UASB中微生物群體行為及AHLs介導的感應調節(jié)機制
發(fā)布時間：2021-06-08 22:39
有機物的厭氧消化,是在產酸發(fā)酵菌群、產氫產乙酸菌群和產甲烷菌群等協(xié)同作用下完成的,克服產氫產乙酸反應和產甲烷反應對厭氧消化進程的限速作用,是進一步提高厭氧消化系統(tǒng)的效能和運行穩(wěn)定性的關鍵。厭氧污泥顆�；�,不僅提高了污泥的產氫產乙酸和產甲烷活性,還具有沉降速率快、產泥率低和耐沖擊負荷強等優(yōu)點,在工程實踐中廣泛地應用。但是對污泥顆�；^程和微生物學機制的研究尚未深入。群體感應（Quorum Sensing,QS）系統(tǒng)可控制微生物活性和胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）合成等多種群體行為,為解析厭氧顆粒污泥的形成及功能菌群間相互間的協(xié)調機制帶來了全新的視角,將對厭氧生物處理技術和理論的發(fā)展具有重要意義。本研究以兩個升流式厭氧污泥床反應器（Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB）的啟動及調控運行為基礎,分別從厭氧污泥的馴化、有機負荷（Organic Loading Rate,OLR）提升、污泥負荷（Sludge Loading Rate,SLR）提升、溫度降低、外加C6-HSL在顆...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：169 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
群體感應系統(tǒng)作用機制示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文期（Phase III），耗盡 H2后繼續(xù)培養(yǎng) 4 d 為饑餓期（Phase IV）。在培養(yǎng)的第 1、3、5 和 10 d，分別取出 3 個培養(yǎng)體系提取 QS 信號分子，結果如圖 3-1 D 所示，隨著培養(yǎng)時間的延長，C4-HSL 的含量逐步增加，在 Phase I~IV 中，C4-HSL 的含量依次為 0.03、0.13、0.19 和 0.70 μg/L，當 HA 菌群處于饑餓期（Phase IV）時，培養(yǎng)體系內還檢測出 0.10 μg/L 的 C8-HSL 和 0.18 μg/L 的 OXOC14-HSL。并且，在饑餓期（Phase IV）時，培養(yǎng)體系內的總 AHLs 濃度顯著高于其余 3 個時期，表明 QS 系統(tǒng)可能介導了 HA 菌群應對饑餓的策略。
- 38 -圖 3-2 SBOB、SEOB 和 SPOB 培養(yǎng)體系中丁酸（A）、乙醇（C）和丙酸（E）的轉化能力及相應的Ls 動態(tài)（B，D 和 F）。熱圖中的數據經歸一化處理，誤差棒長度代表三次重復實驗的標準偏差。紅、藍色、綠色和粉色箭頭分別代表在 Phase I、Phase II、Phase III 和 Phase IV 中采集 AHLs 的時間點Fig. 3-2 Conversation of butyrate (A), ethanol (C) and propionate (E) and the corresponding dynamics oHLs (B, D and F) with the fermentation phased of functional flora SBOB, SEOB and SPOB, respectively.ndividual AHLs concentrations presented in heatmap were normalized. Error bars are defined as standardviation of three biological replicates. The red, blue, green and pink arrow represents sampling time of PhasI, Phase II, Phase III and Phase IV, respectively.在培養(yǎng)的第 1、4、9 和 21 d，分別取出 3 個培養(yǎng)體系提取 QS 信號分子，果如圖 3-2 D 所示，培養(yǎng)體系中 C4-HSL 的含量隨著培養(yǎng)時間的延長而增加 Phase I~ Phase IV 時，其含量依次為 0.34、0.22、0.47 和 0.87 μg/L。C12-HS
【參考文獻】：
期刊論文
[1]ABR啟動期運行效能及互營產甲烷菌群的分布特征[J]. 班巧英,劉琦,張立國,李建政. 中國環(huán)境科學. 2018(09)
[2]活性污泥胞外多聚物提取方法的比較[J]. 孫秀玥,唐珠,楊新萍. 環(huán)境科學. 2018(07)
[3]同型產乙酸菌研究進展及其環(huán)境生物技術應用[J]. 謝麗,杜詩云,卜凡. 同濟大學學報(自然科學版). 2018(01)
[4]廢水處理中群體感應調控行為研究進展[J]. 李松亞,費學寧,焦秀梅,王樂,邢燕軍. 應用生態(tài)學報. 2018(03)
[5]污水廠暫停運行條件下活性污泥呼吸速率及EPS變化[J]. 李仁運,李志華,楊成建,董曉宇. 應用化工. 2018(02)
[6]活性炭脫色糖蜜酵母廢水混合營養(yǎng)培養(yǎng)蛋白核小球藻凈化水質[J]. 張會貞,陳嬌敏,魏東. 現代食品科技. 2017(08)
[7]活性污泥EPS生成的影響因素研究[J]. 代莎莎,包常華. 水科學與工程技術. 2017(02)
[8]細菌群體感應“合作-欺騙”研究進展[J]. 賴柏民,汪美貞,沈東升. 應用生態(tài)學報. 2017(05)
[9]鋅銅脅迫對Bacillus vallismortis EPS組分變化特征及其吸附性能的影響[J]. 簡靜儀,宋衛(wèi)鋒,李海宇,楊梓亨,丁培菲. 環(huán)境科學學報. 2017(06)
[10]厭氧氨氧化污泥群體感應信號分子檢測及影響研究[J]. 陳舒涵,李安婕,王越興,吳玲娟. 環(huán)境科學. 2017(03)
博士論文
[1]常/低溫下AHLs類群體感應信號分子對SBBR系統(tǒng)影響的研究[D]. 胡惠秩.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]ABR厭氧消化過程的數值模擬與反應動力學分析[D]. 施恩.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]廢水處理微生物胞外聚合物成分及表面特性[D]. 張鵬.重慶大學 2016
