外源醌類氧化還原介體對(duì)Anammox細(xì)菌活性影響研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文細(xì)菌活性影響研究StudyonEffectsofExogenousQuinoidRedoxMediatorsonActivityofAnammoxBiomass學(xué)號(hào)：21118006完成日期：2Q!壘生壘旦大連理工文學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要厭氧氨氧化(Anaerobicammoniumoxidation，AnoJninox)工藝被廣泛認(rèn)為是一種重要的新型生物脫氮工

2、藝，該工藝可以在厭氧條件下，以N02。作為電子受體，直接將NH4轉(zhuǎn)化為N2。與傳統(tǒng)的硝化／反硝化工藝相比，該工藝具有諸多優(yōu)勢(shì)，如：無(wú)需外加氧氣和有機(jī)碳源，剩余污泥產(chǎn)量低，沒(méi)有溫室氣體N20和C02的排放。盡管如此，厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，而且對(duì)廢水的水質(zhì)要求較高，這成為限制該工藝工業(yè)化應(yīng)用的主要瓶頸。本文的研究目的是探索介體強(qiáng)化技術(shù)能否應(yīng)用于厭氧氨氧化工藝，通過(guò)促進(jìn)厭氧氨氧化生物的代謝活性，加速細(xì)菌的分裂過(guò)程，最終縮短厭氧氨氧

3、化反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間。本文首次探究了外源性醌類氧化還原介體對(duì)于Anammox細(xì)菌脫氮能力及其關(guān)鍵酶活性的作用，選用的三種氧化還原介體(RedoxMediators，RMs)為：蒽醌一2，6一二磺酸鈉(AQDS)，2一羥基一1，4一萘醌(LAw)和蒽醌一2一羧酸(AQC)。結(jié)果表明隨著氧化還原介體投加量的增加，Anammox細(xì)菌的脫氮性能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。如，當(dāng)AQC投加量為O8mM時(shí)，總氮去除速率驟降至172mgN／gVSS／h，僅為對(duì)照實(shí)驗(yàn)

4、組的20％。外源性醌類氧化還原介體的生物毒性作用可能是造成這種現(xiàn)象的主要原因。然而，氧化還原介體的投加對(duì)于Anammox細(xì)菌的肼脫氫酶，硝酸鹽還原酶和亞硝酸鹽還原酶的活性均有不同程度的促進(jìn)作用。與未投加介體的對(duì)照組相比，提高程度約06至3倍。Anammox細(xì)菌特殊的梯形脂膜結(jié)構(gòu)能夠阻斷醌類介體與厭氧氨氧化體內(nèi)的關(guān)鍵酶的相互作用，推測(cè)其是造成兩種不同效應(yīng)的主要原因。基于以上研究結(jié)果，本文深入研究了外源性醌類氧化還原介體對(duì)于Anammox細(xì)

5、菌肼脫氫酶活性影響的機(jī)理。結(jié)果表明，厭氧氨氧化過(guò)程的電子傳遞途徑需要輔酶Q的參與。由粗酶中萃取出近60％的輔酶Q將使得肼脫氫酶的活性降低到088gMcyto—c／mgpro／min，約為未萃取時(shí)的60％。重新向酶促反應(yīng)體系中投加O06mM的輔酶Q可以使酶活性基本恢復(fù)到正常水平，相同劑量的外源性醌類介體(AQDS和2甲基1，4萘醌，MQ)的投加同樣可以使酶活性得到恢復(fù)。與輔酶Q相比，外源性醌類氧化還原介體能夠顯著增強(qiáng)肼脫氫酶的活性。介體的