反硝化除磷系统中PAOs的微生物形态及群落结构分析
发布时间：2021-09-09 19:32
相比于传统的除磷工艺理论,反硝化除磷工艺以硝酸盐或者亚硝酸盐替代氧气作为除磷的电子受体,实现同步脱氮除磷,理论上能节省碳源、减少剩余污泥产量以及曝气能耗。反硝化聚磷菌（Denitrifying Polyphosphate-accumulating organisms,DPAOs）作为重要的功能微生物,其丰度和活性决定了氮、磷的去除效果。但由于对其微生物群落的组成结构的理解并不完善,不能及时有效地对工艺进行调控,污水处理厂的工艺经常会出现不明原因的脱氮除磷效率低下,不能稳定的运行。因此,对于脱氮除磷微生物进行分子生物学分析能够更好的了解其组成状况,作为理论支撑,能更有利于对工艺的运行调控,指导污水处理厂工艺的高效稳定运行。Accumulibacter作为除磷系统中的优势聚磷菌（Polyphosphate-accumulating organisms,PAOs）,其代谢活动直接影响着工艺的处理效果,对其组成成分进行分析具有重要意义。而普通PAOs和DPAOs并没有一个明显的区分界定,其所具有的除磷、脱氮功能及相关的生物学机制并不是很清晰,研究人员对此问题的观点和看法存在诸多分歧。实际污水处...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反硝化代谢途径[16]
这种新型生物脱氮工艺能经济高效的将废水中含有的NH4-N 去除这类微生物被称作为厌氧氨氧化菌。在缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO电子受体氧化NH4-N 为 N2，无需任何外加碳源[22]。与传统硝化反硝化，这种工艺理论上能节省 62.5%的曝气量，且不用加碳源，剩余污泥产使得处理成本大大降低[23]。厌氧氨氧化作为一种新型的微生物氮转化途变了人们对传统氮循环理论的认识，是对传统硝化-反硝化生物脱氮技革新，可以有效的节省药剂投加费用和曝气过程所需能耗。氧氨氧化过程反应方程式如式 1-5[23]NH4+1.146NO2-+0.071HCO3-+0.057H+→0.986N2+2.002H2O+0.161 NO2+0.071CH1.74O0.31N0.2（1-5）对于传统的污水处理技术，厌氧氨氧化能 100%节省碳源；节约 62.5%能耗；生物量产量少，能实现污泥减量化；不产生或极少产生温室气体厌氧氨氧化技术已经应用在多个领域，如：低 C/N 比城镇生活污水、高圾渗滤液的处理、禽畜养殖废水、味精废水、焦化废水等[24]。厌氧氨代谢通路如图 1-2 所示。
NOB 由不同的 4 类菌构成： -变形菌亚纲（ -Proteobacteria）的硝酸菌属（Nitrobacter）；γ-变形菌亚纲（γ-Proteobacteria）的硝化球菌属（Nitrococcus）；-变形菌亚纲（ -Proteobacteria）的硝化刺菌属（Nitrospina）；硝化螺菌属（Nitrospira）。人们在污水处理系统中硝化细菌优势菌群的组成方面已经开展了大量的研究。Nitrobacter 一直被认为是最主要的 NOB 菌种[30]。然而，近年来在某些污水处理厂[31]、饮用水和土壤系统[32]等的研究结果，表明 Nitrospira 较 Nitrobacter 可能更具优势地位。Fukushima 等[33]研究表明高无机碳（IC）环境中 Nitrospira 处于优势地位，而低无机碳环境以 Nitrobacter 在为主。Nitrospira 被认为多分布于高溶解氧和高基质条件环境中，而在低基质环境 Nitrobacter 可能更常被检测到[34]。也有观点认为。Nitrobacter 是土壤中 NOB 的主导类型，而 Nitrospira 在污水生物处理系统中分布较为广泛[35]；也有一些研究表明，Nitrospira 和 Nitrobacte均存在于城市污水处理厂[36]，甚至 Nitrobacter 在某些污水处理厂的 NOB 种群中占主导地位[37]。由此可见，城市污水处理系统中 NOB 的优势菌群因工艺类型和运行参数的不同而具有各自的特征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子生态学技术用于反硝化微生物群落研究的进展[J]. 张盛博,何小娟,吴海露,王欣泽. 环境科学与技术. 2017(06)
[2]厌氧氨氧化工艺的应用进展[J]. 张正哲,金仁村,程雅菲,周煜璜,布阿依·谢姆古丽. 化工进展. 2015(05)
[3]聚磷菌胞内聚合物的染色条件优化及染色方法比较[J]. 葛艳辉,赵林,周艳. 环境科学与技术. 2014(02)
[4]组合和耦合共生生物处理工艺同步去除废水中碳氮硫的研究进展[J]. 邢保山,陈伸星,郑平,胡宝兰,徐向阳,金仁村. 化工学报. 2013(11)
[5]流式细胞仪的原理、应用及最新进展[J]. 赵书涛,武晓东,王策,陈永勤,唐玉国. 现代生物医学进展. 2011(22)
[6]常温SBR亚硝化快速启动及优化试验研究[J]. 李冬,陶晓晓,李占,王俊安,张杰. 环境科学. 2011(06)
[7]反硝化细菌研究进展[J]. 方晶晶,马传明,刘存富. 环境科学与技术. 2010(S1)
