《亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化群落演替機理及工藝強化研究》是依託浙江大學，由胡寶蘭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化群落演替機理及工藝強化研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：胡寶蘭
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以亞硝酸鹽為電子受體氧化甲烷的亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化（N-DAMO）是最近環境科學與工程領域的一個重大發現，以此為基礎研發的N-DAMO工藝由於可實現對亞硝酸鹽和甲烷兩種污染物的同步去除而在環境工程領域具有很高的開發套用價值。但在前期的研究中發現，儘管採用無機培養基，獲得的N-DAMO富集物中總伴生有反硝化菌，反硝化菌的存在降低了N-DAMO菌的富集度，並影響該工藝的脫氮除碳效果，目前對這類伴生菌沒有相關研究。搞清楚反硝化菌和N-DAMO菌的伴生關係，闡明群落演替機理;在此基礎上建立N-DAMO數學模型，利用模型最佳化反應器設計和運行，強化N-DAMO工藝並建立反應器運行評價和控制系統,為該工藝的工程化套用提供理論依據。搞清反硝化菌和N-DAMO菌的伴生關係，不僅可以豐富微生物學內容，也有助於該工藝的開發套用，推動新型低耗的厭氧生物脫氮除碳工藝同時減少溫室氣體N2O和甲烷的排放。
結題摘要
亞硝酸鹽型厭氧甲烷氧化（N-DAMO）過程是近年來微生物生態學領域和環境科學與工程領域的重大發現，以此為基礎研發的N-DAMO工藝可實現對亞硝酸鹽和甲烷兩種污染物的同步去除，具有很高的開發套用價值。探明反硝化菌和N-DAMO菌的伴生關係，闡明群落演替機理，在此基礎上建立N-DAMO數學模型，最佳化反應器設計和運行，強化N-DAMO工藝並建立反應器運行評價和控制系統,不僅可以豐富微生物學內容，也有助於該工藝的開發套用，推動新型低耗的厭氧生物脫氮除碳工藝同時減少溫室氣體一氧化二氮和甲烷的排放。通過研究本項目已圓滿完成了計畫任務，取得以下成果：探明了N-DAMO細菌與反硝化菌之間的伴生關係；探明了N-DAMO細菌對金屬元素Fe和Cu的需求量；富集了嗜鹽N-DAMO細菌並研究了其基本生理特性；最佳化了N-DAMO菌生長的環境條件；富集獲得了N-DAMO菌新種，並且觀察到了蜂窩狀N-DAMO微菌落；最佳化了NC10門特異性引物，並提出靈敏度更高的PCR方案；探明了生長因子對N-DAMO過程及其功能微生物的影響，並進一步最佳化培養基配方；研究了水-第二液相體系對N-DAMO細菌富集培養的影響；探明了DAMO微生物在完成反硝化型厭氧甲烷氧化過程中對於甲烷的競爭機制；探明了不同污泥濃度對甲烷驅動的亞硝酸鹽還原反應器內微生物群落結構和功能基因的影響；在機理解析及條件最佳化的基礎上，強化並調控了N-DAMO的工藝運行和富集培養，明顯加快了N-DAMO微生物的富集培養速度並明顯提升了N-DAMO反應器的運行負荷，為該工藝的工程化套用提供了很好的理論依據。本項目目前共發表學術論文12篇，其中被SCI收錄10篇，另有修改和在審論文4篇；授權/申請專利12項，其中發明專利6項；培養博士研究生2名，碩士研究生4名。
