蒙脱石和丝瓜络强化厌氧氨氧化菌群耐受低温性能的研究

发布时间：2020-06-06 15:54

【摘要】：厌氧氨氧化(Anammox)具有脱氮效率高、需氧量低、剩余污泥产量少和运行费用低等优点,是一种极具前景的废水生物脱氮技术。但是在小于25℃的低温条件下该技术脱氮效率低是限制其在城市污水脱氮应用的一个重要瓶颈。为增强Anammox低温耐受性,本文拟采用加入蒙脱石载体的Anammox批式反应器和以丝瓜络作为填料的Anammox上流式连续流反应器两种方式探究载体投入对Anammox抵抗低温的可行性。研究考察了反应器启动过程中投加载体对Anammox污泥团聚性能的影响,着重通过逐步降温的方式考察了反应器在低温(25℃-10℃)条件下的脱氮性能,利用扫描电镜观察结合高通量测序和代谢组学的方法揭示了载体强化Anammox菌群耐受低温性能的机理。得到如下结果:(1)蒙脱石和丝瓜络载体的添加都能成功启动Anammox反应器,且两者都能提高Anammox反应器的低温脱氮性能。在低温25℃~10℃运行阶段,添加蒙脱石的批式反应器的总脱氮效率(NRR)能保持在0.3-0.35 kg-N/(m~3·d),显著高于空白不添加组;而添加丝瓜络的上流式连续流反应器在25℃-10℃NRR更是高达3 kg-N/(m~3·d)。(2)蒙脱石作为载体具有良好的吸附细菌和NH_4~+的能力,从而促进Anammox菌生长,而且能提高厌氧氨氧化污泥的团聚性能以抵御低温。此外,蒙脱石能提高Anammox菌群低温代谢活性,促进具有较强低温耐受能力的Candidatus Brocadia菌的生长,从而强化了Anammox菌群耐受低温的性能。(3)丝瓜络疏松多孔,且可作为缓释碳源,生物亲和性高,促进了厌氧氨氧化菌吸附在其表面并且形成稳定的生物膜从而抵御低温胁迫。此外,丝瓜络可促进反硝化菌生长,体系中反硝化菌与Anammox菌的协作在反应器低温脱氮过程中发挥了重要作用。总之,蒙脱石和丝瓜络载体都有助于Anammox菌群抵御低温胁迫强化脱氮,研究为应用Anammox工艺处理低温城市污水提供了可行解决方案。
【图文】：

图 1-1 厌氧氨氧化菌细胞结构模型[17]Fig.1-1 Cell structure model of anammox bacteria[18]化反应的分子机理件下，，以氨作为电子供体，将亚硝酸盐还原成氮气的生氧化反应（anaerobic ammonia oxidation, Anammox）Er

厌氧氨氧化菌K.stuttgartienses的代谢途径及关键酶[23]
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

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本文编号：2699916