PAO和GAO及其子群反硝化除磷中關(guān)鍵酶的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-14 05:18
目前我國(guó)迫切需要解決的水環(huán)境污染問(wèn)題之一是水體富營(yíng)養(yǎng)化,而在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛且經(jīng)濟(jì)有效的強(qiáng)化生物除磷工藝(Enhanced Bio-logical Phosphorus Removal,EBPR)是研究的熱點(diǎn)之一,目前已有許多學(xué)者從宏觀(guān)角度研究EBPR系統(tǒng)中聚磷菌(Phosphorus Accumulating Organisms,PAOs)和聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs)競(jìng)爭(zhēng)的影響因素,但是從微觀(guān)角度研究酶活性對(duì)二者競(jìng)爭(zhēng)誘導(dǎo)方面的少有,忽略了微生物實(shí)現(xiàn)并調(diào)節(jié)生化反應(yīng)的相關(guān)功能的根本因素是酶。因此本課題通過(guò)研究碳源類(lèi)型、C/P、C/N、溫度和p H值對(duì)聚磷菌和聚糖菌競(jìng)爭(zhēng)中聚磷酸鹽水解酶(exopolyphosphatase,PPX)、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶三種關(guān)鍵酶活性的影響,以及借助宏基因組高通量測(cè)序技術(shù)研究五種影響因子對(duì)微生物群落多樣性和菌群結(jié)構(gòu)的影響,以此探究關(guān)鍵酶對(duì)聚磷菌和聚糖菌競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的誘導(dǎo)和調(diào)控效應(yīng),通過(guò)調(diào)節(jié)影響因子進(jìn)行批次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化系統(tǒng)生物脫氮除磷效能,為EBPR工藝實(shí)際運(yùn)行參數(shù)提供參考。本課題采用序批式活性污泥(Seq...
【文章來(lái)源】:吉林建筑大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
強(qiáng)化生物除磷原理圖[15]
第2章實(shí)驗(yàn)材料與分析方法9第2章實(shí)驗(yàn)材料與分析方法2.1實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)本實(shí)驗(yàn)采用自制SBR反應(yīng)器,其裝置圖如圖2-1所示。SBR反應(yīng)器的有效容積為13L,反應(yīng)器的制作材料為有機(jī)玻璃,在反應(yīng)器下端設(shè)置支架以便進(jìn)行污水和污泥的排放,反應(yīng)器底部成倒圓錐形狀的部分用于裝活性污泥,在泥斗底部設(shè)置方便手動(dòng)排出剩余污泥且?guī)чy門(mén)開(kāi)關(guān)的排泥口,并在泥斗上端圓壁有機(jī)玻璃豎直方向設(shè)置3個(gè)排水口(兼有取樣作用),間距為10cm。運(yùn)行周期中用自動(dòng)攪拌器緩慢攪拌,使污泥保持懸浮狀態(tài),來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的厭氧環(huán)境。好氧條件則由空壓機(jī)曝氣實(shí)現(xiàn),以普通微孔黏砂塊為曝氣頭,加設(shè)流量計(jì)。1.空氣壓縮機(jī)2.空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)3.空氣壓縮管4.多孔石曝氣頭5.攪拌器6.攪拌頭7.排泥口8.排水口圖2-1SBR反應(yīng)器裝置圖Fig2-1SBRreactorinstallationdiagram2.2實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)及接種污泥本實(shí)驗(yàn)的接種污泥取自長(zhǎng)春市某污水處理廠(chǎng),為保證污泥具有良好的活性及脫氮除磷性能,將取回的污泥加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及微量元素曝氣,當(dāng)污泥沉降比達(dá)到80%以上時(shí),將污泥粗過(guò)濾然后放入SBR反應(yīng)器中,使污泥濃度維持在4000mg/L-5000mg/L的范圍內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)采用人工配水模擬的城市生活污水。強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)啟動(dòng)階段,按照C:N:P約為100:5:1的比例分別加入碳源—葡萄糖、氮源—硫酸銨、磷源—磷酸二氫鉀,并加入碳酸氫鈉來(lái)調(diào)節(jié)pH值,具體的配水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2-1。以好氧—厭氧的方式連續(xù)培養(yǎng)15d,并對(duì)進(jìn)出水的基本指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),直到出水的總磷濃度穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/L以下時(shí),說(shuō)明活性污泥馴化成功。
