ANAMMOX体系中氨与硫酸盐生物转化途径及其分子生物学解析
发布时间：2021-11-19 01:17
氨与硫酸盐在厌氧氨氧化体系中发生的同步转化现象长期以来被认为是在厌氧氨氧化菌作用下氨与硫酸盐相互间的生物转化,但在相关研究报道中,氨与硫酸盐的转化现象与同步转化机理存在N/S摩尔转化比差异较大、产物不明确等矛盾。近年来,有研究者提出硫酸盐还原氨氧化现象是氨与硫酸盐两者各自独立转化,其中氨由进入反应器的氧气在氨氧化菌作用下发生氧化,硫酸盐由体系中污泥微生物衰亡释放出的有机物在硫酸盐还原菌作用下发生异养还原。目前关于这种新观点的依据仍存在不足,缺少对同步转化过程中相关细菌群落及功能微生物的检测数据和硫酸盐转化过程中的碳源及产物检测数据。针对以上不足,本研究通过连续流与批式实验,检测实验过程中的基质浓度、ORP、碳源数据;通过高通量测序法测定实现长期稳定同步转化现象的污泥样品中微生物群落结构变化以及含功能基因apsA、amoA、narG、hzsB的微生物丰度变化。通过上述手段和方法,对以下3个方面内容进行研究:（1）ANAMMOX体系中NH4+与SO42-发生同步转化现象的一般性条件;（2）硫酸盐转化过程...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物硫循环Fig.1-1Biologicalcycleofsulfur
1.1.3 生物氮循环含氮废水是工业生产过程中常见的废水，其中氮素的主要形态为氨态氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及有机氮。氮素在自然环境中的循环示意图如图1-2所示。其中固氮作用是植物养分的主要来源，氨化反应则是将动植物含有的有机氮化合物分解成氨，硝化反应、反硝化、异化硝酸盐还原和厌氧氨氧化反应在氮循环中也扮演着不可或缺的角色。依靠自然环境中氮素循环规律来治理含氮废水是经济有效的处理方式，通过人为调控放大脱氮功能菌间的相互作用，将废水中的氨态氮转化为氮气排入空气，是国内外学者处理含氮废水研究的重点方向。现行生物脱氮工艺中主要以氨化、硝化和反硝化作用为理论指导处理含氮废水。图1-2 生物氮循环Fig.1-2 Biological cycle of nitrogen随着研究者们对于氮循环的探索不断深入，厌氧氨氧化（ANAMMOX）这一生物脱氮反应开始进入人们的视野。厌氧氨氧化是在厌氧或者微氧环境下，直接进行 NO2-与 NH4+生物转化的反应过程，其反应方程式如 Eq1 所示[9]。这一生物转化方式具有污泥产量小、无需添加碳源、脱氮效率高优点
并结合氨与硫酸盐转化产物检测数据确定 ANAMMOX 体系中氨与硫酸盐生物转化途径。图 1-3 为本研究技术路线。图1-3 技术路线Fig.1-3 Route of experimental study
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐生物还原过程中涉硫组分代谢特性[J]. 姚琪,黄建洪,杨磊,吴熙,胡学伟. 环境工程学报. 2018(10)
[2]硫酸盐还原氨氧化体系中基质转化途径[J]. 完颜德卿,黄勇,毕贞,刘忻,姚鹏程,张文静. 环境科学. 2017(08)
[3]HABR反应器硫酸盐型厌氧氨氧化启动特性研究[J]. 李军,向韬,郑驰骏. 工业水处理. 2016(11)
[4]以SRB颗粒污泥为载体的硫酸盐型厌氧氨氧化的启动研究[J]. 李军,向韬,郑驰骏. 安全与环境学报. 2016(04)
[5]粉煤灰对硫酸盐型厌氧氨氧化驯化过程的影响[J]. 蒋永荣,秦永丽,刘可慧. 生态环境学报. 2016(08)
[6]海岸盐沼湿地可培养硫酸盐还原菌多样性及其时空变化规律[J]. 公丕贤,幸颖,薛雅蓉,刘常宏. 江苏农业科学. 2016(04)
[7]乌梁素海湖滨湿地硫酸盐还原菌种群分布[J]. 刘建丽,赵吉,武琳慧. 农业环境科学学报. 2016(02)
[8]硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的启动特性[J]. 秦永丽,蒋永荣,刘成良,刘可慧,黎海清,刘远志,王昭,郭丹妮,陆冬云,孙振举,卢青青,李良剑. 环境工程学报. 2015(12)
[9]pH值促进硫酸盐型厌氧氨氧化的快速启动[J]. 马文娟,赵东风,刘春爽,刘思瑶. 化学与生物工程. 2015(10)
[10]从亚硝酸还原厌氧氨氧化转变为硫酸盐型厌氧氨氧化[J]. 刘正川,袁林江,周国标,李晶. 环境科学. 2015(09)
硕士论文
[1]厌氧氨氧化中试反应器中微生物结构研究[D]. 刘凯.苏州科技大学 2017
