UASB中微生物群體行為及AHLs介導(dǎo)的感應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 22:39
有機(jī)物的厭氧消化,是在產(chǎn)酸發(fā)酵菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群等協(xié)同作用下完成的,克服產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)和產(chǎn)甲烷反應(yīng)對(duì)厭氧消化進(jìn)程的限速作用,是進(jìn)一步提高厭氧消化系統(tǒng)的效能和運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵。厭氧污泥顆;,不僅提高了污泥的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷活性,還具有沉降速率快、產(chǎn)泥率低和耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在工程實(shí)踐中廣泛地應(yīng)用。但是對(duì)污泥顆;^程和微生物學(xué)機(jī)制的研究尚未深入。群體感應(yīng)(Quorum Sensing,QS)系統(tǒng)可控制微生物活性和胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)合成等多種群體行為,為解析厭氧顆粒污泥的形成及功能菌群間相互間的協(xié)調(diào)機(jī)制帶來了全新的視角,將對(duì)厭氧生物處理技術(shù)和理論的發(fā)展具有重要意義。本研究以兩個(gè)升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)的啟動(dòng)及調(diào)控運(yùn)行為基礎(chǔ),分別從厭氧污泥的馴化、有機(jī)負(fù)荷(Organic Loading Rate,OLR)提升、污泥負(fù)荷(Sludge Loading Rate,SLR)提升、溫度降低、外加C6-HSL在顆...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:169 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
群體感應(yīng)系統(tǒng)作用機(jī)制示意圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文期(Phase III),耗盡 H2后繼續(xù)培養(yǎng) 4 d 為饑餓期(Phase IV)。在培養(yǎng)的第 1、3、5 和 10 d,分別取出 3 個(gè)培養(yǎng)體系提取 QS 信號(hào)分子,結(jié)果如圖 3-1 D 所示,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),C4-HSL 的含量逐步增加,在 Phase I~IV 中,C4-HSL 的含量依次為 0.03、0.13、0.19 和 0.70 μg/L,當(dāng) HA 菌群處于饑餓期(Phase IV)時(shí),培養(yǎng)體系內(nèi)還檢測(cè)出 0.10 μg/L 的 C8-HSL 和 0.18 μg/L 的 OXOC14-HSL。并且,在饑餓期(Phase IV)時(shí),培養(yǎng)體系內(nèi)的總 AHLs 濃度顯著高于其余 3 個(gè)時(shí)期,表明 QS 系統(tǒng)可能介導(dǎo)了 HA 菌群應(yīng)對(duì)饑餓的策略。
- 38 -圖 3-2 SBOB、SEOB 和 SPOB 培養(yǎng)體系中丁酸(A)、乙醇(C)和丙酸(E)的轉(zhuǎn)化能力及相應(yīng)的Ls 動(dòng)態(tài)(B,D 和 F)。熱圖中的數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理,誤差棒長(zhǎng)度代表三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。紅、藍(lán)色、綠色和粉色箭頭分別代表在 Phase I、Phase II、Phase III 和 Phase IV 中采集 AHLs 的時(shí)間點(diǎn)Fig. 3-2 Conversation of butyrate (A), ethanol (C) and propionate (E) and the corresponding dynamics oHLs (B, D and F) with the fermentation phased of functional flora SBOB, SEOB and SPOB, respectively.ndividual AHLs concentrations presented in heatmap were normalized. Error bars are defined as standardviation of three biological replicates. The red, blue, green and pink arrow represents sampling time of PhasI, Phase II, Phase III and Phase IV, respectively.在培養(yǎng)的第 1、4、9 和 21 d,分別取出 3 個(gè)培養(yǎng)體系提取 QS 信號(hào)分子,果如圖 3-2 D 所示,培養(yǎng)體系中 C4-HSL 的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加 Phase I~ Phase IV 時(shí),其含量依次為 0.34、0.22、0.47 和 0.87 μg/L。C12-HS
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ABR啟動(dòng)期運(yùn)行效能及互營(yíng)產(chǎn)甲烷菌群的分布特征[J]. 班巧英,劉琦,張立國(guó),李建政. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(09)