第3章EBPR系統(tǒng)不同運(yùn)行條件下酶活性的研究15表3-1基本指標(biāo)的平均去除率Table3-1Averageremovalrateofbasicindicators碳源類(lèi)型COD去除率TN去除率TP去除率乙酸96.10%92.31%95.63%丙酸95.38%91.49%94.05%葡萄糖93.92%95.42%95.77%由表中數(shù)據(jù)可得出,COD、TN和TP在三種碳源條件下去除率均在90%以上,去除效果很好,COD的去除效果是乙酸最好,丙酸處于中間,葡萄糖最差;TN和TP的去除率均是葡萄糖最高,乙酸處于中間,丙酸最低。本實(shí)驗(yàn)采用電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscope,SEM)觀(guān)察污泥的形態(tài)特征,下面的六張圖片為三個(gè)碳源條件下的掃描電鏡照片。圖3-1乙酸條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-1Scanningelectronmicroscopephotographofsludgeunderaceticacid圖3-2丙酸條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-2Scanningelectronmicrographofsludgeunderpropionicacid圖3-3葡萄糖條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-3Scanningelectronmicrographofsludgeunderglucoseconditions圖3-1、3-2和3-3分別為乙酸、丙酸和葡萄糖碳源條件下放大500倍和1000倍掃描電鏡照片,從照片中觀(guān)察到污泥中主要存在桿狀和球狀的微生物,乙酸和丙酸碳源條件下桿狀微生物較多,葡萄糖碳源條件下球狀微生物較多。
本文編號(hào):3136739
【文章來(lái)源】:吉林建筑大學(xué)吉林省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
強(qiáng)化生物除磷原理圖[15]
第2章實(shí)驗(yàn)材料與分析方法9第2章實(shí)驗(yàn)材料與分析方法2.1實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)本實(shí)驗(yàn)采用自制SBR反應(yīng)器,其裝置圖如圖2-1所示。SBR反應(yīng)器的有效容積為13L,反應(yīng)器的制作材料為有機(jī)玻璃,在反應(yīng)器下端設(shè)置支架以便進(jìn)行污水和污泥的排放,反應(yīng)器底部成倒圓錐形狀的部分用于裝活性污泥,在泥斗底部設(shè)置方便手動(dòng)排出剩余污泥且?guī)чy門(mén)開(kāi)關(guān)的排泥口,并在泥斗上端圓壁有機(jī)玻璃豎直方向設(shè)置3個(gè)排水口(兼有取樣作用),間距為10cm。運(yùn)行周期中用自動(dòng)攪拌器緩慢攪拌,使污泥保持懸浮狀態(tài),來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的厭氧環(huán)境。好氧條件則由空壓機(jī)曝氣實(shí)現(xiàn),以普通微孔黏砂塊為曝氣頭,加設(shè)流量計(jì)。1.空氣壓縮機(jī)2.空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)3.空氣壓縮管4.多孔石曝氣頭5.攪拌器6.攪拌頭7.排泥口8.排水口圖2-1SBR反應(yīng)器裝置圖Fig2-1SBRreactorinstallationdiagram2.2實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)及接種污泥本實(shí)驗(yàn)的接種污泥取自長(zhǎng)春市某污水處理廠(chǎng),為保證污泥具有良好的活性及脫氮除磷性能,將取回的污泥加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及微量元素曝氣,當(dāng)污泥沉降比達(dá)到80%以上時(shí),將污泥粗過(guò)濾然后放入SBR反應(yīng)器中,使污泥濃度維持在4000mg/L-5000mg/L的范圍內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)采用人工配水模擬的城市生活污水。強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)啟動(dòng)階段,按照C:N:P約為100:5:1的比例分別加入碳源—葡萄糖、氮源—硫酸銨、磷源—磷酸二氫鉀,并加入碳酸氫鈉來(lái)調(diào)節(jié)pH值,具體的配水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2-1。以好氧—厭氧的方式連續(xù)培養(yǎng)15d,并對(duì)進(jìn)出水的基本指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),直到出水的總磷濃度穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/L以下時(shí),說(shuō)明活性污泥馴化成功。
第3章EBPR系統(tǒng)不同運(yùn)行條件下酶活性的研究15表3-1基本指標(biāo)的平均去除率Table3-1Averageremovalrateofbasicindicators碳源類(lèi)型COD去除率TN去除率TP去除率乙酸96.10%92.31%95.63%丙酸95.38%91.49%94.05%葡萄糖93.92%95.42%95.77%由表中數(shù)據(jù)可得出,COD、TN和TP在三種碳源條件下去除率均在90%以上,去除效果很好,COD的去除效果是乙酸最好,丙酸處于中間,葡萄糖最差;TN和TP的去除率均是葡萄糖最高,乙酸處于中間,丙酸最低。本實(shí)驗(yàn)采用電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscope,SEM)觀(guān)察污泥的形態(tài)特征,下面的六張圖片為三個(gè)碳源條件下的掃描電鏡照片。圖3-1乙酸條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-1Scanningelectronmicroscopephotographofsludgeunderaceticacid圖3-2丙酸條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-2Scanningelectronmicrographofsludgeunderpropionicacid圖3-3葡萄糖條件下污泥掃描電鏡照片F(xiàn)ig3-3Scanningelectronmicrographofsludgeunderglucoseconditions圖3-1、3-2和3-3分別為乙酸、丙酸和葡萄糖碳源條件下放大500倍和1000倍掃描電鏡照片,從照片中觀(guān)察到污泥中主要存在桿狀和球狀的微生物,乙酸和丙酸碳源條件下桿狀微生物較多,葡萄糖碳源條件下球狀微生物較多。
本文編號(hào):3136739
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