近年來,隨著全球工業(yè)化和城市化腳步的加快,水體中有機污染物組分日趨復雜、難降解污染物比例提升,氮、磷等營養(yǎng)物質增多,對傳統水污染控制技術提出了挑戰(zhàn),在過去的十多年里,耦合處理技術因其可在更少的反應器內實現有機碳、氮、磷和硫等物質同除、有效縮短工藝流程、降低資源和能源消耗等優(yōu)勢而備受廣大研究者的青睞。耦合處理技術,尤其是廢水厭氧同時反硝化產甲烷技術,在單一反應器中實現反硝化和產甲烷過程適度耦合,促進菌群生物鏈式協同,有效提升體系穩(wěn)定性及污染物去除效率。然而目前對同時反硝化產甲烷耦合過程代謝特性、耦合顆粒污泥物化特征及微生物群落結構和多樣性、耦合機理等認識不足,在某種程度上限制了它的廣泛應用。本研究中將體系碳氮比（COD/NO3--N）作為調控對象,借助短周期批實驗和長周期連續(xù)實驗探究不同調控方式下耦合過程代謝特性、顆粒污泥特征以及微生物群落結構和動態(tài)演替規(guī)律,以期初步揭示其代謝過程耦合機理。本文具體研究內容及主要研究成果如下:（1）不同碳氮比條件對厭氧產甲烷體系代謝特性影響研究。投加不等質量硝酸鹽控制基質中碳氮比（COD/NO3--N）開展短時批實驗,選取體系中pH和ORP值、氮素和產甲... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：145 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

厭氧消化四階段理論示意圖

還原并轉化為氮氣，實現脫除，多發(fā)生在缺氧條件下，然而常規(guī)生物反硝化技術流程長、物質能源消耗大，受限于進水中優(yōu)質碳源匱乏，穩(wěn)定性低，考慮到產甲烷和生物反硝化代謝條件接近（缺氧或厭氧條件），有研究者提出將含有 NOx--N（NO2--N 和 NO3--N）的好氧段出水回流至前段產甲烷反應器中，嘗試在單一反應器中實現同時反硝化產甲烷[38]，實現厭氧生物處理功能拓展和效率提升。在有硝態(tài)氮和有機碳源同時存在的厭氧處理體系中，其體系中代謝過程更為多樣，復雜易發(fā)酵有機物轉化為脂肪酸和醇類后，進而被產氫產乙酸菌群及同型產乙酸菌群轉化為乙酸、H2和 CO2，與氮素轉化相關菌群能將上述各種有機物作為碳源、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮等的轉化過程，與上述產氫產乙酸及產甲烷菌菌群構成競爭。除氮素同化作用外，體系中氮素轉化存在如下代謝途徑：有機氮厭氧氨化作用、硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮反硝化和異化還原成銨（Dissimilatory Nitrate Reduction toAmmonium, DNRA）[39-41]，詳見圖 1-2，其中異化還原成銨（DNRA）過程主要發(fā)生在含碳豐富、電子受體缺乏的環(huán)境中[42]。

圖 1-3. 耦合過程中顆粒污泥代謝模型Metabolic model of simultaneous denitrification and methanogenesis granm 和 Gupta 等[62]認為附著生長在污泥顆粒表面的反硝化菌和兼性厭氧甲烷顆粒污泥和同時反硝化產甲烷耦合過程的核心。大學孫寓姣等[63]用克隆文庫法探究成熟同時反硝化產甲烷顆粒污泥細菌）群落結構，其結果表明細菌菌群占全部菌群 73.3%，其中以 bacteria）和 CFB 類群（Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides bacte菌菌群，耦合過程中伴隨著菌群結構的演替，尤其是發(fā)酵菌群，如coccus）的生長增殖；甲烷髦毛菌（Methanosaeta）和產甲烷桿菌（Metha菌菌群，分別占全部古菌數量的 71.59%和 22.73%。陽等[64]利用定量 PCR（qPCR）和非度量多維尺度統計分析（NMS）鹽氮或亞硝酸鹽氮條件下同時反硝化產甲烷系統中微生物菌群構成

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：2945465