阴离子表面活性剂对Anammox细菌活性影响研究

发布时间：2017-10-03 18:19

  本文关键词：阴离子表面活性剂对Anammox细菌活性影响研究

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【摘要】：厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)工艺,是一种重要的新型生物脱氮工艺,它能在厌氧条件下,以亚硝氮作为电子受体,直接将氨氮转化为氮气。相比传统的硝化／反硝化处理工艺,厌氧氨氧化工艺具有无需曝气和投加有机碳源、剩余污泥产率低、几乎没有CO2的排放等优点,但是因其反应器的启动周期长,对废水水质敏感,严重限制了该工艺的实际应用。表面活性剂是一种应用广泛但具有生物毒性的有机物。随着表面活性剂大量使用,应用厌氧氨氧化工艺时不可避免会遇见含有表面活性剂的污水,如纺织废水、制革废水,且目前世界范围使用的表面活性剂多为阴离子表面活性剂,因此,考察阴离子表面活性剂对厌氧氨氧化菌的毒性,探索含阴离子表面活性剂的氨氮污水可否由厌氧氨氧化工艺处理,对拓展厌氧氨氧化工艺应用非常具有必要性。本文探究了两种直链烷基阴离子表面活性剂对厌氧氨氧化过程脱氮效率的影响,分别为十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS)和十二烷基硫酸钠(sodium deodecyl sulfate, SDS)。 SDS对厌氧氨氧化菌的脱氮活性产生了不可逆的抑制作用,随着SDS浓度由0增加到150 mg/L,脱氮速率从6.7±0.6降低至1.4±0.1mg-NgVSS-1h-1,菌活性下降了约80%。但是,SDBS对厌氧氨氧化菌脱氮效率的影响并不大。研究表明SDBS和SDS都不会破坏厌氧氨氧化菌的细胞膜结构。通过关键酶活性的测定发现亚硝酸盐还原酶的活性被SDS严重抑制,50,100,150 mg/L的SDS使酶活性相较于空白组分别下降了58.8±8.2%,37.0±6.6%和16.2±4.9%。NIR酶活的抑制程度和厌氧氨氧化过程的抑制程度非常接近,表明了厌氧氨氧化过程的抑制主要是因为SDS对NIR酶造成的抑制作用引起的。在长期实验中,针对10-150 mg/L的表面活性剂对厌氧氨氧化脱氮活性的长期毒性进行研究。结果表明,50 mg/L以下的SDBS和SDS对厌氧氨氧化菌的脱氮性能影响较小,100 mg/L以上SDS会极大抑制菌体活性,造成脱氮速率降低至0.30 kg-N/m3/d以下,仅为对照试验组的50%。相比单一表面活性剂,SDBS与SDS等比混合后的表面活性剂会对厌氧氨氧化菌体产生更大的毒性。表面活性剂对厌氧氨氧化菌具有慢性毒性,导致污泥颜色由红转黑,颗粒粒径减小。实验结果表明,在应用厌氧氨氧化工艺时需考虑废水中表面活性剂含量。
【关键词】：厌氧氨氧化 表面活性剂 生物脱氮 十二烷基苯磺酸钠 十二烷基硫酸钠
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 水体中氮的来源和危害10-11
• 1.2 传统生物脱氮工艺11-15
• 1.3 厌氧氨氧化技术15-19
• 1.3.1 厌氧氨氧化菌的种类15
• 1.3.2 厌氧氨氧化菌细胞结构15-16
• 1.3.3 厌氧氨氧化细菌活性影响因素16-18
• 1.3.4 厌氧氨氧化反应器机理18-19
• 1.4 厌氧氨氧化工艺应用现状及存在问题19-20
• 1.5 水体中表面活性剂污染20-21
• 1.6 研究目的、意义与研究内容21-23
• 1.6.1 研究目的和意义21
• 1.6.2 研究内容21
• 1.6.3 技术路线21-23
• 2 表面活性剂对厌氧氨氧化污泥及关键酶的短期影响23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 实验材料和方法23-29
• 2.2.1 实验材料23-25
• 2.2.2 主要仪器设备25-26
• 2.2.3 批式实验26-27
• 2.2.4 分析方法27
• 2.2.5 粗酶的制备和酶活性测定27-28
• 2.2.6 酶蛋白二级空间结构表征28
• 2.2.7 统计学分析28-29
• 2.3 结果与讨论29-36
• 2.3.1 表面活性剂对厌氧氨氧化污泥短期影响研究29-31
• 2.3.2 表面活性剂抑制后的厌氧氨氧化污泥的恢复31-33
• 2.3.3 表面活性剂对厌氧氨氧化污泥关键酶的影响33-34
• 2.3.4 蛋白质空间二级结构表征34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 表面活性剂对厌氧氨氧化污泥的长期抑制作用37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 实验装置与方法37-40
• 3.2.1 实验装置37-38
• 3.2.2 反应器进水38-39
• 3.2.3 分析方法39
• 3.2.4 扫描电镜样品制备方法39-40
• 3.3 结果与讨论40-47
• 3.3.1 不同浓度SDBS对厌氧氨氧化的长期影响及恢复40-41
• 3.3.2 不同浓度SDS对厌氧氨氧化的长期影响及恢复41-43
• 3.3.3 SDBS与SDS混合液对厌氧氨氧化的长期影响43-45
• 3.3.4 SDBS与SDS对污泥形态的影响45-47
• 3.4 本章小结47-49
• 结论49-50
• 参考文献50-56
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况56-57
• 致谢57-58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐崇俭;郑平;MAHMOOD Q;陈建伟;;Effect of substrate concentration on stability of anammox biofilm reactors[J];Journal of Central South University of Technology;2010年01期

2 崔励;王雅娜;;表面活性剂废水处理研究现状与展望[J];工业水处理;2008年02期

3 刘永江;王丹;王升军;王永江;;表面活性剂废水处理技术进展[J];黑龙江农业科学;2007年05期

4 魏福祥;郝莉莉;王金梅;;表面活性剂对环境的污染及检测研究进展[J];河北工业科技;2006年01期

5 范京惠;左玉柱;李一经;;细胞凋亡的研究进展[J];东北农业大学学报;2005年06期

6 赵庆良;李巍;;废水脱氮工艺的原理、特征与应用[J];黑龙江大学自然科学学报;2005年05期

7 王晓莲,王淑莹,马勇,彭永臻;A~2O工艺中反硝化除磷及过量曝气对生物除磷的影响[J];化工学报;2005年08期

8 曾文军,王柳均,樊翌明,吴志华;细胞凋亡的流式细胞仪检测技术研究进展[J];医学文选;2005年03期

9 刘伍梅,汪铭书,程安春;细胞凋亡检测技术的研究进展[J];中国兽医科技;2004年11期

10 郑平,胡宝兰;厌氧氨氧化菌混培物生长及代谢动力学研究[J];生物工程学报;2001年02期

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1 陈金銮;氨氮的电化学氧化技术及其应用研究[D];清华大学;2008年

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