化学等专业的学习背景，对科学实验和数据分析有一定的基础和经验；
3.良好的沟通交流能力和团队合作精神。
参考文献：
1.Long,J.(2010).Wastewatertreatmentusingearthwormsandnativemicroorganisms.JournalofCleanerProduction,18(9),905-910.
2.Sat,L.,Mohd,K.,&Isahak,A.(2013).Performanceoftheearthworms-expressingsymbioticmicrobesindomesticwastewatertreatment.JournalofCleanerProduction,57,266-270.
3.Wu,L.,Zhao,L.,Gao,C.,Ma,E.,Zhuang,Y.,Liu,S.,&Yang,X.(2018).Effectivebiologicalphosphorusremovalbyamicroalgal–bacterialsymbiosissystemwithearthwormswillasfeedstock.Chemosphere,193,981-988.