异养高效硝化细菌的筛选鉴定与固定化最优化

本实验从太湖沉积物中富集、分离纯化、筛选出5株异养硝化菌(J-1~J-5),研究其硝化特性并对性能最佳菌进行鉴定。研究表明,5株硝化菌均有较强的氨氮、亚硝态氮转化能力,其中J-4转化效果最好,培养48 h氨氮、亚硝态氮去除率达90.25%、69.00%;通过16S rDNA鉴定,建立其生长发育树,表明J-4属成对杆菌属。本试验,选取海藻酸钠(SA),聚乙二醇(PEG)为固定化包埋载体材料,经正交试验确定SA、PEG、活性炭(AC)、CaCl_2的最佳浓度分别为2.5%、8%、1.5%、4%;方差分析表明4种材料中,对氨氮转化率影响大小顺序为SAPEGCaCl_2AC。高效异养土著硝化细菌的筛选以及包埋条件的优化,提高了处理污水的效率,增加了包埋小球的稳定性和细菌的生物浓度,为固定化技术工业化大规模运用创造了条件,为高效修复太湖水质提供了基础。     

固定化脱氮细菌协同除氨氮废水及生物膜观察

联合利用本实验室分离得到的亚硝酸菌Ochrobactrum anthropi CZ和好氧反硝化菌Alcaligenes faecalis CZ处理模拟氨氮废水.O. anthropi CZ在7d内将50mg/L的初始氨氮氧化成亚硝氮,平均速率为0.28mg/L·h.A. faecalis CZ在有氧条件下,于2d内将200mg/L的初始硝态氮完全降解,平均降解速率为4.17mg/L·h.分别将两种菌用海藻酸钙(CA)包埋固定化、聚氨酯泡沫(PUF)固定化、海藻酸钙吸附生物膜和游离法处理模拟氨氮废水.结果发现,各种固定化细胞的降解能力明显比游离细胞强.其中CA包埋细胞法效果最好,可以在24h内将23mg/L初始氨氮完全降解.表面吸附生物膜方法也显示了良好的除氮能力,通过核酸染料染色,在荧光显微镜下进行了两种细菌在CA表面的生物膜表征方法的探索.     

复合固定化光合细菌及其处理养鱼水的效果

利用海藻酸钠和沸石,将含有球形红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、万尼氏红微菌等菌体的复合光合细菌固定化,研究其对养鱼水的氮磷去除效果.比较了两种不同包埋材料固定化光合细菌处理养鱼废水的效果,对固定化光合细菌去除废水中氮磷的工艺条件进行了优化、并通过生物反应器连续处理养鱼水分析了处理后水质的效果.通过2 种固定化工艺的比较,确定了2 %沸石+2 %海藻酸钠(CA )的凝胶剂组合作为固定材料,其颗粒内生物活性最高.复合固定化光合细菌处理养鱼水的最佳条件为:厌氧光照条件下,颗粒粒径3 mm ,包埋比1 :5 ,颗粒投加量5 mg·L-1 ,4d 后养鱼水中NH4+-N 、PO43-和CODMn 的去除率分别为74.4%、84.26%、78.92%.此外,通过连续试验可以看出,固定化光合细菌具有明显的去除氨氮、磷酸盐的作用,其在净化养鱼水质方面具有非常明显的优越性.     

细胞固定化技术在含氮废水处理中的应用研究

生物固定化技术是现代生物工程领域中的一项新兴技术。简要介绍了生物固定化技术,较为系统地阐述了单独包埋和混合包埋两种具体固定化工艺技术及其在处理氨氮废水中应用效果,展望了固定化技术在含氮废水处理中的应用前景与研究发展动向。     

我国微生物法去除氨氮研究进展

氨氮是环境污染的主要因素之一。垃圾的填埋处理导致垃圾渗滤液的产生,渗滤液中的高氨氮和高有机物让众多物理去除氨氮的方法失效。微生物去除氨氮有着快速、高效、无副产物、方便等众多优点,可以完全代替物化法。概述了微生物法去除氨氮的最新研究进展,对硝化-反硝化法、厌氧氨氧化法、异养硝化好氧反硝化、短程硝化反硝化法、同时硝化和反硝化法等方法进行了综述,并展望了生物法去除氨氮今后的研究方向,以期为氨氮去除研究提供技术支持及借鉴。     

高效净水异养硝化细菌的筛选鉴定及固定化应用研究

本研究从海参养殖水体、泥土中筛选出4株具有硝化能力的异养硝化细菌。分别将其游离菌体细胞投入海参养殖水体,测定亚硝态氮、氨氮去除率,筛选出HS．NOB2为高效净化菌株,对HS-NOB2进行16SrDNA扩增及序列测定,初步鉴定为节杆菌（Arthrobactersp．）。利用海藻酸钠包埋法对高效净化菌体细胞进行固定化,将该固定化菌投入养殖水体及人工合成污水,研究其对水体中亚硝态氮、氨氮的处理效果,并与游离菌体细胞进行比较。结果表明,固定化后亚硝态氮去除率达到49．85％,氨氮去除率达到56．58％,均明显高于游离菌体细胞。上述研究为探寻水体净化提供了新思路,为水质改良剂的实际生产提供可选菌株。     

