【摘要】：氨氮是水體主要污染物之一。氨氮污染已成為嚴(yán)峻的環(huán)境及社會(huì)問題。目前治理廢水氨氮污染的技術(shù)方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。生物法具有操作簡單、無二次污染、成本低等優(yōu)勢(shì)。其中同步異養(yǎng)硝化好氧反硝化(SND)脫氮是指在同一反應(yīng)器相同操作條件下異養(yǎng)硝化和好氧反硝化反應(yīng)同步進(jìn)行的脫氮技術(shù)。SND脫氮因具有脫氮效率高、體系pH穩(wěn)定、適合處理含有機(jī)物的氨氮廢水、工藝操作簡單等優(yōu)點(diǎn),成為了生物法脫氮的研究熱點(diǎn)。SND脫氮盡管具有許多顯著優(yōu)勢(shì),然而對(duì)于高鹽、高氨氮和極端pH條件等逆環(huán)境下的氨氮廢水處理也會(huì)受到很大程度的限制,原因在于逆環(huán)境可抑制某些SND脫氮菌株的正常生長和代謝活性,導(dǎo)致菌株脫氮能力降低甚至喪失。許多工農(nóng)業(yè)廢水通常具有高氨氮和高NaCl濃度等特點(diǎn),大多數(shù)SND脫氮菌株會(huì)因抗性不足生長受限,脫氮效率降低。滲透壓補(bǔ)償溶質(zhì)是某些嗜鹽微生物在應(yīng)答高滲透壓脅迫時(shí)細(xì)胞合成的有機(jī)小分子溶質(zhì),其作用是幫助細(xì)胞維持內(nèi)外滲透壓平衡,同時(shí)又不妨礙細(xì)胞正常的代謝活動(dòng)。四氧嘧啶Ectoine(1,4,5,6-四氫-2-甲基-4-嘧啶酸,1,4,5,6-tetrahydro-2-methyl-4-pyrimidinecarboxylic acid,Ectoine)是某些中度嗜鹽菌中普遍存在的滲透壓補(bǔ)償溶質(zhì),能夠賦予微生物細(xì)胞耐鹽性,使細(xì)胞在高鹽環(huán)境下可以保持內(nèi)外滲透壓平衡,從而抵抗高滲透壓環(huán)境。Ectoine還可作為生物體內(nèi)酶、核酸、細(xì)胞膜乃至整個(gè)細(xì)胞的保護(hù)劑和穩(wěn)定劑,協(xié)助細(xì)胞抵抗極端環(huán)境。SND菌株在吸收Ectoine后可獲得抗逆性,從而提高對(duì)逆環(huán)境下氨氮廢水的脫氮效率�；贓ctoine所具有的對(duì)細(xì)胞的抗逆賦予特性,考察其對(duì)SND脫氮菌株的抗逆協(xié)助作用,對(duì)逆環(huán)境下高氨氮廢水的凈化處理具有重要意義。本文從大連某污水處理廠曝氣池底泥中分離篩選出一株能夠以SND方式脫氮的菌株P(guān)07。菌株P(guān)07經(jīng)16S rDNA和形態(tài)鑒定為Pseudomonas菌,命名為Pseudomonas sp.P07�？疾炝薖seudomonas sp.P07的生長特性,最適生長碳源為谷氨酸鈉、碳源濃度為15 g/L、初始pH為7、Pseudomonas sp.P07為非耐鹽菌�？疾炝薖seudomonassp.P07 SND脫氮的影響因素,脫氮最適有機(jī)碳源為檸檬酸三鈉、脫氮最佳供氧強(qiáng)度和NaCl濃度分別為30 mL/300 mL三角瓶和0,脫氮最優(yōu)C/N和初始pH值為5和8。表征了優(yōu)化條件下Pseudomonas sp.P07的SND方式脫氮進(jìn)程,經(jīng)過120 h的處理,NH4+-N濃度從2000 mg/L降解到146.3 mg/L,脫氮率達(dá)到91.9%。本文進(jìn)一步研究了在極端環(huán)境下不同滲透壓補(bǔ)償溶質(zhì)對(duì)Pseudomonas sp.P07的抗逆協(xié)助作用,當(dāng)添加Ectoine作為抗逆助劑時(shí)菌株脫氮率最高,達(dá)到了 47.3%,且較低濃度(50 mg/L)的 Ectoine 即可對(duì)Pseudomonas sp.P07 SND脫氮起到顯著的抗逆協(xié)助作用。此外,本文還考察了在不同濃度NaCl、高氨氮和不同pH條件下Ectoine對(duì)Pseudomonas sp.P07 SND脫氮的抗逆協(xié)助作用,當(dāng)NaCl濃度在15～30 g/L范圍內(nèi)時(shí),添加Ectoine可有效緩解高濃度NaCl對(duì)菌株的脅迫作用,Pseudomonas sp.P07 SND脫氮率達(dá)到了無NaCl脅迫時(shí)的水平;當(dāng)NH4+-N濃度為1000～2500 mg/L時(shí),Ectoine對(duì)菌株SND脫氮的抗逆協(xié)助效果最佳,脫氮率平均提高了約20%;Ectoine對(duì)pH條件為6～8范圍內(nèi)菌株P(guān)07 SND脫氮有較強(qiáng)的抗逆協(xié)助作用,尤其當(dāng)pH為6時(shí)菌株P(guān)seudomonas sp.P07脫氮率與未添加Ectoine的對(duì)照相比提高了 29.4%,因此,在實(shí)際應(yīng)用中可針對(duì)性地用于處理NaCl濃度在15～30 g/L、NH4+-N濃度為1000～2500 mg/L、pH為6～8范圍內(nèi)的高氨氮廢水。最后,本文將Pseudomonas sp.P07 與 Ectoine 分泌型菌株 Halomonas sp.B01組合應(yīng)用于模擬高鹽高氨氮廢水的脫氮處理,模擬廢水在經(jīng)過組合菌120 h的脫氮處理后NH4+-N濃度從475.2 mg/L降解至140.8 mg/L,脫氮率達(dá)到70.2%,并且在整個(gè)脫氮過程中并無硝酸鹽和亞硝酸鹽的積累。
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【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2412482