[8]反硝化功能基因——检测反硝化菌种群结构的分子标记[J]. 梁丽华,左剑恶. 微生物学通报. 2009(04)
[9]流式细胞术[J]. 曾令武. 微生物与感染. 2008(02)
[10]短程硝化的生化机理及其动力学[J]. 彭永臻,孙洪伟,杨庆. 环境科学学报. 2008(05)
博士论文
[1]微生物利用糖类和蓝藻等有机物料参与形成腐殖质的研究[D]. 李艳.吉林农业大学 2016
硕士论文
[1]不同供氧策略对SBBR反应器实现短程硝化厌氧氨氧化的影响分析[D]. 王荣娟.湖南大学 2008
本文编号：3392657
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反硝化代谢途径[16]
这种新型生物脱氮工艺能经济高效的将废水中含有的NH4-N 去除这类微生物被称作为厌氧氨氧化菌。在缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO电子受体氧化NH4-N 为 N2，无需任何外加碳源[22]。与传统硝化反硝化，这种工艺理论上能节省 62.5%的曝气量，且不用加碳源，剩余污泥产使得处理成本大大降低[23]。厌氧氨氧化作为一种新型的微生物氮转化途变了人们对传统氮循环理论的认识，是对传统硝化-反硝化生物脱氮技革新，可以有效的节省药剂投加费用和曝气过程所需能耗。氧氨氧化过程反应方程式如式 1-5[23]NH4+1.146NO2-+0.071HCO3-+0.057H+→0.986N2+2.002H2O+0.161 NO2+0.071CH1.74O0.31N0.2（1-5）对于传统的污水处理技术，厌氧氨氧化能 100%节省碳源；节约 62.5%能耗；生物量产量少，能实现污泥减量化；不产生或极少产生温室气体厌氧氨氧化技术已经应用在多个领域，如：低 C/N 比城镇生活污水、高圾渗滤液的处理、禽畜养殖废水、味精废水、焦化废水等[24]。厌氧氨代谢通路如图 1-2 所示。
NOB 由不同的 4 类菌构成： -变形菌亚纲（ -Proteobacteria）的硝酸菌属（Nitrobacter）；γ-变形菌亚纲（γ-Proteobacteria）的硝化球菌属（Nitrococcus）；-变形菌亚纲（ -Proteobacteria）的硝化刺菌属（Nitrospina）；硝化螺菌属（Nitrospira）。人们在污水处理系统中硝化细菌优势菌群的组成方面已经开展了大量的研究。Nitrobacter 一直被认为是最主要的 NOB 菌种[30]。然而，近年来在某些污水处理厂[31]、饮用水和土壤系统[32]等的研究结果，表明 Nitrospira 较 Nitrobacter 可能更具优势地位。Fukushima 等[33]研究表明高无机碳（IC）环境中 Nitrospira 处于优势地位，而低无机碳环境以 Nitrobacter 在为主。Nitrospira 被认为多分布于高溶解氧和高基质条件环境中，而在低基质环境 Nitrobacter 可能更常被检测到[34]。也有观点认为。Nitrobacter 是土壤中 NOB 的主导类型，而 Nitrospira 在污水生物处理系统中分布较为广泛[35]；也有一些研究表明，Nitrospira 和 Nitrobacte均存在于城市污水处理厂[36]，甚至 Nitrobacter 在某些污水处理厂的 NOB 种群中占主导地位[37]。由此可见，城市污水处理系统中 NOB 的优势菌群因工艺类型和运行参数的不同而具有各自的特征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子生态学技术用于反硝化微生物群落研究的进展[J]. 张盛博,何小娟,吴海露,王欣泽. 环境科学与技术. 2017(06)
[2]厌氧氨氧化工艺的应用进展[J]. 张正哲,金仁村,程雅菲,周煜璜,布阿依·谢姆古丽. 化工进展. 2015(05)
[3]聚磷菌胞内聚合物的染色条件优化及染色方法比较[J]. 葛艳辉,赵林,周艳. 环境科学与技术. 2014(02)
[4]组合和耦合共生生物处理工艺同步去除废水中碳氮硫的研究进展[J]. 邢保山,陈伸星,郑平,胡宝兰,徐向阳,金仁村. 化工学报. 2013(11)
[5]流式细胞仪的原理、应用及最新进展[J]. 赵书涛,武晓东,王策,陈永勤,唐玉国. 现代生物医学进展. 2011(22)
[6]常温SBR亚硝化快速启动及优化试验研究[J]. 李冬,陶晓晓,李占,王俊安,张杰. 环境科学. 2011(06)
[7]反硝化细菌研究进展[J]. 方晶晶,马传明,刘存富. 环境科学与技术. 2010(S1)
[8]反硝化功能基因——检测反硝化菌种群结构的分子标记[J]. 梁丽华,左剑恶. 微生物学通报. 2009(04)
[9]流式细胞术[J]. 曾令武. 微生物与感染. 2008(02)
[10]短程硝化的生化机理及其动力学[J]. 彭永臻,孙洪伟,杨庆. 环境科学学报. 2008(05)
博士论文
[1]微生物利用糖类和蓝藻等有机物料参与形成腐殖质的研究[D]. 李艳.吉林农业大学 2016
硕士论文
[1]不同供氧策略对SBBR反应器实现短程硝化厌氧氨氧化的影响分析[D]. 王荣娟.湖南大学 2008
本文编号：3392657
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