4种理化因子对菌株XH1硝化效果的影响

【背景】基于硝化菌群的富集培养技术可高效稳定地去除养殖水体中的有害氮素,而当前在水产养殖领域有关硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少。【目的】研究不同盐度、pH、温度、通气量条件下硝化菌群分离菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的去除效果。【方法】设置不同梯度的盐度、pH、温度、通气量条件,通过计数菌量、测定氨氮及亚硝氮的浓度变化,比较不同条件下菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的影响。【结果】菌株XH1可在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-45°C和通气量0.5-1 V/(V·min)的条件下生长良好,菌量最高可达2.34×109cells/mL;在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-30°C、通气量0.5 V/(V·min)的条件下,对氨氮的去除效果显著(P0.05),在第1-3天对培养液中氨氮的最高去除率可达86%-97%,但培养液中的氨氮浓度先降后升;对亚硝氮的最高去除率达68%。【结论】菌株XH1对盐度、pH、温度等主要环境因子具有良好的适应性,其对水体氨氮的去除效果良好,可作为中低盐度养殖池塘水体氨氮防控菌剂产品研发的备选菌株。     

固定化硝化菌群联合芽孢杆菌处理对虾养殖废水

【背景】高度集约化的对虾养殖业面临着日益严重的水污染问题,同步高效降解养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐是对虾养殖业健康可持续发展的重要保障之一。【目的】通过分别固定化硝化菌群(Nitrifyingbacterialconsortia,NBC)和芽孢杆菌,优化菌群空间结构,提高菌群功能,实现同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、亚硝酸盐和氨氮,保障南美白对虾养殖的可持续发展。【方法】采集养殖虾塘底泥进行硝化细菌自养富集和连续培养,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析硝化菌群组成。从5株芽孢杆菌中筛选化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)降解能力最强的菌株。选用吸附和成球效果好的无毒包埋材料,通过正交实验优化固定化配方提高机械强度。选择硝化菌群和芽孢杆菌最适使用浓度进行分别固定化并联合应用于对虾养殖废水的处理。【结果】高通量分析结果显示硝化菌群中变形菌门(Proteobacteria,61.10%)占绝对优势,具有自养硝化功能的类群丰度达12.69%并呈高多样性。还包含丰度达47.44%的具有反硝化功能或者潜在反硝化功能的优势菌群和丰度达12.85%的光合细菌,是高有机负荷下硝化作用的重要补充,并可通过反硝化作用实现真正脱氮。COD降解能力最强的是解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefacien)YL-10,48h内COD降解率达100%。固定化最佳配方为贝壳粉5%、海藻酸钠3%、交联剂氯化钙为4%、优化后的固定化小球其机械强度可达129.68m N。固定化使硝化菌群的氨氮和亚硝酸盐降解率分别提高了128.13%和130.11%(P0.05),但对芽孢杆菌YL-10的COD降解率无明显提高。1×10~8 CFU/mL为硝化菌群和芽孢杆菌YL-10在养殖废水中最适使用浓度。在固定化硝化菌群和芽孢杆菌YL-10联合作用下,对虾养殖废水的氨氮、亚硝酸盐和COD浓度在48h内分别由初始的6.32±0.12、5.69±0.11和65.29±1.14 mg/L降至0.03±0.03、0.06±0.01和0 mg/L (P0.05),降解率分别为99.57%、99.03%和100%。【结论】通过优化固定化有效提高硝化菌群的硝化作用,联合COD降解能力强的芽孢杆菌,同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐,为规模化应用于南美白对虾高密度养殖提供科学依据。     

新型固定化硝化细菌和好氧反硝化细菌处理氨氮废水

以改性沸石、聚乙烯醇、海藻酸钠作为固定化载体材料,硼酸和氯化钙作为交联剂,采用吸附-包埋-交联法将硝化细菌和好氧反硝化细菌复合固定化制备成微生物小球.通过复合菌配比实验,考察其对氨氮的去除率以及亚硝酸盐和硝酸盐的累积量;对制成的固定化小球做四因素三水平的正交实验,考察不同条件下对氨氮的去除率.结果表明,硝化细菌和好氧反硝化细菌配比为3:2时,氨氮去除率最高达82.32%,亚硝酸盐和硝酸盐的累积量为0.032mg·L^-1和0.053 mg·L^-1;通过正交实验,确定沸石投加量为2g·100mL^-1、温度为30℃、pH值为7.5、振荡速度为130r·min^-1时,对氨氮达到最好的去除效果,去除率达90.31%,此法制得的小球机械性能和吸水性能良好.     

折流曝气生物滤池中污染物与微生物沿程变化规律

BBAF滤池是一种新型曝气生物滤池,为考察其中污染物与微生物沿程变化规律,分析了不同厚度滤层对有机物、氨氮等污染物的去除效果,MPN法测定了具有代表性滤层厚度处的异养菌和硝化菌数量;通过镜检观察研究了BBAF滤池中微生物种群的沿程分布特点。研究表明:BBAF滤池中COD浓度随滤层厚度增加逐渐降低,前4个单池对COD有很好的去除效果,但对氨氮的去除作用较弱,其中的微生物以异养菌为主;第5、6、7单池中,有机负荷较低,促进了硝化菌增殖,提高了硝化效果。BBAF滤池的各单池之间存在浓度梯度,使不同滤层中形成了微生物优势种属,有利于BBAF滤池达到最佳运行效果。