發(fā)布時(shí)間：2020-10-09 13:36

　　 近年來,由于礦石燃料的大量燃燒和工業(yè)廢水、生活污水的過度排放,水體中的總氮(TN)濃度不斷增加,導(dǎo)致水體的氮污染程度日益加劇。地表水中TN以硝態(tài)氮(NO_3~--N)為主,高濃度的NO_3~--N不僅對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響,還可威脅人體的健康。物化技術(shù)并不能有效降低地表水中NO_3~--N,而生物技術(shù)處理地表水NO_3~--N污染不僅操作簡單、見效快,同時(shí)還能簡化處理工藝,減少投資成本。因此,本課題探討不同碳源對高效反硝化細(xì)菌的富集效果影響,并對比不同載體固定化高效反硝化細(xì)菌的處理效果,篩選固定化高效反硝化細(xì)菌的最適載體,并將載體固定化后的高效反硝化細(xì)菌應(yīng)用于地表水NO_3~--N處理中,探究高效反硝化細(xì)菌在應(yīng)用過程中的高效性和穩(wěn)定性。主要研究結(jié)果如下:(1)在連續(xù)流反硝化反應(yīng)器中,分別投加葡萄糖(C_6H_(12)O_6)和乙酸鈉(CH_3COONa)作為碳源富集反硝化細(xì)菌,結(jié)果發(fā)現(xiàn):不同碳源對高效反硝化細(xì)菌的富集有著明顯的影響(P0.05)。經(jīng)過富集后,C_6H_(12)O_6和CH_3COONa系統(tǒng)中的反硝化速率分別為8.56 mg N/(g VSS·h)和11.26 mg N/(g VSS·h),是初始樣本的2.09倍和2.75倍。C_6H_(12)O_6系統(tǒng)中亞硝氮(NO_2~--N)和氨氮(NH_4~+-N)的積累情況明顯高于CH_3COONa系統(tǒng)(P0.05)。富集培養(yǎng)后微生物多樣性有所下降,碳源的種類影響著微生物群落組成及相對豐度的大小。較高豐度的Pseudomonas和Thauera證實(shí)CH_3COONa為富集高效反硝化細(xì)菌的最優(yōu)碳源。此外,C_6H_(12)O_6作為碳源有助于nirS基因的表達(dá),CH_3COONa作為碳源有助于nirK基因的表達(dá)。(2)通過比較聚苯乙烯泡沫(PS)、聚乙烯醇小球(PVA)和菌絲球(MPs)三種載體固定化高效反硝化細(xì)菌的性能得出:高效反硝化細(xì)菌經(jīng)過PS、PVA和MPs載體固定化后,生物量(VSS)較游離菌分別提高了0.12 g/L、0.21 g/L和0.41 g/L,細(xì)胞的死亡率分別降低了5.00%、7.70%和13.65%,NO_3~--N去除率分別提高了2.44%、5.05%和19.72%,NO_2~--N和NH_4~+-N的積累現(xiàn)象得到有效地緩解,TN去除率分別提高了2.75%、11.87%和24.78%。PVA載體致密的結(jié)構(gòu)有利于抵抗低溫,但在高轉(zhuǎn)速和堿性條件下易破碎。MPs載體在環(huán)境因子的擾動下仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好的脫氮效果,且交叉結(jié)構(gòu)有利于多次再利用,是固定化高效反硝化細(xì)菌的最適載體。(3)高效反硝化細(xì)菌經(jīng)過MPs載體固定化后,能有效處理地表水的NO_3~--N污染。在30℃、15℃和4℃條件下,MPs載體可有效截留VSS和維持微生物活性,使得MPs載體固定化高效反硝化細(xì)菌系統(tǒng)的NO_3~--N去除率比游離菌系統(tǒng)分別提高31.82%、36.02%和37.30%,TN去除率分別提高48.25%、21.90%和23.63%。此外,MPs載體固定高效反硝化細(xì)菌后,系統(tǒng)中的VSS和細(xì)胞活性較游離菌系統(tǒng)有明顯地提高,且受溫度的影響變化較少。微生物多樣性隨著溫度的下降呈先上升后下降的趨勢,在15℃達(dá)到最大多樣性。系統(tǒng)NO_3~--N的去除與Unclassified_f_Enterobacteriaceae、Raoultella和Thermomonas相對豐度的變化有關(guān),而NO_2~--N的積累程度與系統(tǒng)中Chryseobacterium和Rhizobium有關(guān)。Zoogloeas、Simplicispira、Flavobacterium、Dechloromonas和Acidaminobacter相對豐度的變化是系統(tǒng)對溫度變化作出地適應(yīng)性調(diào)整。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X172
【部分圖文】：

netobacte 不動桿菌屬 垃圾填埋場濾液底泥bacterium 土壤桿菌屬 活性污泥化細(xì)菌作用機(jī)制化作用是指在兼性厭氧條件下，反硝化細(xì)菌利用 NO3--N 作為電子受體，最終還原成 N2的過程。主要的反應(yīng)過程如圖 1-1 所示：

（1）不同碳源對高效反硝化細(xì)菌的富集效果影響本實(shí)驗(yàn)以污水處理廠的活性污泥為菌種來源，通過向連續(xù)流反硝化反應(yīng)器中投源，比較兩種碳源對高效反硝化細(xì)菌在富集過程中的脫氮性能、底物降解速率構(gòu)和功能基因表達(dá)的影響，從而為高效反硝化細(xì)菌的富集提供理論依據(jù)。（2）高效反硝化細(xì)菌固定化效能研究本實(shí)驗(yàn)采用聚苯乙烯泡沫載體（PS 載體）、PVA 載體和 MPs 載體三種載體對化細(xì)菌進(jìn)行固定化的搖瓶實(shí)驗(yàn)，比較不同固定化載體對高效反硝化細(xì)菌的脫氮。此外，通過環(huán)境因子干擾實(shí)驗(yàn)（pH、溫度和轉(zhuǎn)速）和循環(huán)次數(shù)實(shí)驗(yàn)，考察載性和循環(huán)利用能力，從系統(tǒng)的脫氮性能、穩(wěn)定性和再利用綜合評價(jià)各載體的固，確定高效反硝化細(xì)菌的最適固定化載體。（3）固定化高效反硝化細(xì)菌的的地表水適應(yīng)性研究本實(shí)驗(yàn)針對地表水中 NO3--N 處理問題，將最適載體和高效反硝化細(xì)菌相結(jié)合C/N，并模擬季節(jié)性溫度變化，探討生物固定化系統(tǒng)在溫度變化下的反硝化效能變過高通量測序技術(shù)探究生物群落結(jié)構(gòu)的變化，并揭示其變化原因，以期實(shí)現(xiàn)地3--N 污染快速去除的目標(biāo)，從而為全面消除地表水 NO3--N 污染奠定基礎(chǔ)。

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文璃網(wǎng)盤（孔徑 2 mm），出水口 1 處放置折流板，以減液主要成分如表 2-1 所示。在 2 個(gè)連續(xù)流反硝化反碳源以 C6H12O6和 CH3COONa 形式補(bǔ)充，系統(tǒng)中 mg/L 和 1298.00 mg/L。CODcr/NO3--N（濃度比）為行（包括細(xì)菌的生長）。此外，系統(tǒng)進(jìn)水濃度：NHP＜1 mg/L。實(shí)驗(yàn)采用連續(xù)進(jìn)水的方式，控制水力.5。

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本文編號：2833750