隨著社會經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展,地下水硝酸鹽/Fe（Ⅱ）復(fù)合型污染已成為威脅居民飲用水安全的嚴重環(huán)境問題。但這兩種污染物在厭氧處理過程中的相互影響機制尚不清楚,本研究采用異養(yǎng)反硝化菌同時進行反硝化和Fe（Ⅱ）氧化,探討兩種污染物在同步去除過程中的互作關(guān)系及機理,為硝酸鹽/Fe（Ⅱ）復(fù)合型污染地下水的修復(fù)提供新的途徑。首先采用合成污染地下水,在不同硝酸鹽和Fe（Ⅱ）濃度下證實了異養(yǎng)反硝化菌同時反硝化和氧化Fe（Ⅱ）的能力,除較高Fe（Ⅱ）濃度為200 mg/L時異養(yǎng)反硝化菌受到抑制失去活性,其他濃度條件下（≤100 mg/L）硝酸鹽去除效率均達到約100%,Fe（Ⅱ）氧化效率（12.5%~100%）與硝酸鹽初始濃度和還原量成正相關(guān)。然后,利用Box-Bechken設(shè)計和響應(yīng)曲面法（RSM）優(yōu)化污染物去除反應(yīng)的溫度、pH及C/N比條件,確定了最佳條件為24.93℃、pH 7.23和C/N比1.43。本研究還證實了使用實際污染地下水時,異養(yǎng)反硝化菌仍能夠有效地進行反硝化和Fe（Ⅱ）氧化反應(yīng),且反應(yīng)速率高于合成污染地下水。在研究不同F(xiàn)e（Ⅱ）濃度對異養(yǎng)反硝化菌的影響時發(fā)現(xiàn),當(dāng)Fe（Ⅱ）濃度較低時... 

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

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中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 地下水資源概況
        1.1.1 地下水資源現(xiàn)狀
        1.1.2 地下水污染現(xiàn)狀
    1.2 地下水硝酸鹽/Fe(Ⅱ)污染現(xiàn)狀
        1.2.1 地下水硝酸鹽污染的來源及危害
        1.2.2 地下水鐵污染的來源及危害
        1.2.3 地下水硝酸鹽/Fe(Ⅱ)復(fù)合型污染現(xiàn)狀
    1.3 地下水硝酸鹽/Fe(Ⅱ)污染修復(fù)技術(shù)
    1.4 微生物介導(dǎo)的N/Fe元素循環(huán)及耦合作用
        1.4.1 微生物介導(dǎo)的鐵元素循環(huán)
        1.4.2 微生物介導(dǎo)的氮元素循環(huán)
        1.4.3 微生物介導(dǎo)的反硝化偶聯(lián)鐵氧化過程中N/Fe的耦合作用
    1.5 研究目的及意義
    1.6 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.6.1 研究內(nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線
第2章 異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵的性能研究及條件優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 異養(yǎng)反硝化菌的富集
        2.2.2 實驗用水
        2.2.3 儀器與試劑
        2.2.4 實驗設(shè)計及數(shù)據(jù)處理
        2.2.5 實驗方法
        2.2.6 測試方法
        2.2.7 微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 不同NO_3~--N和Fe(Ⅱ)濃度下異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵的性能.
        2.3.2 不同陰離子/陽離子對同步脫氮除鐵反應(yīng)的影響
        2.3.3 不同pH條件下異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵的性能
        2.3.4 不同C/N條件下異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵的性能
        2.3.5 異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵反應(yīng)條件優(yōu)化
        2.3.6 不同溫度、pH及C/N比條件下微生物群落結(jié)構(gòu)分析
        2.3.7 實際地下水中異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵反應(yīng)的性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Fe(Ⅱ)對異養(yǎng)反硝化菌的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實驗用水
        3.2.2 儀器與試劑
        3.2.3 實驗方法
        3.2.4 測試方法
        3.2.5 微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析
        3.2.6 熱力學(xué)計算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Fe(Ⅱ)對異養(yǎng)反硝化菌脫氮除鐵反應(yīng)的影響
        3.3.2 酸鹽還原同步Fe(Ⅱ)氧化反應(yīng)的熱力學(xué)分析
        3.3.3 Fe(Ⅱ)對異養(yǎng)反硝化菌生長繁殖及代謝的影響
        3.3.4 Fe(Ⅱ)對異養(yǎng)反硝化菌群多樣性的影響
        3.3.5 Fe(Ⅱ)對異養(yǎng)反硝化菌ETSA的影響分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 天然礦物質(zhì)對異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵性能的影響
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實驗用水
        4.2.2 儀器與試劑
        4.2.3 實驗方法
        4.2.4 測試方法
        4.2.5 微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析方法
        4.2.6 微生物抵抗力計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 麥飯石對異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵反應(yīng)的影響
        4.3.2 磷礦石對異養(yǎng)反硝化菌同步脫氮除鐵反應(yīng)的影響
        4.3.3 添加活性物質(zhì)時的微生物群落組成分析
        4.3.4 微生物群落受到擾動時的抵抗力分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 異養(yǎng)反硝化菌群同步脫氮除鐵反應(yīng)機理
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 儀器與試劑
        5.2.2 反硝化相關(guān)酶基因表達的定量
        5.2.3 基因相對表達量的計算
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 異養(yǎng)反硝化菌介導(dǎo)同步脫氮除鐵過程中反硝化基因表達分析
        5.3.2 異養(yǎng)反硝化菌還原硝酸鹽同時氧化Fe(Ⅱ)的代謝路徑分析
        5.3.3 不同處理條件下異養(yǎng)反硝化菌群落構(gòu)成及不同微生物類群的互作關(guān)系分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 建議
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3651004