[2]活性污泥胞外多聚物提取方法的比較[J]. 孫秀玥,唐珠,楊新萍. 環(huán)境科學(xué). 2018(07)
[3]同型產(chǎn)乙酸菌研究進(jìn)展及其環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用[J]. 謝麗,杜詩云,卜凡. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]廢水處理中群體感應(yīng)調(diào)控行為研究進(jìn)展[J]. 李松亞,費(fèi)學(xué)寧,焦秀梅,王樂,邢燕軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]污水廠暫停運(yùn)行條件下活性污泥呼吸速率及EPS變化[J]. 李仁運(yùn),李志華,楊成建,董曉宇. 應(yīng)用化工. 2018(02)
[6]活性炭脫色糖蜜酵母廢水混合營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)蛋白核小球藻凈化水質(zhì)[J]. 張會(huì)貞,陳嬌敏,魏東. 現(xiàn)代食品科技. 2017(08)
[7]活性污泥EPS生成的影響因素研究[J]. 代莎莎,包常華. 水科學(xué)與工程技術(shù). 2017(02)
[8]細(xì)菌群體感應(yīng)“合作-欺騙”研究進(jìn)展[J]. 賴柏民,汪美貞,沈東升. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]鋅銅脅迫對(duì)Bacillus vallismortis EPS組分變化特征及其吸附性能的影響[J]. 簡(jiǎn)靜儀,宋衛(wèi)鋒,李海宇,楊梓亨,丁培菲. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]厭氧氨氧化污泥群體感應(yīng)信號(hào)分子檢測(cè)及影響研究[J]. 陳舒涵,李安婕,王越興,吳玲娟. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
博士論文
[1]常/低溫下AHLs類群體感應(yīng)信號(hào)分子對(duì)SBBR系統(tǒng)影響的研究[D]. 胡惠秩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]ABR厭氧消化過程的數(shù)值模擬與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析[D]. 施恩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]廢水處理微生物胞外聚合物成分及表面特性[D]. 張鵬.重慶大學(xué) 2016
[4]UASB和ABR系統(tǒng)中產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群對(duì)OLR與pH的生態(tài)響應(yīng)規(guī)律[D]. 張立國(guó).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷反應(yīng)對(duì)厭氧消化限速作用的比較分析[D]. 王祥錕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]厭氧顆粒污泥群感作用及調(diào)控研究[D]. 丁養(yǎng)城.浙江工商大學(xué) 2015
[3]產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸互營(yíng)共培養(yǎng)體的結(jié)構(gòu)改良與基質(zhì)轉(zhuǎn)化能力研究[D]. 劉崇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3219348
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:169 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
群體感應(yīng)系統(tǒng)作用機(jī)制示意圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文期(Phase III),耗盡 H2后繼續(xù)培養(yǎng) 4 d 為饑餓期(Phase IV)。在培養(yǎng)的第 1、3、5 和 10 d,分別取出 3 個(gè)培養(yǎng)體系提取 QS 信號(hào)分子,結(jié)果如圖 3-1 D 所示,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),C4-HSL 的含量逐步增加,在 Phase I~IV 中,C4-HSL 的含量依次為 0.03、0.13、0.19 和 0.70 μg/L,當(dāng) HA 菌群處于饑餓期(Phase IV)時(shí),培養(yǎng)體系內(nèi)還檢測(cè)出 0.10 μg/L 的 C8-HSL 和 0.18 μg/L 的 OXOC14-HSL。并且,在饑餓期(Phase IV)時(shí),培養(yǎng)體系內(nèi)的總 AHLs 濃度顯著高于其余 3 個(gè)時(shí)期,表明 QS 系統(tǒng)可能介導(dǎo)了 HA 菌群應(yīng)對(duì)饑餓的策略。
