甜菜碱对Fe3+胁迫下DAMO-Anammox系统的改善及影响机制

DAMO-Anammox系统是由反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)古菌和Anammox(厌氧氨氧化)细菌组成的协同脱氮甲烷减排系统,DAMO古菌以甲烷为电子供体,将硝酸盐还原成亚硝酸盐供厌氧氨氧化细菌使用.有研究表明Fe³⁺可以显著提高Anammox活性,但浓度过高会产生抑制.本文以DAMO-Anammox系统为研究对象,考察了Fe³⁺和甜菜碱对系统的影响,探索了高浓度Fe³⁺抑制后添加甜菜碱恢复系统性能的可能性,通过批次实验和动力学模型拟合确定了最佳Fe³⁺和甜菜碱浓度.通过长期实验分析了Fe³⁺胁迫下DAMO-Anammox系统加入甜菜碱后的菌群演变与基因丰度变化,结合胞外聚合物和电子传递活性变化进一步分析其生物学机制.实验结果表明甜菜碱加入系统后先作为相容溶质可缓解Fe³⁺的胁迫,短期内有利于DAMO-Anammox系统性能的提高.但长期运行过程中,甜菜碱将作为甲基供体提...     

反硝化型甲烷厌氧氧化（DAMO）系统温度耦合模型研究

对Anammox-DAMO系统、Nitrite-DAMO系统、Nitrate-DAMO系统进行基质降解动力学研究,建立了3个DAMO系统温度耦合模型,并对建立的温度耦合模型进行拟合分析.结果表明,二级基质降解动力学能更好地描述Anammox-DAMO系统脱氮动力学行为,半级基质降解动力学能更好地描述Nitrite-DAMO系统和Nitrate-DAMO系统脱氮动力学过程.在15~50 ℃条件下,3个系统脱氮效率均在35 ℃时达到最高,对脱氮动力学的评估表明,3个系统反应动力学均符合Arrhenius方程.根据动力学模拟得出,Anammox-DAMO系统受高温影响更明显,而另外两个 系统则受低温影响更明显.     

pH对Anammox-DAMO同步除碳脱氮系统N2O产消影响及模型研究

以Anammox-DAMO为研究对象，通过批次试验探究了不同pH(5.5、6.5、7.0、7.5、8.5)条件下系统的脱氮性能和N₂O的产消.结果表明：NH₄⁺降解速率在pH为7.0时达到最大值，NO₃^-降解速率在pH为6.5～7.5时达到最大值；相关性分析表明，N₂O峰值浓度与NO₃^-降解速率呈负相关关系(r=-0.994,p=0.001<0.01)，在pH 6.5～7.5时，N₂O峰值浓度最小，且N₂O在此pH范围下最快达到峰值.选用酶促反应动力学模型对该过程进行拟合，拟合结果能较好体现N₂O变化趋势，在pH为6.5～7.5时，N₂O还原酶的最大比合成/活化速率(V_max)达到最大，相反，酶诱导的半饱和常数(K_E,i)在此pH范围下达到最小.在不同pH下，NO_3<...