反硝化型厌氧甲烷氧化古菌和细菌的协同富集及影响因素研究
发布时间：2021-09-21 22:15
反硝化型厌氧甲烷氧化过程（denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO）耦合了甲烷的厌氧氧化过程和反硝化过程,可以同时去除甲烷和氮素污染物,在废水生物脱氮领域具有较好应用前景。参与DAMO过程的微生物包括硝酸盐型厌氧甲烷氧化（nitrate-dependent anaerobic methane oxidation,Na-DAMO）古菌和亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,Ni-DAMO）细菌。DAMO微生物的富集培养通常采用序批式反应器（sequencing batch reactor,SBR）和中空纤维膜反应器（hollow-fiber membrane biofilm reactor,Hf MBR）,但两种装置富集DAMO微生物耗时较长,限制了DAMO工艺的推广应用。本论文针对Na-DAMO古菌和Ni-DAMO细菌联合培养中存在的问题,研究了循环流量、膜丝填充密度、接种物浓度、串联Hf MBR以及Fe2+浓度对富集DAMO微生物的影响...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M.oxfera细胞扫描电镜（a,b）和透射电镜（c,d）图像（a和b：细胞表面纵向嵴和端头帽状结构；c：横向截面多边形结构；d：细胞质中的电子轻微粒，标尺为500nm）[29]
浙江大学硕士学位论文1引言6图1-2M.nitroreducens细胞透射电镜照片（a：上方M.nitroreducens细胞形成的团聚体；b：M.nitroreducens细胞与细胞之间的直接接触（箭）和细胞旁的小管状结构（箭头），a和b的标尺分别为500nm和200nm）[30]Fig.1-2TransmissionelectronmicrographsofM.nitroreducenscells(a:OverviewoftheenrichmentcultureshowingaggregatesofM.nitroreducensatthetop;b:putativecell-to-cellcontacts(arrows)andtubules(arrowhead).Scalebar=5μm(a),200nm(b))1.4.3DAMO微生物的主代谢通路Ni-DAMO细菌和Na-DAMO古菌均能在厌氧条件下将甲烷转化为二氧化碳，但二者采用完全不同的代谢路径。Ni-DAMO细菌采用好氧甲烷途径来氧化甲烷，通过一种特殊的内产氧途径产生所需的氧气[24]。好氧甲烷氧化的第一步为甲烷转化为甲醇，催化该步骤的功能酶为颗粒型甲烷单加氧酶（particulatemethanemonooxygenase,pMMO），编码该功能酶的基因包含pmoABC三个亚基，其中pmoA具有高度的保守性[32]，可用作Ni-DAMO细菌的系统发育和定量分析。之后甲醇经一系列催化反应最终被转化为二氧化碳（图1-3）。反硝化过程在细胞周质中进行[33]，亚硝酸盐首先在cd1型亚硝酸盐还原酶（cd1-typenitritereductase,cd1-Nir）的催化下生成NO，NO继而在NO歧化酶的作用下分解为N2和O2。图1-3Ni-DAMO细菌的主代谢路径[24]Fig.1-3ThecentralmetabolicpathwayofNi-DAMObacteria
浙江大学硕士学位论文1引言6图1-2M.nitroreducens细胞透射电镜照片（a：上方M.nitroreducens细胞形成的团聚体；b：M.nitroreducens细胞与细胞之间的直接接触（箭）和细胞旁的小管状结构（箭头），a和b的标尺分别为500nm和200nm）[30]Fig.1-2TransmissionelectronmicrographsofM.nitroreducenscells(a:OverviewoftheenrichmentcultureshowingaggregatesofM.nitroreducensatthetop;b:putativecell-to-cellcontacts(arrows)andtubules(arrowhead).Scalebar=5μm(a),200nm(b))1.4.3DAMO微生物的主代谢通路Ni-DAMO细菌和Na-DAMO古菌均能在厌氧条件下将甲烷转化为二氧化碳，但二者采用完全不同的代谢路径。