[2]硫酸盐型厌氧氨氧化同步脱氮除硫实验研究[D]. 王慧.沈阳工业大学 2017
[3]硫酸盐型厌氧氨氧化的启动及微生物群落结构解析[D]. 刘正川.西安建筑科技大学 2015
[4]硫酸盐型厌氧氨氧化的启动特性与影响因素研究[D]. 赖杨岚.华南理工大学 2011
[5]厌氧条件下氨氧化、反硫化及其相互作用基础研究[D]. 王蔚蔚.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3503992
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物硫循环Fig.1-1Biologicalcycleofsulfur
1.1.3 生物氮循环含氮废水是工业生产过程中常见的废水，其中氮素的主要形态为氨态氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及有机氮。氮素在自然环境中的循环示意图如图1-2所示。其中固氮作用是植物养分的主要来源，氨化反应则是将动植物含有的有机氮化合物分解成氨，硝化反应、反硝化、异化硝酸盐还原和厌氧氨氧化反应在氮循环中也扮演着不可或缺的角色。依靠自然环境中氮素循环规律来治理含氮废水是经济有效的处理方式，通过人为调控放大脱氮功能菌间的相互作用，将废水中的氨态氮转化为氮气排入空气，是国内外学者处理含氮废水研究的重点方向。现行生物脱氮工艺中主要以氨化、硝化和反硝化作用为理论指导处理含氮废水。图1-2 生物氮循环Fig.1-2 Biological cycle of nitrogen随着研究者们对于氮循环的探索不断深入，厌氧氨氧化（ANAMMOX）这一生物脱氮反应开始进入人们的视野。厌氧氨氧化是在厌氧或者微氧环境下，直接进行 NO2-与 NH4+生物转化的反应过程，其反应方程式如 Eq1 所示[9]。这一生物转化方式具有污泥产量小、无需添加碳源、脱氮效率高优点
并结合氨与硫酸盐转化产物检测数据确定 ANAMMOX 体系中氨与硫酸盐生物转化途径。图 1-3 为本研究技术路线。图1-3 技术路线Fig.1-3 Route of experimental study
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐生物还原过程中涉硫组分代谢特性[J]. 姚琪,黄建洪,杨磊,吴熙,胡学伟. 环境工程学报. 2018(10)
[2]硫酸盐还原氨氧化体系中基质转化途径[J]. 完颜德卿,黄勇,毕贞,刘忻,姚鹏程,张文静. 环境科学. 2017(08)
[3]HABR反应器硫酸盐型厌氧氨氧化启动特性研究[J]. 李军,向韬,郑驰骏. 工业水处理. 2016(11)
[4]以SRB颗粒污泥为载体的硫酸盐型厌氧氨氧化的启动研究[J]. 李军,向韬,郑驰骏. 安全与环境学报. 2016(04)
[5]粉煤灰对硫酸盐型厌氧氨氧化驯化过程的影响[J]. 蒋永荣,秦永丽,刘可慧. 生态环境学报. 2016(08)
[6]海岸盐沼湿地可培养硫酸盐还原菌多样性及其时空变化规律[J]. 公丕贤,幸颖,薛雅蓉,刘常宏. 江苏农业科学. 2016(04)
[7]乌梁素海湖滨湿地硫酸盐还原菌种群分布[J]. 刘建丽,赵吉,武琳慧. 农业环境科学学报. 2016(02)
[8]硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的启动特性[J]. 秦永丽,蒋永荣,刘成良,刘可慧,黎海清,刘远志,王昭,郭丹妮,陆冬云,孙振举,卢青青,李良剑. 环境工程学报. 2015(12)
[9]pH值促进硫酸盐型厌氧氨氧化的快速启动[J]. 马文娟,赵东风,刘春爽,刘思瑶. 化学与生物工程. 2015(10)
[10]从亚硝酸还原厌氧氨氧化转变为硫酸盐型厌氧氨氧化[J]. 刘正川,袁林江,周国标,李晶. 环境科学. 2015(09)
硕士论文
[1]厌氧氨氧化中试反应器中微生物结构研究[D]. 刘凯.苏州科技大学 2017
[2]硫酸盐型厌氧氨氧化同步脱氮除硫实验研究[D]. 王慧.沈阳工业大学 2017
[3]硫酸盐型厌氧氨氧化的启动及微生物群落结构解析[D]. 刘正川.西安建筑科技大学 2015
[4]硫酸盐型厌氧氨氧化的启动特性与影响因素研究[D]. 赖杨岚.华南理工大学 2011
[5]厌氧条件下氨氧化、反硫化及其相互作用基础研究[D]. 王蔚蔚.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3503992
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