ANAMMOX體系中氨與硫酸鹽生物轉(zhuǎn)化途徑及其分子生物學(xué)解析
發(fā)布時(shí)間:2021-11-19 01:17
氨與硫酸鹽在厭氧氨氧化體系中發(fā)生的同步轉(zhuǎn)化現(xiàn)象長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是在厭氧氨氧化菌作用下氨與硫酸鹽相互間的生物轉(zhuǎn)化,但在相關(guān)研究報(bào)道中,氨與硫酸鹽的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象與同步轉(zhuǎn)化機(jī)理存在N/S摩爾轉(zhuǎn)化比差異較大、產(chǎn)物不明確等矛盾。近年來(lái),有研究者提出硫酸鹽還原氨氧化現(xiàn)象是氨與硫酸鹽兩者各自獨(dú)立轉(zhuǎn)化,其中氨由進(jìn)入反應(yīng)器的氧氣在氨氧化菌作用下發(fā)生氧化,硫酸鹽由體系中污泥微生物衰亡釋放出的有機(jī)物在硫酸鹽還原菌作用下發(fā)生異養(yǎng)還原。目前關(guān)于這種新觀點(diǎn)的依據(jù)仍存在不足,缺少對(duì)同步轉(zhuǎn)化過(guò)程中相關(guān)細(xì)菌群落及功能微生物的檢測(cè)數(shù)據(jù)和硫酸鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中的碳源及產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)。針對(duì)以上不足,本研究通過(guò)連續(xù)流與批式實(shí)驗(yàn),檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的基質(zhì)濃度、ORP、碳源數(shù)據(jù);通過(guò)高通量測(cè)序法測(cè)定實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定同步轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的污泥樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)變化以及含功能基因apsA、amoA、narG、hzsB的微生物豐度變化。通過(guò)上述手段和方法,對(duì)以下3個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行研究:(1)ANAMMOX體系中NH4+與SO42-發(fā)生同步轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的一般性條件;(2)硫酸鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程...
【文章來(lái)源】:蘇州科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
生物硫循環(huán)Fig.1-1Biologicalcycleofsulfur
1.1.3 生物氮循環(huán)含氮廢水是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的廢水,其中氮素的主要形態(tài)為氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮以及有機(jī)氮。氮素在自然環(huán)境中的循環(huán)示意圖如圖1-2所示。其中固氮作用是植物養(yǎng)分的主要來(lái)源,氨化反應(yīng)則是將動(dòng)植物含有的有機(jī)氮化合物分解成氨,硝化反應(yīng)、反硝化、異化硝酸鹽還原和厭氧氨氧化反應(yīng)在氮循環(huán)中也扮演著不可或缺的角色。依靠自然環(huán)境中氮素循環(huán)規(guī)律來(lái)治理含氮廢水是經(jīng)濟(jì)有效的處理方式,通過(guò)人為調(diào)控放大脫氮功能菌間的相互作用,將廢水中的氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀湃肟諝,是?guó)內(nèi)外學(xué)者處理含氮廢水研究的重點(diǎn)方向,F(xiàn)行生物脫氮工藝中主要以氨化、硝化和反硝化作用為理論指導(dǎo)處理含氮廢水。圖1-2 生物氮循環(huán)Fig.1-2 Biological cycle of nitrogen隨著研究者們對(duì)于氮循環(huán)的探索不斷深入,厭氧氨氧化(ANAMMOX)這一生物脫氮反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。厭氧氨氧化是在厭氧或者微氧環(huán)境下,直接進(jìn)行 NO2-與 NH4+生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)過(guò)程,其反應(yīng)方程式如 Eq1 所示[9]。這一生物轉(zhuǎn)化方式具有污泥產(chǎn)量小、無(wú)需添加碳源、脫氮效率高優(yōu)點(diǎn)
并結(jié)合氨與硫酸鹽轉(zhuǎn)化產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)確定 ANAMMOX 體系中氨與硫酸鹽生物轉(zhuǎn)化途徑。圖 1-3 為本研究技術(shù)路線。圖1-3 技術(shù)路線Fig.1-3 Route of experimental study
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硫酸鹽生物還原過(guò)程中涉硫組分代謝特性[J]. 姚琪,黃建洪,楊磊,吳熙,胡學(xué)偉. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]硫酸鹽還原氨氧化體系中基質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑[J]. 完顏德卿,黃勇,畢貞,劉忻,姚鵬程,張文靜. 環(huán)境科學(xué). 2017(08)
[3]HABR反應(yīng)器硫酸鹽型厭氧氨氧化啟動(dòng)特性研究[J]. 李軍,向韜,鄭馳駿. 工業(yè)水處理. 2016(11)
[4]以SRB顆粒污泥為載體的硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)研究[J]. 李軍,向韜,鄭馳駿. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]粉煤灰對(duì)硫酸鹽型厭氧氨氧化馴化過(guò)程的影響[J]. 蔣永榮,秦永麗,劉可慧. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]海岸鹽沼濕地可培養(yǎng)硫酸鹽還原菌多樣性及其時(shí)空變化規(guī)律[J]. 公丕賢,幸穎,薛雅蓉,劉常宏. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(04)
[7]烏梁素海湖濱濕地硫酸鹽還原菌種群分布[J]. 劉建麗,趙吉,武琳慧. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]硫酸鹽型厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)特性[J]. 秦永麗,蔣永榮,劉成良,劉可慧,黎海清,劉遠(yuǎn)志,王昭,郭丹妮,陸冬云,孫振舉,盧青青,李良劍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(12)