- 38 -圖 3-2 SBOB、SEOB 和 SPOB 培養(yǎng)體系中丁酸(A)、乙醇(C)和丙酸(E)的轉(zhuǎn)化能力及相應(yīng)的Ls 動(dòng)態(tài)(B,D 和 F)。熱圖中的數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理,誤差棒長(zhǎng)度代表三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。紅、藍(lán)色、綠色和粉色箭頭分別代表在 Phase I、Phase II、Phase III 和 Phase IV 中采集 AHLs 的時(shí)間點(diǎn)Fig. 3-2 Conversation of butyrate (A), ethanol (C) and propionate (E) and the corresponding dynamics oHLs (B, D and F) with the fermentation phased of functional flora SBOB, SEOB and SPOB, respectively.ndividual AHLs concentrations presented in heatmap were normalized. Error bars are defined as standardviation of three biological replicates. The red, blue, green and pink arrow represents sampling time of PhasI, Phase II, Phase III and Phase IV, respectively.在培養(yǎng)的第 1、4、9 和 21 d,分別取出 3 個(gè)培養(yǎng)體系提取 QS 信號(hào)分子,果如圖 3-2 D 所示,培養(yǎng)體系中 C4-HSL 的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加 Phase I~ Phase IV 時(shí),其含量依次為 0.34、0.22、0.47 和 0.87 μg/L。C12-HS
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ABR啟動(dòng)期運(yùn)行效能及互營(yíng)產(chǎn)甲烷菌群的分布特征[J]. 班巧英,劉琦,張立國(guó),李建政. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(09)
[2]活性污泥胞外多聚物提取方法的比較[J]. 孫秀玥,唐珠,楊新萍. 環(huán)境科學(xué). 2018(07)
[3]同型產(chǎn)乙酸菌研究進(jìn)展及其環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用[J]. 謝麗,杜詩云,卜凡. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]廢水處理中群體感應(yīng)調(diào)控行為研究進(jìn)展[J]. 李松亞,費(fèi)學(xué)寧,焦秀梅,王樂,邢燕軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]污水廠暫停運(yùn)行條件下活性污泥呼吸速率及EPS變化[J]. 李仁運(yùn),李志華,楊成建,董曉宇. 應(yīng)用化工. 2018(02)
[6]活性炭脫色糖蜜酵母廢水混合營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)蛋白核小球藻凈化水質(zhì)[J]. 張會(huì)貞,陳嬌敏,魏東. 現(xiàn)代食品科技. 2017(08)
[7]活性污泥EPS生成的影響因素研究[J]. 代莎莎,包常華. 水科學(xué)與工程技術(shù). 2017(02)
[8]細(xì)菌群體感應(yīng)“合作-欺騙”研究進(jìn)展[J]. 賴柏民,汪美貞,沈東升. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]鋅銅脅迫對(duì)Bacillus vallismortis EPS組分變化特征及其吸附性能的影響[J]. 簡(jiǎn)靜儀,宋衛(wèi)鋒,李海宇,楊梓亨,丁培菲. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]厭氧氨氧化污泥群體感應(yīng)信號(hào)分子檢測(cè)及影響研究[J]. 陳舒涵,李安婕,王越興,吳玲娟. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
博士論文
[1]常/低溫下AHLs類群體感應(yīng)信號(hào)分子對(duì)SBBR系統(tǒng)影響的研究[D]. 胡惠秩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]ABR厭氧消化過程的數(shù)值模擬與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析[D]. 施恩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]廢水處理微生物胞外聚合物成分及表面特性[D]. 張鵬.重慶大學(xué) 2016
[4]UASB和ABR系統(tǒng)中產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群對(duì)OLR與pH的生態(tài)響應(yīng)規(guī)律[D]. 張立國(guó).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷反應(yīng)對(duì)厭氧消化限速作用的比較分析[D]. 王祥錕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]厭氧顆粒污泥群感作用及調(diào)控研究[D]. 丁養(yǎng)城.浙江工商大學(xué) 2015
[3]產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸互營(yíng)共培養(yǎng)體的結(jié)構(gòu)改良與基質(zhì)轉(zhuǎn)化能力研究[D]. 劉崇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3219348
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