【摘要】：傳統(tǒng)的脫氮工藝存在工藝流程較長(zhǎng)、占地面積大、脫氮全過(guò)程須在不同反應(yīng)器中進(jìn)行等缺點(diǎn)。本文采用的好氧反硝化菌脫氮具有菌體生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性較強(qiáng)、脫氮效率高等優(yōu)點(diǎn),因而視為一種良好的脫氮工藝。電氣石作為一種常見的天然硼硅酸鹽礦物,能夠形成一定的自發(fā)電場(chǎng),且對(duì)污染物的降解具有促進(jìn)作用,故微生物能夠在電氣石自發(fā)電場(chǎng)的作用下提高其活性。本課題基于以上原因展開電氣石強(qiáng)化好氧反硝化菌脫氮機(jī)制的研究。本課題以好氧反硝化菌Pseudomonas sp.T13和赤峰電氣石作為研究對(duì)象,旨在通過(guò)反應(yīng)體系中離子運(yùn)動(dòng)規(guī)律、菌體中酶活力、膜通透性等角度解釋電氣石促進(jìn)好氧反硝化過(guò)程的機(jī)制。同時(shí)對(duì)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和機(jī)制進(jìn)行初步探討,以期為優(yōu)化電氣石-好氧反硝化脫氮工藝提供理論依據(jù),以指導(dǎo)實(shí)際廢水處理工藝的優(yōu)化。電氣石具有調(diào)節(jié)溶液p H的作用,且受電氣石投加量、攪拌強(qiáng)度和溫度的影響。其調(diào)節(jié)作用的本質(zhì)在于,電氣石形成的自發(fā)電場(chǎng)對(duì)溶液中的H+、K+、Na+等離子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了促進(jìn)作用。電氣石在加快離子運(yùn)動(dòng)速度的同時(shí),自發(fā)電場(chǎng)具有的電勢(shì)能可轉(zhuǎn)化為活化能供給反應(yīng),以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。探究電氣石對(duì)反硝化菌Pseudomonas sp.T13的生長(zhǎng)代謝的促進(jìn)規(guī)律,在2.0 g/L電氣石的作用下,好氧反硝化菌的代時(shí)縮短至3.78 h,脫氮速率加快。通過(guò)測(cè)定好氧反硝化菌不同生長(zhǎng)時(shí)期的總ATP酶活力,發(fā)現(xiàn)電氣石可以將菌株T13的總ATP酶活力提高2.99倍,同時(shí)促進(jìn)了細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸速率的加快。由于電氣石促進(jìn)體系內(nèi)的離子運(yùn)動(dòng)速率,單位時(shí)間內(nèi)有更多的底物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞參與菌體生長(zhǎng)代謝,故使菌體代謝更加旺盛。由于菌體在脫離電氣石后,生長(zhǎng)代謝水平恢復(fù)為純培養(yǎng)條件下的代謝水平。故證明菌株T13中酶蛋白的構(gòu)象和基因組不會(huì)因經(jīng)電氣石的作用而發(fā)生改變,電氣石僅促進(jìn)菌體生長(zhǎng)代謝的速率。為量化電氣石對(duì)好氧反硝化菌T13反硝化過(guò)程的影響,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建,通過(guò)構(gòu)建模型,考察電氣石對(duì)菌體生長(zhǎng)和底物降解的影響。結(jié)果表明,未經(jīng)電氣石刺激和經(jīng)電氣石刺激培養(yǎng)出的菌株T13產(chǎn)率系數(shù)Y相差9%,證明了電氣石并不會(huì)使好氧反硝化菌的脫氮途徑和效率發(fā)生改變,而是以促進(jìn)反應(yīng)速率的方式,加快反硝化作用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;X172
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文物電化學(xué)系統(tǒng)脫氮技術(shù)研究現(xiàn)狀學(xué)系統(tǒng)（Bioelectrochemical system, BES）脫氮最ial fuel cell, MFC）發(fā)展而來(lái)：反應(yīng)器中陽(yáng)極微生，生成的電子、質(zhì)子分別經(jīng)過(guò)外電路和質(zhì)子交換膜細(xì)菌的作用下，硝態(tài)氮經(jīng)過(guò)一系列還原反應(yīng)，最終。

本課題研究技術(shù)路線圖

析方法驗(yàn)研究的相關(guān)水質(zhì)分析方法以及分析指標(biāo)列于表 表 2-3 常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)分析方法標(biāo)準(zhǔn)方法 標(biāo)納氏試劑比色法 G紫外分光光度法 H分光光度法 G堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法 重鉻酸鹽法 玻璃電極法 GBmonas sp. T13 的培養(yǎng)用的菌株是來(lái)自本課題組篩得的好氧反硝化菌 Ps化菌 T13 為短桿狀、菌體大小約為 0.75-2.58 μm T13 菌株如圖 2-1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2803315