[4]UASB和ABR系統(tǒng)中產氫產乙酸菌群對OLR與pH的生態(tài)響應規(guī)律[D]. 張立國.哈爾濱工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]產氫產乙酸和產甲烷反應對厭氧消化限速作用的比較分析[D]. 王祥錕.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]厭氧顆粒污泥群感作用及調控研究[D]. 丁養(yǎng)城.浙江工商大學 2015
[3]產氫產乙酸互營共培養(yǎng)體的結構改良與基質轉化能力研究[D]. 劉崇.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號：3219348
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：169 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
群體感應系統(tǒng)作用機制示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文期（Phase III），耗盡 H2后繼續(xù)培養(yǎng) 4 d 為饑餓期（Phase IV）。在培養(yǎng)的第 1、3、5 和 10 d，分別取出 3 個培養(yǎng)體系提取 QS 信號分子，結果如圖 3-1 D 所示，隨著培養(yǎng)時間的延長，C4-HSL 的含量逐步增加，在 Phase I~IV 中，C4-HSL 的含量依次為 0.03、0.13、0.19 和 0.70 μg/L，當 HA 菌群處于饑餓期（Phase IV）時，培養(yǎng)體系內還檢測出 0.10 μg/L 的 C8-HSL 和 0.18 μg/L 的 OXOC14-HSL。并且，在饑餓期（Phase IV）時，培養(yǎng)體系內的總 AHLs 濃度顯著高于其余 3 個時期，表明 QS 系統(tǒng)可能介導了 HA 菌群應對饑餓的策略。
- 38 -圖 3-2 SBOB、SEOB 和 SPOB 培養(yǎng)體系中丁酸（A）、乙醇（C）和丙酸（E）的轉化能力及相應的Ls 動態(tài)（B，D 和 F）。熱圖中的數據經歸一化處理，誤差棒長度代表三次重復實驗的標準偏差。紅、藍色、綠色和粉色箭頭分別代表在 Phase I、Phase II、Phase III 和 Phase IV 中采集 AHLs 的時間點Fig. 3-2 Conversation of butyrate (A), ethanol (C) and propionate (E) and the corresponding dynamics oHLs (B, D and F) with the fermentation phased of functional flora SBOB, SEOB and SPOB, respectively.ndividual AHLs concentrations presented in heatmap were normalized. Error bars are defined as standardviation of three biological replicates. The red, blue, green and pink arrow represents sampling time of PhasI, Phase II, Phase III and Phase IV, respectively.在培養(yǎng)的第 1、4、9 和 21 d，分別取出 3 個培養(yǎng)體系提取 QS 信號分子，果如圖 3-2 D 所示，培養(yǎng)體系中 C4-HSL 的含量隨著培養(yǎng)時間的延長而增加 Phase I~ Phase IV 時，其含量依次為 0.34、0.22、0.47 和 0.87 μg/L。C12-HS
【參考文獻】：
期刊論文
[1]ABR啟動期運行效能及互營產甲烷菌群的分布特征[J]. 班巧英,劉琦,張立國,李建政. 中國環(huán)境科學. 2018(09)
[2]活性污泥胞外多聚物提取方法的比較[J]. 孫秀玥,唐珠,楊新萍. 環(huán)境科學. 2018(07)
[3]同型產乙酸菌研究進展及其環(huán)境生物技術應用[J]. 謝麗,杜詩云,卜凡. 同濟大學學報(自然科學版). 2018(01)
[4]廢水處理中群體感應調控行為研究進展[J]. 李松亞,費學寧,焦秀梅,王樂,邢燕軍. 應用生態(tài)學報. 2018(03)
[5]污水廠暫停運行條件下活性污泥呼吸速率及EPS變化[J]. 李仁運,李志華,楊成建,董曉宇. 應用化工. 2018(02)
[6]活性炭脫色糖蜜酵母廢水混合營養(yǎng)培養(yǎng)蛋白核小球藻凈化水質[J]. 張會貞,陳嬌敏,魏東. 現代食品科技. 2017(08)
[7]活性污泥EPS生成的影響因素研究[J]. 代莎莎,包常華. 水科學與工程技術. 2017(02)
[8]細菌群體感應“合作-欺騙”研究進展[J]. 賴柏民,汪美貞,沈東升. 應用生態(tài)學報. 2017(05)
[9]鋅銅脅迫對Bacillus vallismortis EPS組分變化特征及其吸附性能的影響[J]. 簡靜儀,宋衛(wèi)鋒,李海宇,楊梓亨,丁培菲. 環(huán)境科學學報. 2017(06)
[10]厭氧氨氧化污泥群體感應信號分子檢測及影響研究[J]. 陳舒涵,李安婕,王越興,吳玲娟. 環(huán)境科學. 2017(03)
博士論文
[1]常/低溫下AHLs類群體感應信號分子對SBBR系統(tǒng)影響的研究[D]. 胡惠秩.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]ABR厭氧消化過程的數值模擬與反應動力學分析[D]. 施恩.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]廢水處理微生物胞外聚合物成分及表面特性[D]. 張鵬.重慶大學 2016
[4]UASB和ABR系統(tǒng)中產氫產乙酸菌群對OLR與pH的生態(tài)響應規(guī)律[D]. 張立國.哈爾濱工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]產氫產乙酸和產甲烷反應對厭氧消化限速作用的比較分析[D]. 王祥錕.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]厭氧顆粒污泥群感作用及調控研究[D]. 丁養(yǎng)城.浙江工商大學 2015
[3]產氫產乙酸互營共培養(yǎng)體的結構改良與基質轉化能力研究[D]. 劉崇.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號：3219348
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