《活性污泥內聚物驅動反硝化微生物代謝機理及過程控制》是依託湖南大學，由李小明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：活性污泥內聚物驅動反硝化微生物代謝機理及過程控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李小明
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碳源缺乏是目前困擾城市污水處理脫氮除磷的核心問題之一。外碳源豐富-貧乏的污水運行模式可誘導微生物產生體內儲能聚合物積累/分解的代謝回響。申請人擬將這一代謝行為與污水中氮的去除偶聯，使其中的部分有機物通過細胞體內聚合物過量累積以去除，累積的聚合物進一步作為後續反硝化電子供體，從而實現細胞聚合物驅動的反硝化生物脫氮。該過程有望解決生物脫氮碳源缺乏的問題，還可同步降低去除有機物所需能耗，因而極具套用潛力。課題擬對這一過程開展基礎科學研究，融合水處理工程學、微生物學及生物化學等多學科的理論與分析方法，探尋細胞聚合物形成模式及形成種類與碳源類型的關係，研究該過程微生物代謝特徵及回響、細胞聚合物形成/分解與氮元素去除的代謝偶在線上制，獲得細胞聚合物驅動反硝化的最佳化控制條件，並建立定量表達的脫氮預測模型。通過揭示微生物內聚物驅動反硝化的作用機制，豐富現有的生物脫氮理論，並為進一步工程套用提供科學依據。
結題摘要
外碳源豐富-貧乏的污水運行模式可誘導微生物產生細胞內儲能聚合物的累積/分解的代謝相應。本項目將微生物儲能代謝與污水中氮的去除進行偶聯，使污水中的有機物主要通過細胞內聚合物的過量積累來去除，並將積累的聚合物作為後續反硝化的電子供體，實現細胞聚合物驅動後反硝化過程。此過程不僅能解決反硝化需投加外碳源的問題，同時減少有機物去除時的能量消耗，大大降低脫氮成本，極具套用潛力。在課題組全體成員的共同努力下，我們按項目任務書的要求，融合水處理工程學、微生物學及生物化學等多學科的理論與分析方法，圍繞研究任務開展工作，取得了一系列重要的成果：研究了細胞聚合物的形成種類與碳源類型的關係；研究了實現細胞內聚物驅動後反硝化的控制條件和基質的代謝途徑；分析了細胞聚合物驅動後反硝化過程中物質能量代謝過程與污水中氮元素轉移的偶聯規律；分析了聚合物驅動後反硝化系統中的儲能微生物、脫氮微生物和除磷微生物特徵及與系統反硝化脫氮除磷效果之間的關係。本項目研究成果揭示了微生物以體內儲存的聚合物來驅動反硝化過程的作用機制，豐富了現有的生物脫氮除磷理論，並為日後的工程設計提供了必要的理論基礎。
