由于氮肥的過量施用等原因?qū)е碌叵滤邢跛猁}污染不斷加劇,直接影響著居民飲用水安全。將生物反硝化與電化學相結(jié)合能夠有效地處理地下水中硝酸鹽,但是,在以往生物-電化學反硝化系統(tǒng)的研究中,人們多只關(guān)注運行條件對反硝化性能的影響,缺乏對不同操作條件下反應器內(nèi)電流對微生物影響的機理探討。本研究采用生物-電化學反應器進行反硝化實驗,探究不同條件下電流刺激對反硝化性能及反硝化細菌的影響,揭示電流刺激對反硝化菌的作用機理,為生物-電化學反硝化系統(tǒng)的應用提供理論基礎。在構(gòu)建的生物-電化學反硝化系統(tǒng)中分別探究了以不銹鋼棒、碳棒和Ti/IrO₂棒為陽極時的反硝化性能,發(fā)現(xiàn)不同材質(zhì)陽極最佳電流密度范圍基本一致,均為200²50 mA/m²,在此電流密度范圍內(nèi)各反應器的硝酸鹽去除率最大,且ATP總水平最高。此外,在大電流密度(350⁴00 mA/m²)下,微生物活性受到抑制,并且Ti/IrO₂棒陽極對微生物活性的抑制作用比其他兩種陽極材料顯著;通過比較三種材料作為陽極時的反硝化性能...

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 硝酸鹽污染概況
        1.1.1 硝酸鹽污染的現(xiàn)狀
        1.1.2 硝酸鹽污染的來源
        1.1.3 硝酸鹽污染的危害
    1.2 常規(guī)硝酸鹽去除技術(shù)
        1.2.1 物理處理技術(shù)
        1.2.2 化學處理技術(shù)
        1.2.3 生物處理技術(shù)
    1.3 生物-電化學反硝化技術(shù)
    1.4 電流對微生物的作用
        1.4.1 強電流對微生物的抑制作用
        1.4.2 適宜電流對微生物的促進作用
    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 陽極材料對生物-電化學反應器內(nèi)微生物及反硝化性能的影響
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實驗裝置
        2.2.2 異養(yǎng)反硝化細菌的馴化
        2.2.3 實驗用水
        2.2.4 實驗儀器與試劑
        2.2.5 實驗方法
        2.2.6 水樣分析
        2.2.7 微生物分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 電化學作用下的硝酸鹽還原性能
        2.3.2 生物-電化學反應器的反硝化性能
        2.3.3 電流刺激對微生物的影響
        2.3.4 微生物活性受到抑制時的電流施加劑量
        2.3.5 化學計量分析
        2.3.6 反硝化微生物計數(shù)
        2.3.7 實驗結(jié)束時pH值的變化
        2.3.8 三種陽極材料對比分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電流刺激下初始pH值對反硝化細菌活性的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實驗裝置
        3.2.2 實驗用水
        3.2.3 異養(yǎng)反硝化菌的馴化
        3.2.4 實驗儀器與試劑
        3.2.5 實驗方法
        3.2.6 水樣分析
        3.2.7 微生物活性分析
        3.2.8 微生物抵抗力計算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 生物-電化學反應器的反硝化性能
        3.3.2 ATP含量的變化
        3.3.3 微生物受到pH影響時的抵抗力分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同C/N下電流刺激對反硝化細菌的影響及微生物生長動力學模型分析
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實驗裝置
        4.2.2 實驗用水
        4.2.3 異養(yǎng)反硝化菌的馴化
        4.2.4 實驗儀器與試劑
        4.2.5 實驗方法
        4.2.6 水樣分析
        4.2.7 微生物分析
        4.2.8 微生物生長動力學模型的建立
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 生物-電化學反應器的反硝化性能
        4.3.2 ATP含量的變化
        4.3.3 微生物的生長動力學模型
        4.3.4 反應器內(nèi)蛋白質(zhì)濃度的變化
        4.3.5 pH值的變化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 電流刺激與微量元素對反硝化細菌生長及反硝化相關(guān)酶活性的影響
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 實驗裝置
        5.2.2 實驗用水
        5.2.3 異養(yǎng)反硝化菌的馴化
        5.2.4 實驗儀器與試劑
        5.2.5 實驗方法
        5.2.6 水樣分析
        5.2.7 微生物分析
        5.2.8 微生物生長動力學模型的建立
        5.2.9 微生物抵抗力計算
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 生物-電化學反應器的反硝化性能
        5.3.2 微生物活性分析
        5.3.3 微生物生長動力學模型分析
        5.3.4 反應器中蛋白質(zhì)濃度的變化
        5.3.5 反硝化相關(guān)酶活性分析
        5.3.6 微生物受到大電流影響時的抵抗力分析
        5.3.7 單一元素作用下反硝化相關(guān)酶活性分析
        5.3.8 最佳電流密度下的反硝化性能與微生物活性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 電流作用下的微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 實驗儀器
        6.2.2 微生物樣品采集
        6.2.3 實驗方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 微生物群落分布及多樣性分析
        6.3.2 微生物群落相似性與差異性分析
        6.3.3 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
        6.3.4 微生物群落相關(guān)性網(wǎng)絡分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 建議
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3806361