硝酸鹽氮（NO3/-N）污染是造成水體富營養(yǎng)化的重要原因之一,已經(jīng)成為水生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問題。去除水中NO3-N的方法包括物化法和生物法,其中生物反硝化過程是相對經(jīng)濟(jì)、高效的脫氮技術(shù),但實(shí)際污水中較低的有機(jī)物濃度是制約反硝化脫氮效果重要因素,因此,自養(yǎng)反硝化技術(shù)成為目前脫氮研究的熱點(diǎn)。為了開發(fā)針對低碳氮（C/N）比污水生物反硝化脫氮新技術(shù),解析自養(yǎng)反硝化微生物群落多樣性和代謝功能,本論文首先構(gòu)建了基于Fe基質(zhì)生物載體的自養(yǎng)-異養(yǎng)耦合反硝化脫氮連續(xù)運(yùn)行工藝;進(jìn)而建立了 Fe基質(zhì)生物載體的自養(yǎng)-異養(yǎng)耦合反硝化標(biāo)記體系,應(yīng)用13C-DNA穩(wěn)定性同位素標(biāo)記（DNAbased stable isotope probing,DNA-SIP）技術(shù)對耦合體系中自養(yǎng)和異養(yǎng)反硝化細(xì)菌進(jìn)行有效識別;進(jìn)一步構(gòu)建了完全無機(jī)條件下的自養(yǎng)反硝化脫氮連續(xù)運(yùn)行工藝;并對自養(yǎng)反硝化體系中自養(yǎng)反硝化細(xì)菌進(jìn)行有效識別,解析自養(yǎng)反硝化細(xì)菌碳、氮代謝途徑,為水中NO3-N的高效快速脫除提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:（1）構(gòu)建了 Fe基質(zhì)生物載體自養(yǎng)-異養(yǎng)耦合反硝化連續(xù)運(yùn)行工藝,在C/N比為1并控制出水pH為8.2時(shí)的N... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１氮循環(huán)??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｙｃｌｅ．??

并保持不變的生理生化特性，在后續(xù)分析中，將１２Ｃ－ＤＮＡ與１３Ｃ－ＤＮＡ分離，利??用標(biāo)記的重同位素標(biāo)記微生物信息反應(yīng)體系中活性微生物的代謝過程的分子機(jī)??制（圖１．２）。當(dāng)體系微生物中ＤＮＡ被底物標(biāo)記１３Ｃ或１５Ｎ取代時(shí)，其ＤＮＡ分子??在氯化銫介質(zhì)中浮力密度增加約０．０５１?ｇ／ｍＬ或０．０２?ｇ／ｍＬ，高于理論上的有效分??離值０．０１２?ｇ／ｍＬ［１３１］，即在標(biāo)記后體系中可有效被分離分別分析。值得注意的是，??標(biāo)記體系能否被有效分離還取決于標(biāo)記底物被利用程度及目標(biāo)基因組ＧＣ含量。??１７??

原性鐵粉、活性炭粉末、鐵屑、復(fù)合金屬催化劑等充分混合均勻，加入粘合劑、??發(fā)泡劑水溶劑，室溫條件下造粒后放入烘箱烘干，將烘干載體放入無氧條件下灼??燒至成品［１３７＿１３９］。具體制備流程如圖２．１所示。根據(jù)造粒大小和灼燒程度不同，??其理化性質(zhì)稍有變化。應(yīng)用在本研究中的Ｆｅ基質(zhì)生物載體具備如下物理特性：??平均顆粒直徑為５－１０?ｍｍ、孔隙率為５０－６５％。相比于其他生物載體，具有較大??比表面積、孔隙率和機(jī)械強(qiáng)度，這不僅能為反硝化細(xì)菌提供良好的附著條件，而??且保證了體系中鐵的不斷供應(yīng)（圖２．２）。??鐵粉丨一Ｉ?丨齡劑胃Ｉ?千燥｜——？！灼燒??鐵肩?—混勾｜—？Ｍ混勻造粒’??■?１?＇ｗ??活性炭丨」?丨多元４化劑｜??■?圖２．１?Ｆｅ基質(zhì)生物載體制備過程（鄧時(shí)海等［１３８］）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ?ｏｆ?Ｆｅ?ｂａｓｅｄ?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ．??（ａ）?＾?（ｂ）???（ｃ）?贏一?■＇ｍ??ｊｊｆｃ?蠢??圖２．２本研究所用Ｆｅ基質(zhì)生物載體（ａ．未掛膜載體；ｂ．載體附著生物膜初期；ｃ．附著生物??膜載體）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｆｅ?ｂａｓｅｄ?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ，?（ａ．?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ；?ｂ．?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ?ｗｉｔｈ?ｅａｒｌｙ?ｂｉｏｆｉｌｍ；?ｃ．??ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ?ｗｉｔｈ?ｂｉｏｆｉｌｍ）??２３??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3217094