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硝化颗粒污泥胞外聚合物及信号分子功能分析 被引量：5
1
作者 陈宁 刘崇 +4 位作者 李玉光 张欣 沈斐 王硕 李激 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期4666-4675,共10页
在SBR中以活性污泥为接种污泥培养自养硝化颗粒污泥.结果表明自养硝化颗粒污泥启动时间长,污泥颗粒化进程控制难度较大,但是仍能形成沉降性较好的自养硝化颗粒污泥,氨氮去除率能够达到90%以上.TB-EPS蛋白质和多糖含量占比最高,在第70d时... 在SBR中以活性污泥为接种污泥培养自养硝化颗粒污泥.结果表明自养硝化颗粒污泥启动时间长,污泥颗粒化进程控制难度较大,但是仍能形成沉降性较好的自养硝化颗粒污泥,氨氮去除率能够达到90%以上.TB-EPS蛋白质和多糖含量占比最高,在第70d时TB-PN为90.69mg/gVSS,TB-PS为53.69mg/gVSS,TB-EPS作为污泥颗粒结构的最核心,在颗粒化过程中发挥重要作用.疏水性的色氨酸和酪氨酸有利于SMP层和LB-EPS增强污泥间的粘附性,从而促进自养硝化颗粒污泥的形成.8种疏水性氨基酸的相对占比由初始的34%上升到最高66%,也表明疏水性氨基酸在絮状污泥颗粒化的关键时期发挥重要作用.聚合链相对占比的升高可以增强污泥间的结合力,β-折叠能提供较多的疏水位点从而促进硝化污泥的聚集,有利于自养硝化颗粒污泥的形成.C4-HSL浓度达到112.00ng/L,其可与LuxR蛋白结合可促进蛋白酶活性和EPS的产生.C6-HSL和C8-HSL对硝化菌群生物膜的形成具有调节作用,C6-HSL在第30d时达到30μg/L,其含量最高表明其在自养硝化颗粒污泥的信号传递中占有重要地位.3OC6-HSL和蛋白质类物质呈正相关,其与SMP-PN和LB-PN的相关性系数为0.77和0.71,可能通过指导蛋白质类物质的合成以增强污泥的粘附性从而有利于污泥微粒的聚集. 展开更多
关键词 自养硝化颗粒污泥 胞外聚合物 EPS荧光光谱 蛋白质二级结构 EPS氨基酸 AHLs
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高氮负荷下硫自养反硝化菌群的胞外聚合物和信号分子特征 被引量：2
2
作者 许炜怡 黄凯文 +3 位作者 刘崇 沈斐 王硕 李激 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4314-4325,共12页
硫自养反硝化工艺(SADN)受水力停留时间(HRT)和进水NO_(3)^(-)-N浓度的影响.通过逐步缩短HRT,提高进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式探究工艺脱氮极限,同时解析在此过程中胞外聚合物(EPS)和信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的变化特征以及微生... 硫自养反硝化工艺(SADN)受水力停留时间(HRT)和进水NO_(3)^(-)-N浓度的影响.通过逐步缩短HRT,提高进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式探究工艺脱氮极限,同时解析在此过程中胞外聚合物(EPS)和信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的变化特征以及微生物群落结构演替过程.在HRT从4.1h缩短至1.0h的过程中,硫自养反硝化菌群可快速适应环境,当HRT=1.0h,进水NO_(3)^(-)-N含量为40mg/L,系统的TN去除率为99.74%,脱氮负荷高达958.53mg/(L·d).在此过程中,EPS含量的增加以TB-PN和TB-PS为主,AHLs含量的增加以C4-HSL为主.较缩短HRT而言,提高进水NO_(3)^(-)-N浓度会促使C4-HSL含量显著增加并导致污泥结构逐渐趋向不稳定状态.C6-HSL是系统内最主要的AHLs,其含量在G4和G7阶段大幅增长是基于系统脱氮能力弱化后微生物所进行的自我调节.微生物群落组成分析表明,系统运行和氮负荷变化会对微生物群落进行驯化选择.在降HRT组中,Proteobacteria的norank_f_Pleomorphomona-daceae作为优势菌属发挥主要作用,为反硝化菌提供底物以维持系统稳定运行.在提高NO_(3)^(-)-N浓度后,UKL 13-1、Simplicispira、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Thermomonas逐渐演变为优势菌属,这些优势菌属均为具备脱氮功能的关键微生物. 展开更多
关键词 硫自养反硝化 脱氮极限 胞外聚合物 酰基高丝氨酸内酯 群体感应
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自养硝化颗粒污泥培养过程及微观特征 被引量：3
3
作者 刘崇 李玉光 +4 位作者 陈宁 张欣 沈斐 王硕 李激 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期4688-4696,共9页
采用SBR以成熟好氧颗粒污泥和絮状活性污泥为接种污泥以期快速培养自养硝化颗粒污泥.实验结果表明,加入成熟好氧颗粒污泥有利于硝化颗粒污泥的快速形成和SBR启动,好氧颗粒污泥可以为硝化细菌提供附着载体,在反应器内快速培养具有良好氨... 采用SBR以成熟好氧颗粒污泥和絮状活性污泥为接种污泥以期快速培养自养硝化颗粒污泥.实验结果表明,加入成熟好氧颗粒污泥有利于硝化颗粒污泥的快速形成和SBR启动,好氧颗粒污泥可以为硝化细菌提供附着载体,在反应器内快速培养具有良好氨氮转化效果的自养硝化颗粒污泥.EPS对自养硝化颗粒污泥的形成和聚集具有重要作用,TB-EPS蛋白质多糖含量最高,分别达到192.197、59.380mg/g vss,表明自养硝化颗粒污泥最核心的TB-EPS层微生物间交流密集,TB-EPS在自养硝化颗粒污泥形成过程中发挥重要作用.疏水性的色氨酸和酪氨酸达到70%有利于为SMP-EPS和LB-EPS提供较多的疏水性吸附位点,从而增强污泥间的粘附性并促进自养硝化颗粒污泥的形成.TB-EPS中腐殖酸和可溶性微生物代谢物占比增多有利于增强自养硝化颗粒污泥的絮凝能力.谷氨酸作为碳和氮代谢之间的交叉点其占比达到11.18%~13.64%,是生物机体内氮代谢的基本氨基酸,脯氨酸含量的增加有助于维持膜结构的稳定性.自养硝化颗粒污泥酰胺Ⅰ区的蛋白质二级结构α-螺旋、β-转角和反向β-折叠等聚集有利结构远高于聚集不利结构,表明培养过程中自养硝化颗粒污泥的稳定性增强. 展开更多
关键词 自养硝化颗粒污泥 胞外聚合物 三维荧光 傅里叶红外光谱 蛋白质二级结构 氨基酸
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