Anammox菌的金屬暴露響應(yīng)及其耦合脫氮的數(shù)學(xué)模擬.pdf

1、大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過(guò)的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均己在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。作者簽名大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解學(xué)校有關(guān)學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)

2、權(quán)的規(guī)定，在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于大連理工大學(xué)，允許論文被查閱和借閱。學(xué)校有權(quán)保留論文并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印、或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文題目：△墜墊墅Q 苧苴的金屬墨露咆厘厘甚掇盒照氫鰉鏨堂攫撻比L ． ．作者簽名： 士鯉 日期：叢f 笠年—止月皇△日導(dǎo)師簽名 ： 萄牲 日期： ．2Q l 笠 年—止月血

3、日答辯委員會(huì)主席： 趁牲& 日期：2 Q f 主年—生月五日A n 鋤m o x 菌的金屬暴露響應(yīng)及其耦合脫氮的數(shù)學(xué)模擬A B S T R A C TT h e a I l a e r o b i ca m m o n i a o x i d i z i n g ( A n a m m o x ) p r o c e s s h a s b e e n p u tf o 刑a r d a Sa I le 伍c i e n ta

4、n de n v i r o m n e n t a l l y 銜e n d l y t e c l l I l o l o g y t o n ．e a t w a s t e w a t e r ，m o u 曲也e m 句o r i t ) ，o fA n a m m o x r e s e a r c h a r es t i U i n l a b —s c a l e ．T h ee x t r e m e l ys l

5、o w l y g r o w t hr a t e o fA n a m m o xb a c t e r i aw h i c h c a u s e sr a t h e rl o n gs t a r t - u pp e r i o di sm e m o s t o b s t a c l ei n t l l e a p p l i c a t i o no f t 1 1 eA n a I m n o xp r o c

6、e s s ．1 1 1a d d i t i o n ，t l l e r e a r es t i U m a I l yi r 曲b i t o r y f - a c t o r s s u c ha sh e a v yI n e t a l sa 1 1 do 瑪a m c m a _ t t e rt 1 1 a tm n d e r m e w i d e s p r e a d a p p l i c a t i o

7、n o f m e A n a m m o x p r o c e s s ．T os o l v et h e s ep r o b l e m s ，m ed i s s e r t a t i o ns y s t e m a t i c a l l yi n V e s t i g a t e dt 1 1 e e f ．f e c t s o fh e a V ym e t a l s ( i n c l u d i n gC

8、 d ，A g ，H g ，P b ) a I l d 仃a c ee l e m e n t so f F ea n dM n o nA n 觚1 I I l o xb a c t e r i a ．A n d o n m i sb a s i s ，ap r o m i s i n g2 L l t e m a t i V et oe n h a l l c et h ea c t i V i t ) ra n d p r o m

9、o t em e 鏟o w t l l r a t eo fA n a m m o xb i o m a S sw a S d e v e l o p e d ．M e a I 】- w 1 1 i l e ，am a m e m a t i c m o d e lw a S d e v e l o p e df o rd e s c r i b i n gh n e t i c s i I lt l l e t 1 1 es i m

10、u l t a n e o u sA n a m m o x a n d h e t e r o 仃o p l l i cd e l l i t r i f i c a t i o n ( S A D )p r o c e s sa Sw e l l a Si d e n t i 母i n g 廿l e k e yo p e r a t i o n a l f ．a(chǎn) c t o r s a n dt l l e m o s ti n n

11、 u e n t i 2 L l b n e t i cp a r a m e t e r s ．S o m e i I l l l o V a t i V ec o n c l u s i o n s h a V e b e e n m a d e a Sf o l l o w s ：( 1 ) C d 2 + ，A g + ，H 9 2 + a n dP b 2 + c o u l de x e r t d i f - f e r

12、e n t l e V e l s o f i n l l i b i t i o n o nA n a m m o xb a C t e r i a ．T h e I l i 仃o g e nr e m o v a l r a t e ，h y d r a Z i n ed e h y d r o g e n a S e ( H D H ) a c t i V i t ) r a S 、Ⅳe na sh e m ec c o n c

