Biological indicators for assessment of the nitrification activity: using a full-scale biological nitrogen removal process for coke wastewater as an example

論文翻譯標題: 微生物硝化?能評估生物指標:以實場煉焦廢水生物除氮系統為例
  • 林 如樺

學生論文: Doctoral Thesis

摘要

生物廢水處理系統是處理煉焦廢水中一個經濟性的方法,煉焦廢水含有酚類有機物以及非有機物組成包含氰離子、硫氰根離子與氨氮。一旦未經處理的廢水排放至環境中,這些汙染物可能會對生態與河川水質造成破壞。 而分子生物學中的各種生物指標有助於我們測量與評判生物廢水處理系統中的生物?能。生物指標包含基因含量、基因表現與微生物組成等。在硝化反應當中,氨氧化菌可使用氨氮藉由氨氧化反應產生亞硝酸並得到能量。amoA是氨氧化反應中的一個重要基因,它參與了氨氮轉為羥胺的步驟。 為了使用生物處理方法處理煉焦廢水,氮的去除包含硝化、脫硝作用,以及有機物的降解是必要的。然而依賴自營作用的硝化菌生長速率緩慢而使硝化作用在煉焦廢水處理系統中相對敏感且容易被抑制。 為了降低煉焦廢水處理系統因硝化抑制而失常的頻率,本研究目的在於建立分子生物指標以評估實場硝化活性,並藉由實場水質變化檢核其作為生物活性評估指標之適用性。分子生物指標包括使用定量型聚合?鏈鎖反應分析amoA基因含量、mRNA表現量以及nitrobacter 16S rRNA and nitrospira 16S rRNA的基因含量,以及使用終端限制片段長度多態性與定序分析氨氧化族群組成。 藉由分析實場廢水處理程序中硝化槽的水質,可發現氨氮的去除率會伴隨高氨氮濃度的進流而降低,在不同的進流氨氮濃度下,氨氧化菌群數量和amoA mRNA表現保持穩定,但氨氧化菌族群則會隨之變化。例如具有終端限制片段長度 F491/R491的氨氧化菌 Nitrosomonas eutropha可在高氨氮後期被馴養。由硝化批次試驗則可得知:400 mg/L苯酚會與硝化作用產生競爭性抑制,但隨著苯酚降解而迅速恢復,而175 mg/L??則會引起顯著的氨氧化抑制,主要藉由抑制amoA mRNA基因的表現導致比亞硝生成速率的降低。整體而言,在批次試驗中,amoA mRNA表現的生成曲線與強度能幫助我們了解汙泥活性,並且釐清抑制物對硝化活性的抑制機制,進一步應用於實場中。
獎項日期2019
原文English
監督員Liang-Ming Whang (Supervisor)

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