水體硝酸鹽污染已成為世界范圍內(nèi)的主要環(huán)境污染之一,嚴重影響水環(huán)境安全和人類健康。目前,生物反硝化是應用最廣泛的硝酸鹽去除技術(shù)。對于低C/N硝酸鹽污染水,傳統(tǒng)反硝化工藝通常加入甲醇、乙醇等可溶性有機物,以提供反硝化所需的碳源,但存在碳源投加量不足或容易過量的風險,使出水水質(zhì)惡化。為了克服這些缺點,近年開發(fā)了一種新型反硝化工藝一一固相反硝化。并已成功應用于地下水、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水等低C/N污染水的硝酸鹽去除,但該工藝依然存在啟動時間長、反硝化效率低等問題。本研究利用反硝化新菌種DiaphorobacterpolyhydroxybutyrativoransSL-205 強化以聚羥基丁酸戊酸共聚酷[poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy valerate),PHBV]為碳源的固相反硝化效能,利用分子生物學技術(shù)對反應器運行過程中微生物群落動態(tài)變化、反硝化功能基因表達水平進行了分析,獲得以下結(jié)論:首先,對強化菌株SL-205的脫氮性能進行研究。結(jié)果表明,該菌株能夠利用可溶性碳源乙酸鈉、琥珀酸鈉和固體碳源PHBV進行反硝化,并且硝酸鹽的去除率在99%以上。初始硝態(tài)氮濃度為...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 硝酸鹽污染的來源
        1.1.2 硝酸鹽污染的危害
    1.2 反硝化菌脫氮原理
        1.2.1 反硝化細菌分類
        1.2.2 反硝化細菌的應用
        1.2.3 反硝化過程酶機制研究
    1.3 固相反硝化研究進展
        1.3.1 固體碳源在反硝化工藝中的應用
        1.3.2 固相反硝化系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)研究
    1.4 生物強化技術(shù)
        1.4.1 生物強化技術(shù)機理
        1.4.2 生物強化的方式
        1.4.3 生物強化技術(shù)在廢水處理中的應用
    1.5 研究目的及內(nèi)容
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 菌株SL-205反硝化效能與脫氮過程分析
    2.1 試驗材料與方法
        2.1.1 主要儀器
        2.1.2 試驗菌種
        2.1.3 試劑及培養(yǎng)基配制
        2.1.4 反硝化培養(yǎng)方式
        2.1.5 氣態(tài)及水質(zhì)指標檢測方法
        2.1.6 酶活性測定方法
    2.2 結(jié)果分析
        2.2.1 菌株SL-205缺氧反硝化特性研究
        2.2.2 菌株SL-205異養(yǎng)硝化好氧反硝化
        2.2.3 菌株SL-205好氧反硝化性能研究
        2.2.4 菌株SL-205氨氮轉(zhuǎn)化過程
    2.3 討論
    2.4 本章小結(jié)
3 菌株SL-205反硝化分子機制研究
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗材料
        3.1.2 取樣方法
        3.1.3 基因組DNA提取
        3.1.4 反硝化基因的擴增及鑒定
        3.1.5 RNA提取及檢測
        3.1.6 反轉(zhuǎn)錄方法
        3.1.7 定量PCR檢測
    3.2 結(jié)果分析
        3.2.1 菌株SL-205反硝化酶基因確定
        3.2.2 溶解氧對反硝化基因表達量的影響
    3.3 討論
    3.4 本章小結(jié)
4 基于PHBV固體碳源的生物強化反硝化性能研究
    4.1 試驗材料
        4.1.1 固體碳源
        4.1.2 試驗廢水
        4.1.3 接種物
    4.2 試驗裝置及運行
    4.3 試驗方法
        4.3.1 PHBV降解產(chǎn)物檢測
        4.3.2 固相反硝化反應器水質(zhì)檢測方法
        4.3.3 反硝化基因表達量分析
        4.3.4 數(shù)據(jù)分析方法
    4.4 結(jié)果分析
        4.4.1 生物強化反應器的啟動
        4.4.2 進水硝酸鹽負荷對反硝化效果的影響
        4.4.3 PHBV降解產(chǎn)物分析
        4.4.4 反硝化基因表達量分析
    4.5 討論
    4.6 本章小結(jié)
5 微生物群落結(jié)構(gòu)及碳代謝特征解析生物強化作用機理
    5.1 試驗方法
        5.1.1 掃描電鏡(SEM)檢測方法
        5.1.2 激光共聚焦(CLSM)檢測方法
        5.1.3 高通量測序方法
        5.1.4 碳代謝特征分析
        5.1.5 數(shù)據(jù)作圖
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 PHBV表面生物膜形成與特征分析
        5.2.2 生物膜形成過程分析
        5.2.3 物種多樣性和豐富度分析
        5.2.4 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
        5.2.5 微生物碳代謝特征分析
    5.3 討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝
附件



本文編號：3758244