Ni-DAMO细菌采用好氧甲烷途径来氧化甲烷，通过一种特殊的内产氧途径产生所需的氧气[24]。好氧甲烷氧化的第一步为甲烷转化为甲醇，催化该步骤的功能酶为颗粒型甲烷单加氧酶（particulatemethanemonooxygenase,pMMO），编码该功能酶的基因包含pmoABC三个亚基，其中pmoA具有高度的保守性[32]，可用作Ni-DAMO细菌的系统发育和定量分析。之后甲醇经一系列催化反应最终被转化为二氧化碳（图1-3）。反硝化过程在细胞周质中进行[33]，亚硝酸盐首先在cd1型亚硝酸盐还原酶（cd1-typenitritereductase,cd1-Nir）的催化下生成NO，NO继而在NO歧化酶的作用下分解为N2和O2。图1-3Ni-DAMO细菌的主代谢路径[24]Fig.1-3ThecentralmetabolicpathwayofNi-DAMObacteria
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展[J]. 王光华,刘俊杰,于镇华,王新珍,金剑,刘晓冰. 生物技术通报. 2016(02)
[2]生物膜厚度对膜曝气生物膜反应器硝化性能的影响[J]. 王荣昌,肖帆,赵建夫. 高校化学工程学报. 2015(01)
[3]淹水水稻土中氨氧化古菌丰度和群落结构演替特征[J]. 宋亚珩,王媛媛,李占明,王保莉,曲东. 农业环境科学学报. 2014(05)
[4]污泥接种量对复合生物膜反应器启动的影响[J]. 姜丽丽,周律,方国锋,李思敏,李哿. 中国给水排水. 2012(07)
[5]印染废水混凝脱色与染料结构及混凝剂种类间的关系[J]. 卢建杭,刘维屏,张刚,潘春秀. 工业水处理. 1999(04)
博士论文
[1]亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化细菌培养条件优化及其生态功能[D]. 何崭飞.浙江大学 2016
[2]规模化猪场废水处理系统中氧化塘产甲烷和脱氮微生物学机理研究[D]. 袁梦冬.浙江大学 2016
硕士论文
[1]亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化细菌富集培养优化及影响因素研究[D]. 华淼莲.浙江大学 2019
[2]厌氧氨氧化污泥活性指纹的研究[D]. 胡倩怡.浙江大学 2018
[3]饮用水给水系统中微生物群落时空分布及其动态变化规律研究[D]. 任红星.浙江大学 2016
本文编号：3402590
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M.oxfera细胞扫描电镜（a,b）和透射电镜（c,d）图像（a和b：细胞表面纵向嵴和端头帽状结构；c：横向截面多边形结构；d：细胞质中的电子轻微粒，标尺为500nm）[29]
浙江大学硕士学位论文1引言6图1-2M.nitroreducens细胞透射电镜照片（a：上方M.nitroreducens细胞形成的团聚体；b：M.nitroreducens细胞与细胞之间的直接接触（箭）和细胞旁的小管状结构（箭头），a和b的标尺分别为500nm和200nm）[30]Fig.1-2TransmissionelectronmicrographsofM.nitroreducenscells(a:OverviewoftheenrichmentcultureshowingaggregatesofM.nitroreducensatthetop;b:putativecell-to-cellcontacts(arrows)andtubules(arrowhead).Scalebar=5μm(a),200nm(b))1.4.3DAMO微生物的主代谢通路Ni-DAMO细菌和Na-DAMO古菌均能在厌氧条件下将甲烷转化为二氧化碳，但二者采用完全不同的代谢路径。Ni-DAMO细菌采用好氧甲烷途径来氧化甲烷，通过一种特殊的内产氧途径产生所需的氧气[24]。