反硝化菌脫氮特性及介體加速反硝化作用研究.pdf

1、針對目前比較嚴(yán)重的氮污染問題,生物脫氮技術(shù)備受關(guān)注,但傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)反應(yīng)速率較慢,有關(guān)加速生物脫氮技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)。而最近研究表明,某些含有醌類結(jié)構(gòu)特殊物質(zhì)對一些污染物降解有加速作用,主要在偶氮染料和硝基化合物方面,但有關(guān)醌類化合物作為氧化還原介體加速反硝化脫氮過程的研究甚少,故本課題開展氧化還原介體加速反硝化用研究。
　　 本課題進(jìn)行了反硝化污泥馴化,考察了厭氧反硝化污泥最佳碳源,并篩選蒽醌、1,5-二氯蒽醌、1,8-二氯

2、蒽醌和1,4,5,8-四氯蒽醌4種結(jié)構(gòu)相似的醌類化合物為氧化還原介體,考察了其加速污泥反硝化的作用,測定了反應(yīng)過程中pH、氧化還原電位的變化。研究結(jié)果表明,馴化污泥反硝化最佳碳源為甲醇；4種結(jié)構(gòu)相似的醌類化合物均可加速污泥反硝化作用,在0mmol·L-1～10mmol·L-1投加范圍內(nèi),介體濃度越高加速作用越明顯,4種介體濃度達(dá)10mmol·L-1時,可提高反硝化速率l～1.2倍；污泥反硝化過程中pH升高后穩(wěn)定在9.2左右,投加4種介體

3、后反應(yīng)體系pH升高趨勢變緩,當(dāng)介體濃度為10mmol·L-1時,蒽醌pH上升后穩(wěn)定在9.0,1,5-二氯蒽醌pH穩(wěn)定在7.4左右,1,8-二氯蒽醌pH穩(wěn)定在7.3左右,1,4,5,8-四氯蒽醌pH上升后穩(wěn)定在8.0左右；污泥反硝化過程中,體系氧化還原電位迅速下降后穩(wěn)定在-300mV左右,投加介體后,氧化還原電位下降幅度減小,介體濃度為10mmol·L-1時,蒽醌穩(wěn)定氧化還原電位為-260mV左右,1,5-二氯蒽醌穩(wěn)定電位為-150mV左

4、右,1,8-二氯蒽醌穩(wěn)定電位為-170mV左右,1,4,5,8-四氯蒽醌穩(wěn)定電位約為-190mV。
　　 同時,從馴化的反硝化污泥中分離篩選出優(yōu)勢反硝化副球菌GW1(Genebank登錄序列號為GU111570),考察了其最佳生長條件和反硝化影響因素,初步探討了氧化還原介體加速菌株GW1反硝化作用的機(jī)理。結(jié)果表明,菌株GW1最佳生長和反硝化溫度范圍為35℃～40℃；最佳pH范圍為7.0～9.0；適宜碳源為丁二酸鈉和無水乙酸鈉；以

5、丁二酸鈉為碳源的反硝化過程中,最佳碳氮比為6:1；溶解氧濃度為4mg·L-1(搖床轉(zhuǎn)速為150r·min-1)時,反硝化細(xì)菌生長最快。以1,5-二氯蒽醌為氧化還原介體,進(jìn)行介體加速反硝化反應(yīng)機(jī)理初步探索,結(jié)果表明,1,5-二氯蒽醌可加速菌株GW1的反硝化作用,1,5-二氯蒽醌對硝酸鹽和亞硝酸鹽氮的還原均有加速作用；其加速反硝化的推測機(jī)理是:反硝化過程是硝酸鹽還原酶、亞硝酸酸鹽還原酶和輔酶協(xié)同完成,而1,5-二氯蒽醌起到類似輔酶Q和NAD