13、e 曲眥i o n 、Ⅳe r ed 印r e s s e da 舭r a2 4 - h e x p o s u r et o 也o s em e t a l s ．C d 2 + a I l dH 9 2 + e x e n e ds u s t a i n e dt o x i c i 夠o nA n a m m o xb i o m a S s ，b u t m a l —e f ! E ．e c t so fA 礦a n dP

14、b 2 + c o u l d r e s u m et oa1 a r g ee x t e n tw i m i I l9 6h ．T h eo r d e r o f t 1 1 e i n l l i b i t o 巧e f | f e c t sw a S d e t e m i n e d a sC d 2 + > A 礦>H 9 2 + > P b 2 + ．( 2 ) T h ea p p r o p

15、 r i a t ei n c r e a S eo f F e 2 + c o u l d e I l l l a n c et h e1 1 i 仃o g e nr e m o V a l r a t e o fA n 猢o xb a C t e r i a w i t h m ee l e V a t e d H D H a c t i V i 夠a I l d h e m ecs y n t l l e s i s ．C o r

16、 l t i I l u o u s e x p e r i m e n t sd e m o n s 仃a t e d 也a t 也el l i t r o g e n r e m o v a lr a t e se l e v a t e dw i t l l i n c r e a S eo f f ．e r r o u si r o ni nr a l l g eo fO ．0 3 —0 ．1 2m M ．T h e i 1 1

17、 c r e a s e df I e r r o u si r o nc o n c e I l 仃a t i o na l s op r o m o t e dh e m ec S y n t l l e s i sa I l dH D H a c t i V i t ) r ．T h eo p t i m a lF e 2 + c o n c e n 缸a t i o no f 0 ．0 9m M c a ne l e V a t

18、 et 1 1 e n i 仰g e n r e m o V a lr a t e b y3 2 ．2 ％a 1 1 d s h o r t e n e dm es t a r t - u pt i m eo fA n 鋤m o x p r o c e s sb y2 8 ％．H o w e V e r ，t 1 1 ei n c r e a s eo f F e 2 + t o0 ．18m M c o u l d d e p r e

19、s sA n a m m o x b a c t e r i aa c t i v 時(shí)a n d 向r t l l e rd e t e r i o r a t e1 1 i 仃o g e n r e m o V a l p e r f ．o m l a n c e ．( 3 ) T h ee x i s t e n c eo fM n 0 2 c o u l dr e l i e v et h ea d v e r s ei m p

20、a c t so n t l l e A n a I 】[ u 1 1 0 x b a c t e r i a丘o m m es u b s 僦e si n1 1 i g hc o n c e n 仃a t i o n ，Ⅱm se I l l l a n c i n gt 1 1 em a 】( i I l l u 工n1 1 i t r o g e n l o a d i n g r a t e ，n i t r o g e n r

21、 e m o V a l r a t ea I l dH D H a c t i v 時(shí)o f A n a m m o x b a c t e r i ab y6 6 ．9 ％、9 8 ．2 ％a I l d7 6 ．7 ％，r e s p e c t i V e l y ．F u n h e m o r e ，M 1 1 0 2 a d d i t i o n a l s or e s u l t e di n t h es t m

22、c t u r a lc h a l l g e so f t 1 1 e c e l l s ．( 4 ) A m a t h e m a t i cm o d e lw a S d e V e l o p e df o rd e s c r i b i n gt 1 1 e 1 1 i t r o g e na n do r g 砌c c a r b o nr e m o V a lV i at h es i m u l 伽e o

23、u sA n 舭m o xa n dh e t e r o t r o p l l i c d e m t r i f i c a t i o n ( S A D ) p r o c e s s —B o t l l m e C ／N 0 3 - Na 1 1 dt 1 1 ep o p u l a t i o n r a t i o o f h e t e r o t r o p l l i cd e n i t r i 母i n g

24、b a c t e r i a t oA n a m m o xb a c t e r i a 涵Ⅸ蝌) s i g n i f i c a n t l ya 虢c tt 1 1 e n i t r o g e nr e m o v a lp e r f o m a c eo fm eS A D p r o c e s s ．T h e C ／N 0 3 - No f1 ．5 —2 ．0 w i t ht h ep o p u l a