異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌強化序批式反應(yīng)器脫氮研究
發(fā)布時間：2021-04-06 08:11
傳統(tǒng)生物脫氮主要通過自養(yǎng)硝化和缺氧異養(yǎng)反硝化菌的結(jié)合,但其低的氨氧化速率和相對苛刻的控制條件導(dǎo)致了脫氮成本的增加。異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌因其在好氧條件下具備反硝化能力而受到關(guān)注。目前對異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌的研究多側(cè)重于單一菌株的篩選及其脫氮性能的測試,而對復(fù)合菌的研究較少,且大多為間歇實驗。單菌環(huán)境適應(yīng)力弱于復(fù)合菌,更易受外界環(huán)境的干擾;復(fù)合菌在處理時間和效果上較單菌株均具有優(yōu)勢。本文通過異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌篩選,結(jié)合中間產(chǎn)物變化、氮平衡計算及酶活表達(dá)探究其脫氮機制;優(yōu)化復(fù)合菌脫氮條件,探究其同步硝化反硝化效果。將復(fù)合菌投加于序批式反應(yīng)器（SBR）中構(gòu)建穩(wěn)定強化同步生物脫氮體系,研究外源性微生物的添加對SBR出水水質(zhì)、污泥硝化活性及胞外聚合物分泌的影響;利用高通量測序技術(shù)探究不同時期污泥微生物群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:（1）從活性污泥中篩選了兩株異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌S4和S9,經(jīng)鑒定分別為Bacillus subtilis和Pseudomonas aeruginosa。好氧條件下,以CH3COONa為碳源,S4和S9可利用NH4<...
【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
菌株S4和S9掃描電鏡照片
安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文15圖2.2菌株S4、S9的系統(tǒng)進化樹Figure2.2PhylogenetictreeofstrainsS4andS92.2.2菌株S4和S9的脫氮性能2.2.2.1異養(yǎng)硝化性能圖2-3表明了好氧條件下硝化培養(yǎng)基中菌株的生長及代謝情況。S4在30h后達(dá)到平穩(wěn)生長階段（圖2.3a），OD600由0.01增加到1.218，在18~24h內(nèi)達(dá)到最大比生長速率0.189/h（以細(xì)胞濃度計），至48h時，NH4+-N轉(zhuǎn)化率達(dá)93.03%，TN去除率為76.98%。圖2.3b為S9的整體氮代謝情況，與S4不同，S9在反應(yīng)起始階段NH4+-N迅速轉(zhuǎn)化，最大轉(zhuǎn)化速率在6~12h，為6.82mg/L/h，在48h時NH4+-N和TN去除率分別達(dá)91.32%和80.80%，菌株最大比生長速率為0.178/h。與Chryseobacteriumsp.R31不同[68]，S4、S9代謝過程中均未檢測到NO2--N的存在，這表明NO2--N作為中間產(chǎn)物被迅速轉(zhuǎn)化；S4在反應(yīng)過程出現(xiàn)NO3--N的積累，24h達(dá)到最大值14.24mg/L后逐漸降低，與菌株Bacillussp.JN-4的代謝路徑相似[66]。反應(yīng)后溶液pH均顯堿性，COD（初始濃度為1500mg/L）變化規(guī)律與TN相似，S4、S9在48h去除率分別為70.21%、78.66%，菌株在降解有機物的同時完成了脫氮，符合異養(yǎng)硝化菌的生長代謝[69]。反應(yīng)中間產(chǎn)物的變化初步表明菌株可以進行反硝化，具備同步脫氮的能力。2.2.2.2好氧反硝化特性分別以KNO3、NaNO2為唯一氮源（DO150r/min≈5.97±0.03mg/L，以空白培養(yǎng)基檢測），探究菌株S4、S9的好氧反硝化性能。圖2.4a、c顯示，以NO3--N為唯一氮源，濃度為100mg/L時，S4、S9都能夠較好的生長。48h內(nèi)，NO3--N去除率分別為91.7%和96.1%，反硝化速率最快分別為4.28mg/L/h和5.21mg/L/h。36h后OD600達(dá)到最大值分別為1.293和1.226，pH從7.4增至9.07、9.2，TN去除率分別為78.34%和84.02%；COD去除率
安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文25第三章復(fù)合菌強化SBR脫氮研究本章以前期從環(huán)境中篩選得到的異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌S4、S9組成的復(fù)合菌為外源添加生物，設(shè)計兩組平行運行的SBR反應(yīng)器，SBR1投加復(fù)合菌用于生物強化，SBR2作為對照。測定整個周期兩組反應(yīng)器出水水質(zhì)變化，結(jié)合污泥硝化活性變化探究反應(yīng)器強化脫氮的效果；研究外來菌株的投加對SBR1不同時期污泥胞外聚合物分泌的影響。3.1材料與方法3.1.1實驗裝置SBR主體有效容積為4L，高40cm，內(nèi)徑13cm，材質(zhì)為有機玻璃（圖3.1）。反應(yīng)器整體運行由時間控制器控制，反應(yīng)器底部裝有曝氣砂頭，空氣泵提供曝氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)大小，進出水分別由蠕動泵、電磁閥控制，采用加熱棒供熱以維持水溫。