【摘要】：Ca.‘Brocadia sinica’是污水處理廠中常見的厭氧氨氧化菌,在市政和工業(yè)廢水的脫氮處理中發(fā)揮著重要作用。針對Ca.‘Brocadia sinica’易受高鹽、低溫等環(huán)境因素影響的問題,本試驗通過分別向高鹽廢水和高鹽低溫廢水投加相容性溶質(zhì),研究并分析了相容性溶質(zhì)強化下Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能及其動力學特征,取得以下結(jié)果:采用山梨醇強化厭氧氨氧化菌處理高鹽廢水,研究了Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能及代謝酶活性,并利用動力學模型分析了山梨醇強化下Ca.‘Brocadia sinica’的動力學特征。結(jié)果表明,隨著高鹽廢水中山梨醇濃度的提高,Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮特性先升高后降低。在山梨醇濃度為0.8 mM時取得最佳的脫氮效能,此時氨氮去除速率(ARR)和亞氮去除速率(NRR)分別為0.53和0.68 kg/(m~3·d),相比于不投加山梨醇的高鹽廢水分別提升了39.5%和71.8%,反應器中的NH_4~+-N和NO_2~--N均被完全去除。另外隨著山梨醇的投加,Ca.‘Brocadia sinica’的胞外聚合物含量降低,聯(lián)氨脫氫酶活性和亞硝酸鹽還原酶活性增強了1.37~2.36倍。再次修正的Logistic模型最適合描述Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽廢水的氮去除過程,不僅具有較高的R~2(大于0.98),而且擬合所得的TNRE_(max)值與試驗TNRE_(max)值的平均相對誤差僅為2.9%。分析模型擬合的結(jié)果可知,山梨醇的投加可以縮短Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽廢水的延遲時間。擬合所得的R_m能夠轉(zhuǎn)化為V_(max),以預測不同山梨醇濃度時的最大基質(zhì)轉(zhuǎn)化速率。采用甘氨酸強化厭氧氨氧化菌處理高鹽低溫廢水,研究了Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮效能,并利用再次修正的Logistic模型、修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型模擬了甘氨酸強化下Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮過程。結(jié)果表明,低濃度的甘氨酸能明顯強化Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽低溫廢水的脫氮特性。當高鹽低溫廢水中甘氨酸濃度為0.2、0.4和0.6 mM時,NRR分別提高了27.7%、47.3%和70.4%。最佳的脫氮性能在甘氨酸濃度為0.8 mM時取得,此時ARR為0.32kg/(m~3·d),NRR為0.45 kg/(m~3·d)。然而當甘氨酸濃度超過0.8 mM時,厭氧氨氧化菌的活性受到抑制,Ca.‘Brocadia sinica’的脫氮性能開始下降。在甘氨酸濃度為1.4mM時,ARR和NRR相比最佳狀態(tài)分別降低了30.1%和16.7%。再次修正的Logistic模型和修正的Boltzmann模型相較于修正的Gompertz模型更適合描述不同甘氨酸濃度時Ca.‘Brocadia sinica’的氮去除過程。再次修正的Logistic模型擬合得到的λ表明,Ca.‘Brocadia sinica’處理高鹽低溫廢水的延遲時間比海洋厭氧氨氧化菌的延遲時間更短。
【圖文】：

青島大學碩士學位論文遺傳代謝和細胞分裂等生理活動[25]。厭氧氨氧化體是厭氧氨氧化反應的主內(nèi)含大量催化厭氧氨氧化反應的關鍵酶和電子傳遞過程中必需的細胞色素。厭氧氨氧化體膜由階梯烷膜脂結(jié)構構成，具有較強的致密性[27]，能形成障抵抗外界毒素對厭氧氨氧化體的干擾[28]。到目前為止，自然界中僅在厭菌細胞中發(fā)現(xiàn)存在階梯烷膜脂結(jié)構，因此，檢測階梯烷膜脂質(zhì)是否存在是厭氧氨氧化菌存在的有效手段之一[29]。氧氨氧化菌的增長速率較慢，世代周期時間約為 10~14 d[30]，對光照和氧氣感，通常在避光、厭氧條件下培養(yǎng)[31,32]，適宜生長的溫度為 25~40℃[33,34]，的 pH 為 6.7~8.3[35]。

青島大學碩士學位論文化菌代謝機理是厭氧氨氧化反應的基礎，，厭氧氨氧化菌的代，研究者對厭氧氨氧化菌代謝途徑的認識主要 De Graaf 等[64]提出厭氧氨氧化反應是 NH4+-N 為（NH2OH）和聯(lián)氨（N2H4）為中間產(chǎn)物，生成代謝途徑，如圖 1.2 所示。在這一代謝過程中，H4經(jīng)兩級脫氫反應生成 N2，產(chǎn)生的氫（[H]）用 進一步與 NH4+-N 發(fā)生反應，另外部分的 NO2--的厭氧氨氧化的反應途徑，然而，在這一代謝過受體并未指出。
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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本文編號：2589829