好氧甲烷氧化的第一步为甲烷转化为甲醇，催化该步骤的功能酶为颗粒型甲烷单加氧酶（particulatemethanemonooxygenase,pMMO），编码该功能酶的基因包含pmoABC三个亚基，其中pmoA具有高度的保守性[32]，可用作Ni-DAMO细菌的系统发育和定量分析。之后甲醇经一系列催化反应最终被转化为二氧化碳（图1-3）。反硝化过程在细胞周质中进行[33]，亚硝酸盐首先在cd1型亚硝酸盐还原酶（cd1-typenitritereductase,cd1-Nir）的催化下生成NO，NO继而在NO歧化酶的作用下分解为N2和O2。图1-3Ni-DAMO细菌的主代谢路径[24]Fig.1-3ThecentralmetabolicpathwayofNi-DAMObacteria
浙江大学硕士学位论文1引言6图1-2M.nitroreducens细胞透射电镜照片（a：上方M.nitroreducens细胞形成的团聚体；b：M.nitroreducens细胞与细胞之间的直接接触（箭）和细胞旁的小管状结构（箭头），a和b的标尺分别为500nm和200nm）[30]Fig.1-2TransmissionelectronmicrographsofM.nitroreducenscells(a:OverviewoftheenrichmentcultureshowingaggregatesofM.nitroreducensatthetop;b:putativecell-to-cellcontacts(arrows)andtubules(arrowhead).Scalebar=5μm(a),200nm(b))1.4.3DAMO微生物的主代谢通路Ni-DAMO细菌和Na-DAMO古菌均能在厌氧条件下将甲烷转化为二氧化碳，但二者采用完全不同的代谢路径。Ni-DAMO细菌采用好氧甲烷途径来氧化甲烷，通过一种特殊的内产氧途径产生所需的氧气[24]。好氧甲烷氧化的第一步为甲烷转化为甲醇，催化该步骤的功能酶为颗粒型甲烷单加氧酶（particulatemethanemonooxygenase,pMMO），编码该功能酶的基因包含pmoABC三个亚基，其中pmoA具有高度的保守性[32]，可用作Ni-DAMO细菌的系统发育和定量分析。之后甲醇经一系列催化反应最终被转化为二氧化碳（图1-3）。反硝化过程在细胞周质中进行[33]，亚硝酸盐首先在cd1型亚硝酸盐还原酶（cd1-typenitritereductase,cd1-Nir）的催化下生成NO，NO继而在NO歧化酶的作用下分解为N2和O2。图1-3Ni-DAMO细菌的主代谢路径[24]Fig.1-3ThecentralmetabolicpathwayofNi-DAMObacteria
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展[J]. 王光华,刘俊杰,于镇华,王新珍,金剑,刘晓冰. 生物技术通报. 2016(02)
[2]生物膜厚度对膜曝气生物膜反应器硝化性能的影响[J]. 王荣昌,肖帆,赵建夫. 高校化学工程学报. 2015(01)
[3]淹水水稻土中氨氧化古菌丰度和群落结构演替特征[J]. 宋亚珩,王媛媛,李占明,王保莉,曲东. 农业环境科学学报. 2014(05)
[4]污泥接种量对复合生物膜反应器启动的影响[J]. 姜丽丽,周律,方国锋,李思敏,李哿. 中国给水排水. 2012(07)
[5]印染废水混凝脱色与染料结构及混凝剂种类间的关系[J]. 卢建杭,刘维屏,张刚,潘春秀. 工业水处理. 1999(04)
博士论文
[1]亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化细菌培养条件优化及其生态功能[D]. 何崭飞.浙江大学 2016
[2]规模化猪场废水处理系统中氧化塘产甲烷和脱氮微生物学机理研究[D]. 袁梦冬.浙江大学 2016
硕士论文
[1]亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化细菌富集培养优化及影响因素研究[D]. 华淼莲.浙江大学 2019
[2]厌氧氨氧化污泥活性指纹的研究[D]. 胡倩怡.浙江大学 2018
[3]饮用水给水系统中微生物群落时空分布及其动态变化规律研究[D]. 任红星.浙江大学 2016
本文编号：3402590
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