外源醌類氧化還原介體對Anammox細菌活性影響研究.pdf

1、碩士學位論文細菌活性影響研究StudyonEffectsofExogenousQuinoidRedoxMediatorsonActivityofAnammoxBiomass學號：21118006完成日期：2Q!壘生壘旦大連理工文學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要厭氧氨氧化(Anaerobicammoniumoxidation，AnoJninox)工藝被廣泛認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，如：無需外加氧氣和有機碳源，剩余污泥產(chǎn)量低，沒有溫室氣體N20和C02的排放。盡管如此，厭氧氨氧化反應器啟動所需時間較長，而且對廢水的水質(zhì)要求較高，這成為限制該工藝工業(yè)化應用的主要瓶頸。本文的研究目的是探索介體強化技術能否應用于厭氧氨氧化工藝，通過促進厭氧氨氧化生物的代謝活性，加速細菌的分裂過程，最終縮短厭氧氨氧

3、化反應器的啟動時間。本文首次探究了外源性醌類氧化還原介體對于Anammox細菌脫氮能力及其關鍵酶活性的作用，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)。結果表明隨著氧化還原介體投加量的增加，Anammox細菌的脫氮性能呈現(xiàn)下降趨勢。如，當AQC投加量為O8mM時，總氮去除速率驟降至172mgN／gVSS／h，僅為對照實驗

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于Anammox細菌的肼脫氫酶，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作用。與未投加介體的對照組相比，提高程度約06至3倍。Anammox細菌特殊的梯形脂膜結構能夠阻斷醌類介體與厭氧氨氧化體內(nèi)的關鍵酶的相互作用，推測其是造成兩種不同效應的主要原因。基于以上研究結果，本文深入研究了外源性醌類氧化還原介體對于Anammox細

5、菌肼脫氫酶活性影響的機理。結果表明，厭氧氨氧化過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，約為未萃取時的60％。重新向酶促反應體系中投加O06mM的輔酶Q可以使酶活性基本恢復到正常水平，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。與輔酶Q相比，外源性醌類氧化還原介體能夠顯著增強肼脫氫酶的活性。介體的