好氧反硝化菌代谢机理及调控策略研究

目前我国城市污水处理的目标已经逐渐从关注COD和悬浮固体的去除扩大到氮等有机营养物质的去除。好氧反硝化技术的提出为废水生物脱氮工艺提供了新的发展方向和研究思路。本项目以好氧反硝化菌为研究对象，采用基因组、转录组及蛋白组技术，全面解析好氧反硝化菌的代谢及生物强化机理，为好氧反硝化理论奠定基础，内容包括：(1)好氧反硝化菌Pseudomonas sp. T13的全基因组测序及代谢途径解析；(2)DO浓度与好氧反硝化相关基因及调控基因表达的关系；(3)好氧反硝化相关酶系的克隆与表达；(4)好氧反硝化菌生物强化机理及制定代谢调控策略。.本研究属于环境工程、基因工程及生物信息学领域，意义在于：(1)从基因组、转录组及酶活性三个层次，从微生物生理学角度系统阐述好氧反硝化菌进行好氧反硝化反应的生物学机理。(2)利用宏基因组学/宏蛋白组学相结合的方法，从微生物生态学角度确定好氧反硝化菌的生物强化机理。

目前我国城市污水处理的目标已经逐渐从关注 COD 和悬浮固体的去除扩大到氮等有机营养物质的去除。好氧反硝化技术的提出为废水生物脱氮工艺提供了新的发展方向和研究思路。本项目以好氧反硝化菌为研究对象，从微生物生理学角度揭示好氧反硝化的作用机制及其效能与溶解氧之间的关系。将固定化技术与好氧反硝化技术相结合并用其对SBR进行生物强化，成功稳定的促进了系统的脱氮效能，取得的主要成果包括：(1)好氧反硝化菌Pseudomonas sp. T13 的全基因组测序及功能基因解析；(2)成功筛选出了好氧反硝化菌的优质固定化载体-菌丝球，并有效的促进了好氧反硝化过程的TN去除效能；(3)采用好氧反硝化-固定化技术对SBR反应器进行生物强化，实现了对反应器脱氮效能的高效稳定的促进作用；(4)揭示了溶解氧对好氧反硝化过程中硝酸盐还原和亚硝酸盐还原作用的影响作用，发现亚硝酸还原是好氧反硝化作用的限速步骤。. 本研究属于环境工程、微生物生理学及生物信息学领域，意义在于：(1)从微生物生理学角度，结合全基因组测序及分析，揭示了好氧反硝化的作用机制。(2)对于固定化-好氧反硝化技术的生物强化效能的研究与优化，为好氧反硝化技术的应用奠定基础。