【摘要】：Ca.‘Brocadia sinica’是污水處理廠中常見(jiàn)的厭氧氨氧化菌,在市政和工業(yè)廢水的脫氮處理中發(fā)揮著重要作用。針對(duì)Ca.‘Brocadia sinica’易受高鹽、低溫等環(huán)境因素影響的問(wèn)題,本試驗(yàn)通過(guò)分別向高鹽廢水和高鹽低溫廢水投加相容性溶質(zhì),研究并分析了相容性溶質(zhì)強(qiáng)化下Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能及其動(dòng)力學(xué)特征,取得以下結(jié)果:采用山梨醇強(qiáng)化厭氧氨氧化菌處理高鹽廢水,研究了Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能及代謝酶活性,并利用動(dòng)力學(xué)模型分析了山梨醇強(qiáng)化下Ca.‘Brocadia sinica’的動(dòng)力學(xué)特征。結(jié)果表明,隨著高鹽廢水中山梨醇濃度的提高,Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮特性先升高后降低。在山梨醇濃度為0.8 mM時(shí)取得最佳的脫氮效能,此時(shí)氨氮去除速率(ARR)和亞氮去除速率(NRR)分別為0.53和0.68 kg/(m~3·d),相比于不投加山梨醇的高鹽廢水分別提升了39.5%和71.8%,反應(yīng)器中的NH_4~+-N和NO_2~--N均被完全去除。另外隨著山梨醇的投加,Ca.‘Brocadia sinica’的胞外聚合物含量降低,聯(lián)氨脫氫酶活性和亞硝酸鹽還原酶活性增強(qiáng)了1.37~2.36倍。再次修正的Logistic模型最適合描述Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽廢水的氮去除過(guò)程,不僅具有較高的R~2(大于0.98),而且擬合所得的TNRE_(max)值與試驗(yàn)TNRE_(max)值的平均相對(duì)誤差僅為2.9%。分析模型擬合的結(jié)果可知,山梨醇的投加可以縮短Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽廢水的延遲時(shí)間。擬合所得的R_m能夠轉(zhuǎn)化為V_(max),以預(yù)測(cè)不同山梨醇濃度時(shí)的最大基質(zhì)轉(zhuǎn)化速率。采用甘氨酸強(qiáng)化厭氧氨氧化菌處理高鹽低溫廢水,研究了Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能,并利用再次修正的Logistic模型、修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型模擬了甘氨酸強(qiáng)化下Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮過(guò)程。結(jié)果表明,低濃度的甘氨酸能明顯強(qiáng)化Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽低溫廢水的脫氮特性。當(dāng)高鹽低溫廢水中甘氨酸濃度為0.2、0.4和0.6 mM時(shí),NRR分別提高了27.7%、47.3%和70.4%。最佳的脫氮性能在甘氨酸濃度為0.8 mM時(shí)取得,此時(shí)ARR為0.32kg/(m~3·d),NRR為0.45 kg/(m~3·d)。然而當(dāng)甘氨酸濃度超過(guò)0.8 mM時(shí),厭氧氨氧化菌的活性受到抑制,Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮性能開(kāi)始下降。在甘氨酸濃度為1.4mM時(shí),ARR和NRR相比最佳狀態(tài)分別降低了30.1%和16.7%。再次修正的Logistic模型和修正的Boltzmann模型相較于修正的Gompertz模型更適合描述不同甘氨酸濃度時(shí)Ca.‘Brocadia sinica’的氮去除過(guò)程。再次修正的Logistic模型擬合得到的λ表明,Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽低溫廢水的延遲時(shí)間比海洋厭氧氨氧化菌的延遲時(shí)間更短。
【圖文】：

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文遺傳代謝和細(xì)胞分裂等生理活動(dòng)[25]。厭氧氨氧化體是厭氧氨氧化反應(yīng)的主內(nèi)含大量催化厭氧氨氧化反應(yīng)的關(guān)鍵酶和電子傳遞過(guò)程中必需的細(xì)胞色素。厭氧氨氧化體膜由階梯烷膜脂結(jié)構(gòu)構(gòu)成，具有較強(qiáng)的致密性[27]，能形成障抵抗外界毒素對(duì)厭氧氨氧化體的干擾[28]。到目前為止，自然界中僅在厭菌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)存在階梯烷膜脂結(jié)構(gòu)，因此，檢測(cè)階梯烷膜脂質(zhì)是否存在是厭氧氨氧化菌存在的有效手段之一[29]。氧氨氧化菌的增長(zhǎng)速率較慢，世代周期時(shí)間約為 10~14 d[30]，對(duì)光照和氧氣感，通常在避光、厭氧條件下培養(yǎng)[31,32]，適宜生長(zhǎng)的溫度為 25~40℃[33,34]，的 pH 為 6.7~8.3[35]。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文化菌代謝機(jī)理是厭氧氨氧化反應(yīng)的基礎(chǔ)，，厭氧氨氧化菌的代，研究者對(duì)厭氧氨氧化菌代謝途徑的認(rèn)識(shí)主要 De Graaf 等[64]提出厭氧氨氧化反應(yīng)是 NH4+-N 為（NH2OH）和聯(lián)氨（N2H4）為中間產(chǎn)物，生成代謝途徑，如圖 1.2 所示。在這一代謝過(guò)程中，H4經(jīng)兩級(jí)脫氫反應(yīng)生成 N2，產(chǎn)生的氫（[H]）用 進(jìn)一步與 NH4+-N 發(fā)生反應(yīng)，另外部分的 NO2--的厭氧氨氧化的反應(yīng)途徑，然而，在這一代謝過(guò)受體并未指出。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703

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