本文關(guān)鍵詞：陰離子表面活性劑對Anammox細菌活性影響研究

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【摘要】：厭氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)工藝,是一種重要的新型生物脫氮工藝,它能在厭氧條件下,以亞硝氮作為電子受體,直接將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣。相比傳統(tǒng)的硝化／反硝化處理工藝,厭氧氨氧化工藝具有無需曝氣和投加有機碳源、剩余污泥產(chǎn)率低、幾乎沒有CO2的排放等優(yōu)點,但是因其反應(yīng)器的啟動周期長,對廢水水質(zhì)敏感,嚴(yán)重限制了該工藝的實際應(yīng)用。表面活性劑是一種應(yīng)用廣泛但具有生物毒性的有機物。隨著表面活性劑大量使用,應(yīng)用厭氧氨氧化工藝時不可避免會遇見含有表面活性劑的污水,如紡織廢水、制革廢水,且目前世界范圍使用的表面活性劑多為陰離子表面活性劑,因此,考察陰離子表面活性劑對厭氧氨氧化菌的毒性,探索含陰離子表面活性劑的氨氮污水可否由厭氧氨氧化工藝處理,對拓展厭氧氨氧化工藝應(yīng)用非常具有必要性。本文探究了兩種直鏈烷基陰離子表面活性劑對厭氧氨氧化過程脫氮效率的影響,分別為十二烷基苯磺酸鈉(sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS)和十二烷基硫酸鈉(sodium deodecyl sulfate, SDS)。 SDS對厭氧氨氧化菌的脫氮活性產(chǎn)生了不可逆的抑制作用,隨著SDS濃度由0增加到150 mg/L,脫氮速率從6.7±0.6降低至1.4±0.1mg-NgVSS-1h-1,菌活性下降了約80%。但是,SDBS對厭氧氨氧化菌脫氮效率的影響并不大。研究表明SDBS和SDS都不會破壞厭氧氨氧化菌的細胞膜結(jié)構(gòu)。通過關(guān)鍵酶活性的測定發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽還原酶的活性被SDS嚴(yán)重抑制,50,100,150 mg/L的SDS使酶活性相較于空白組分別下降了58.8±8.2%,37.0±6.6%和16.2±4.9%。NIR酶活的抑制程度和厭氧氨氧化過程的抑制程度非常接近,表明了厭氧氨氧化過程的抑制主要是因為SDS對NIR酶造成的抑制作用引起的。在長期實驗中,針對10-150 mg/L的表面活性劑對厭氧氨氧化脫氮活性的長期毒性進行研究。結(jié)果表明,50 mg/L以下的SDBS和SDS對厭氧氨氧化菌的脫氮性能影響較小,100 mg/L以上SDS會極大抑制菌體活性,造成脫氮速率降低至0.30 kg-N/m3/d以下,僅為對照試驗組的50%。相比單一表面活性劑,SDBS與SDS等比混合后的表面活性劑會對厭氧氨氧化菌體產(chǎn)生更大的毒性。表面活性劑對厭氧氨氧化菌具有慢性毒性,導(dǎo)致污泥顏色由紅轉(zhuǎn)黑,顆粒粒徑減小。實驗結(jié)果表明,在應(yīng)用厭氧氨氧化工藝時需考慮廢水中表面活性劑含量。
【關(guān)鍵詞】：厭氧氨氧化 表面活性劑 生物脫氮 十二烷基苯磺酸鈉 十二烷基硫酸鈉
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 水體中氮的來源和危害10-11
• 1.2 傳統(tǒng)生物脫氮工藝11-15
• 1.3 厭氧氨氧化技術(shù)15-19
• 1.3.1 厭氧氨氧化菌的種類15
• 1.3.2 厭氧氨氧化菌細胞結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.3 厭氧氨氧化細菌活性影響因素16-18
• 1.3.4 厭氧氨氧化反應(yīng)器機理18-19
• 1.4 厭氧氨氧化工藝應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題19-20
• 1.5 水體中表面活性劑污染20-21
• 1.6 研究目的、意義與研究內(nèi)容21-23
• 1.6.1 研究目的和意義21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21
• 1.6.3 技術(shù)路線21-23
• 2 表面活性劑對厭氧氨氧化污泥及關(guān)鍵酶的短期影響23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗材料和方法23-29
• 2.2.1 實驗材料23-25
• 2.2.2 主要儀器設(shè)備25-26
• 2.2.3 批式實驗26-27
• 2.2.4 分析方法27
• 2.2.5 粗酶的制備和酶活性測定27-28
• 2.2.6 酶蛋白二級空間結(jié)構(gòu)表征28
• 2.2.7 統(tǒng)計學(xué)分析28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-36
• 2.3.1 表面活性劑對厭氧氨氧化污泥短期影響研究29-31
• 2.3.2 表面活性劑抑制后的厭氧氨氧化污泥的恢復(fù)31-33
• 2.3.3 表面活性劑對厭氧氨氧化污泥關(guān)鍵酶的影響33-34
• 2.3.4 蛋白質(zhì)空間二級結(jié)構(gòu)表征34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 3 表面活性劑對厭氧氨氧化污泥的長期抑制作用37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗裝置與方法37-40
• 3.2.1 實驗裝置37-38
• 3.2.2 反應(yīng)器進水38-39
• 3.2.3 分析方法39
• 3.2.4 掃描電鏡樣品制備方法39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-47
• 3.3.1 不同濃度SDBS對厭氧氨氧化的長期影響及恢復(fù)40-41
• 3.3.2 不同濃度SDS對厭氧氨氧化的長期影響及恢復(fù)41-43
• 3.3.3 SDBS與SDS混合液對厭氧氨氧化的長期影響43-45
• 3.3.4 SDBS與SDS對污泥形態(tài)的影響45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻50-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況56-57
• 致謝57-58

【參考文獻】

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本文編號：965995