《多途徑電子傳遞體系下ANAMMOX機理研究》是依託哈爾濱工業大學，由高大文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多途徑電子傳遞體系下ANAMMOX機理研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高大文
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
相比傳統生物脫氮技術，厭氧氨氧化(ANAMMOX)工藝可以節省90%的運行費用和50%的空間。但是ANAMMOX菌生長緩慢，啟動期較長且不穩定。強化ANAMMOX菌在系統中的優勢是提高該工藝效能的關鍵。從熱力學和基因組學角度分析，ANAMMOX菌以小分子有機物、鐵錳離子、NO和N2O為潛在電子供體或受體的新型代謝途徑具有理論基礎。本課題將以現有ANAMMOX菌混培物為起點，通過AMBR反應器富集和Percoll梯度密度離心技術獲得高純度（99.5%以上）ANAMMOX菌種，然後藉助穩定同位素示蹤技術和實時定量PCR等分析手段，分析不同電子傳遞體系下ANAMMOX過程的可行性、效率及代謝途徑，考察潛在電子供體和受體對ANAMMOX菌生長的促進作用，並探索實現超短程CANON工藝（CANON-O）的最佳化條件，最終為開發出更高效、穩定且低成本的ANAMMOX脫氮工藝提供科學技術支撐。
結題摘要
相比傳統生物脫氮技術，厭氧氨氧化(Anammox)工藝可以節省90%的運行費用和50%的空間。但是Anammox菌生長緩慢，啟動期較長且不穩定。本課題以Anammox快速啟動為起點，獲得較高純度Anammox菌種，然後藉助穩定同位素示蹤技術和單細胞分析手段，分析不同潛在電子供體和受體對Anammox過程的效率及代謝途徑的影響，為Anammox工藝的高效穩定運行提供理論基礎。Anammox啟動過程中強化Anammox菌在系統中的優勢是提高該工藝效能的關鍵。反應器的較長持留時間和接種較高Anammox豐度和較高的群落均勻度的污泥都有利於Anammox的快速啟動。從熱力學和基因組學角度分析，Anammox菌以小分子有機物和鐵錳離子為潛在電子供體或受體的功能，在試驗中發現0.08mM的Fe2+和0.05mM的Mn4+有利於強化Anammox脫氮效率，同時鐵離子有充當Anammox菌潛在電子受體的能力。在低濃度乙酸鹽和丙酸鹽條件下J. asiatica為優勢菌種的Anammox富集培養物能夠以較低的生長速率生長。低濃度的乙酸鹽（≤30 mg/L）和丙酸鹽（≤50 mg/L）對Anammox菌脫氮過程無明顯影響（P＞0.05）；在較高濃度的乙酸鹽（≥ 240 mg/L）和丙酸鹽（≥400 mg/L）培養條件下，NH4+-N去除率顯著下降（P＜0.001）。乙酸鹽與丙酸鹽的加入會不同程度地刺激J. asiatica 對13C和15N的吸收，但是J. asiatica對15N與13C的代謝不是同步的，其對乙酸/丙酸的代謝途徑傾向於利用其做為電子供體。Anammox快速啟動研究和潛在電子受體的影響，為開發出更高效、穩定且低成本的Anammox脫氮工藝提供科學技術支撐。