圖3.1實驗裝置圖Figure3.1Deviceoftheexperiment3.1.2實驗材料與方法接種污泥取自合肥市小倉房污水處理廠氧化溝末端，沉降性能良好，呈黃褐色。平行運行兩只SBR（SBR1、SBR2），接種污泥濃度為3gMLSS/L，反應(yīng)整個周期分成三個階段（馴化、穩(wěn)定、強化期）。進水為人工合成廢水：CH3COONa，COD500-600mg/L，(NH4)2SO4，NH4+-N50-60mg/L，K2HPO4，PO4--P5-6mg/L，CaCl230mg/L，MgSO440mg/L，微量元素1mL/L，微量元素成分見表3.1。用NaHCO3調(diào)節(jié)進水pH為7.4左控制器進水箱出水箱蠕動泵電磁閥氣體流量計空氣泵出水
本文編號：3121105
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【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
菌株S4和S9掃描電鏡照片
安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文15圖2.2菌株S4、S9的系統(tǒng)進化樹Figure2.2PhylogenetictreeofstrainsS4andS92.2.2菌株S4和S9的脫氮性能2.2.2.1異養(yǎng)硝化性能圖2-3表明了好氧條件下硝化培養(yǎng)基中菌株的生長及代謝情況。S4在30h后達(dá)到平穩(wěn)生長階段（圖2.3a），OD600由0.01增加到1.218，在18~24h內(nèi)達(dá)到最大比生長速率0.189/h（以細(xì)胞濃度計），至48h時，NH4+-N轉(zhuǎn)化率達(dá)93.03%，TN去除率為76.98%。圖2.3b為S9的整體氮代謝情況，與S4不同，S9在反應(yīng)起始階段NH4+-N迅速轉(zhuǎn)化，最大轉(zhuǎn)化速率在6~12h，為6.82mg/L/h，在48h時NH4+-N和TN去除率分別達(dá)91.32%和80.80%，菌株最大比生長速率為0.178/h。與Chryseobacteriumsp.R31不同[68]，S4、S9代謝過程中均未檢測到NO2--N的存在，這表明NO2--N作為中間產(chǎn)物被迅速轉(zhuǎn)化；S4在反應(yīng)過程出現(xiàn)NO3--N的積累，24h達(dá)到最大值14.24mg/L后逐漸降低，與菌株Bacillussp.JN-4的代謝路徑相似[66]。反應(yīng)后溶液pH均顯堿性，COD（初始濃度為1500mg/L）變化規(guī)律與TN相似，S4、S9在48h去除率分別為70.21%、78.66%，菌株在降解有機物的同時完成了脫氮，符合異養(yǎng)硝化菌的生長代謝[69]。反應(yīng)中間產(chǎn)物的變化初步表明菌株可以進行反硝化，具備同步脫氮的能力。2.2.2.2好氧反硝化特性分別以KNO3、NaNO2為唯一氮源（DO150r/min≈5.97±0.03mg/L，以空白培養(yǎng)基檢測），探究菌株S4、S9的好氧反硝化性能。圖2.4a、c顯示，以NO3--N為唯一氮源，濃度為100mg/L時，S4、S9都能夠較好的生長。48h內(nèi)，NO3--N去除率分別為91.7%和96.1%，反硝化速率最快分別為4.28mg/L/h和5.21mg/L/h。36h后OD600達(dá)到最大值分別為1.293和1.226，pH從7.4增至9.07、9.2，TN去除率分別為78.34%和84.02%；COD去除率
安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文25第三章復(fù)合菌強化SBR脫氮研究本章以前期從環(huán)境中篩選得到的異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌S4、S9組成的復(fù)合菌為外源添加生物，設(shè)計兩組平行運行的SBR反應(yīng)器，SBR1投加復(fù)合菌用于生物強化，SBR2作為對照。測定整個周期兩組反應(yīng)器出水水質(zhì)變化，結(jié)合污泥硝化活性變化探究反應(yīng)器強化脫氮的效果；研究外來菌株的投加對SBR1不同時期污泥胞外聚合物分泌的影響。3.1材料與方法3.1.1實驗裝置SBR主體有效容積為4L，高40cm，內(nèi)徑13cm，材質(zhì)為有機玻璃（圖3.1）。反應(yīng)器整體運行由時間控制器控制，反應(yīng)器底部裝有曝氣砂頭，空氣泵提供曝氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)大小，進出水分別由蠕動泵、電磁閥控制，采用加熱棒供熱以維持水溫。圖3.1實驗裝置圖Figure3.1Deviceoftheexperiment3.1.2實驗材料與方法接種污泥取自合肥市小倉房污水處理廠氧化溝末端，沉降性能良好，呈黃褐色。平行運行兩只SBR（SBR1、SBR2），接種污泥濃度為3gMLSS/L，反應(yīng)整個周期分成三個階段（馴化、穩(wěn)定、強化期）。進水為人工合成廢水：CH3COONa，COD500-600mg/L，(NH4)2SO4，NH4+-N50-60mg/L，K2HPO4，PO4--P5-6mg/L，CaCl230mg/L，MgSO440mg/L，微量元素1mL/L，微量元素成分見表3.1。用NaHCO3調(diào)節(jié)進水pH為7.4左控制器進水箱出水箱蠕動泵電磁閥氣體流量計空氣泵出水
本文編號：3121105
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