[9]pH值促進(jìn)硫酸鹽型厭氧氨氧化的快速啟動(dòng)[J]. 馬文娟,趙東風(fēng),劉春爽,劉思瑤. 化學(xué)與生物工程. 2015(10)
[10]從亞硝酸還原厭氧氨氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}型厭氧氨氧化[J]. 劉正川,袁林江,周國(guó)標(biāo),李晶. 環(huán)境科學(xué). 2015(09)
碩士論文
[1]厭氧氨氧化中試反應(yīng)器中微生物結(jié)構(gòu)研究[D]. 劉凱.蘇州科技大學(xué) 2017
[2]硫酸鹽型厭氧氨氧化同步脫氮除硫?qū)嶒?yàn)研究[D]. 王慧.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[3]硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)及微生物群落結(jié)構(gòu)解析[D]. 劉正川.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)特性與影響因素研究[D]. 賴楊嵐.華南理工大學(xué) 2011
[5]厭氧條件下氨氧化、反硫化及其相互作用基礎(chǔ)研究[D]. 王蔚蔚.西安建筑科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3503992
【文章來(lái)源】:蘇州科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
生物硫循環(huán)Fig.1-1Biologicalcycleofsulfur
1.1.3 生物氮循環(huán)含氮廢水是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的廢水,其中氮素的主要形態(tài)為氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮以及有機(jī)氮。氮素在自然環(huán)境中的循環(huán)示意圖如圖1-2所示。其中固氮作用是植物養(yǎng)分的主要來(lái)源,氨化反應(yīng)則是將動(dòng)植物含有的有機(jī)氮化合物分解成氨,硝化反應(yīng)、反硝化、異化硝酸鹽還原和厭氧氨氧化反應(yīng)在氮循環(huán)中也扮演著不可或缺的角色。依靠自然環(huán)境中氮素循環(huán)規(guī)律來(lái)治理含氮廢水是經(jīng)濟(jì)有效的處理方式,通過(guò)人為調(diào)控放大脫氮功能菌間的相互作用,將廢水中的氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀湃肟諝,是?guó)內(nèi)外學(xué)者處理含氮廢水研究的重點(diǎn)方向,F(xiàn)行生物脫氮工藝中主要以氨化、硝化和反硝化作用為理論指導(dǎo)處理含氮廢水。圖1-2 生物氮循環(huán)Fig.1-2 Biological cycle of nitrogen隨著研究者們對(duì)于氮循環(huán)的探索不斷深入,厭氧氨氧化(ANAMMOX)這一生物脫氮反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。厭氧氨氧化是在厭氧或者微氧環(huán)境下,直接進(jìn)行 NO2-與 NH4+生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)過(guò)程,其反應(yīng)方程式如 Eq1 所示[9]。這一生物轉(zhuǎn)化方式具有污泥產(chǎn)量小、無(wú)需添加碳源、脫氮效率高優(yōu)點(diǎn)
并結(jié)合氨與硫酸鹽轉(zhuǎn)化產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)確定 ANAMMOX 體系中氨與硫酸鹽生物轉(zhuǎn)化途徑。圖 1-3 為本研究技術(shù)路線。圖1-3 技術(shù)路線Fig.1-3 Route of experimental study
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硫酸鹽生物還原過(guò)程中涉硫組分代謝特性[J]. 姚琪,黃建洪,楊磊,吳熙,胡學(xué)偉. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]硫酸鹽還原氨氧化體系中基質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑[J]. 完顏德卿,黃勇,畢貞,劉忻,姚鵬程,張文靜. 環(huán)境科學(xué). 2017(08)
[3]HABR反應(yīng)器硫酸鹽型厭氧氨氧化啟動(dòng)特性研究[J]. 李軍,向韜,鄭馳駿. 工業(yè)水處理. 2016(11)
[4]以SRB顆粒污泥為載體的硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)研究[J]. 李軍,向韜,鄭馳駿. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]粉煤灰對(duì)硫酸鹽型厭氧氨氧化馴化過(guò)程的影響[J]. 蔣永榮,秦永麗,劉可慧. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]海岸鹽沼濕地可培養(yǎng)硫酸鹽還原菌多樣性及其時(shí)空變化規(guī)律[J]. 公丕賢,幸穎,薛雅蓉,劉常宏. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(04)
[7]烏梁素海湖濱濕地硫酸鹽還原菌種群分布[J]. 劉建麗,趙吉,武琳慧. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]硫酸鹽型厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)特性[J]. 秦永麗,蔣永榮,劉成良,劉可慧,黎海清,劉遠(yuǎn)志,王昭,郭丹妮,陸冬云,孫振舉,盧青青,李良劍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(12)
[9]pH值促進(jìn)硫酸鹽型厭氧氨氧化的快速啟動(dòng)[J]. 馬文娟,趙東風(fēng),劉春爽,劉思瑤. 化學(xué)與生物工程. 2015(10)
[10]從亞硝酸還原厭氧氨氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}型厭氧氨氧化[J]. 劉正川,袁林江,周國(guó)標(biāo),李晶. 環(huán)境科學(xué). 2015(09)
碩士論文
[1]厭氧氨氧化中試反應(yīng)器中微生物結(jié)構(gòu)研究[D]. 劉凱.蘇州科技大學(xué) 2017
[2]硫酸鹽型厭氧氨氧化同步脫氮除硫?qū)嶒?yàn)研究[D]. 王慧.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[3]硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)及微生物群落結(jié)構(gòu)解析[D]. 劉正川.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]硫酸鹽型厭氧氨氧化的啟動(dòng)特性與影響因素研究[D]. 賴楊嵐.華南理工大學(xué) 2011
[5]厭氧條件下氨氧化、反硫化及其相互作用基礎(chǔ)研究[D]. 王蔚蔚.西安建筑科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3503992
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