Anammox生物膜富集培养过程中硝化菌的增殖特性

在升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器中,通过逐步提升氮负荷富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,考察培养过程中Anammox生物膜上硝化菌的增殖特性.结果表明,逐步提升氮负荷可以成功实现厌氧氨氧化菌(An AOB)的富集,但随着基质浓度的提升,反应器中ΔNO_(3)~-/ΔNH_(4)^(+)比值逐渐从0.76±0.11降低至0.42±0.10,表明高基质浓度更有利于Anammox生物膜的培养且不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)竞争亚硝酸盐.而随着培养进行,生物膜的氨氧化活性(AUR)和亚硝酸盐氧化活性(NUR)均大幅增加但最终趋于稳定.高通量测序结果表明,系统在成功富集了33.51%的Ca.Brocadia和3.02%的Ca.Jettenia的同时,氨氧化菌(AOB)-Nitrosomonas的相对丰度仅有0.78%,但培养后优势NOB-Nitrospira的丰度高达2.32%,因此,Anammox生物膜培养过程中硝化菌的增殖现象不可避免,而明显的NOB优势增殖有可能会对PN/Anammox生物脱氮工艺的稳定运行造成负面影响.

耐高温异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性研究

经过16S rDNA以及各项菌株生理生化特性研究试验,寻找一种耐热性较好的异养硝化-好氧反硝化菌(HN-AD)菌株,并将菌株接种至模拟污水环境的硝酸盐氮培养基中,研究其在不充足碳源及充足碳源的情况下菌株的脱氮效率及硝酸盐氮去除率。结果表明,在温泉中筛选出一种可使污水的pH更适合自身反硝化作用的HN-AD菌株,经鉴定所筛选出的HN-AD菌为斯氏假单胞菌。该菌株在模拟污水环境下反硝化最适pH为8.0,在充足碳源的情况下,其硝酸盐氮去除率能到达93%以上。菌株不仅拥有着较为高效的脱氮效率以及较高的硝酸盐氮去除率,而且拥有着自我调节环境pH的能力,能在充足碳源的情况下调节至最佳氮降解的pH。

固定化反硝化菌强化MBBR处理水产养殖废水的研究

通过将高效脱氮细菌包埋在废旧纺织布表面,形成高生物量的柔性多孔填料,投加到移动床生物膜反应器MBBR中,探究不同HRT和包埋菌量对MBBR处理水产养殖废水的强化处理效能。结果表明:投加菌量为80 ml,HRT为8h时脱氮处理效果最好,TN去除率达到98.94%,NO2−-N的积累量仅为0.11 mg/L;包埋菌在脱氮过程起着主要作用,其他硝化和反硝化生物种群丰度随时间逐渐增加。采用该工艺净化水产养殖废水具有可行性和实用性。

复合垂直流人工湿地基质理化性质对nirS和nirK型反硝化菌多样性的影响

深入研究复合垂直流人工湿地基质理化性质及其对相关脱氮反硝化微生物的影响,可为解析人工湿地污水处理及提高脱氮效率提供理论依据。2020年12月采集贵州喀斯特地区复合垂直流人工湿地4口池(一级垂直流下行池、一级垂直流上行池、二级垂直流下行池、二级垂直流上行池)的基质样品,用Illumina高通量测序技术获得反硝化功能基因序列,分析其种群组成和多样性特征,并采用冗余分析揭示反硝化菌群落与基质理化性质之间的相关性。结果表明,复合垂直流人工湿地中4口池的基质理化性质存在显著差异;pH在4口池中均呈中性,溶解氧(DO)呈先下降后升高趋势,下行池的基质电导率(EC)均比上行池要高;总氮(TN)、总磷(TP)含量随着人工湿地梯级呈显著下降趋势,未出现厌氧现象;NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量在二级垂直流下行池中大量积累并达到峰值。在多样性分析中,nirS、nirK型反硝化菌丰度随着人工湿地梯级呈先降低后升高的趋势,多样性随人工湿地级数逐渐降低,且下行池丰度多样性显著高于上行池。基质中nirS型反硝化菌共5门9属,nirS型为6门14属,变形菌门是nirS、nirK型反硝化菌群的共同优势菌门,相对丰度为55.36%~65.72%、30.06%~45.66%。nirS、nirK型反硝化菌共有OTUs数分别为392、245,并与反硝化菌群OTUs数目趋势一致,从多角度表明nirS型反硝化菌群丰度明显高于nirK型,且共有OTUs占有率高达41.6%和41.7%,表明各级池中反硝化菌群相似度较高。冗余分析表明基质中nirS和nirK反硝化菌群的构建主要受pH、NH4+-N、DO、TP、TN影响,且nirS型对pH、nirK型对NH4+-N的响应更为强烈。

硝化菌在恢复生化污泥活性中的应用

针对兴化集团乙醇污水生化污泥活性低、处理能力不足的问题,向SBR池投加一定比例的硝化菌,配合工艺调整,改善活性污泥性状。研究结果表明:投加硝化菌进行调试运行后,出水氨氮、COD保持稳定的前提下,处理水量得到大幅度提升;系统抗冲击负荷能力提高;污泥沉降性变好,污泥镜检可发现原后生动物数量增多、种类丰富,出现较多楯纤虫、钟虫、独缩虫、盖纤虫和腔轮虫等指示性原后生动物,污泥性状改善明显。

硝化菌与反硝化菌混合培养生物脱氮的研究

从污泥中筛选得到了脱氮效率较高的硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌,测定了其在含氮溶液中的生长曲线,计算得到其反硝化或硝化强度。将所得菌种在好氧条件下于模拟污水中进行混合培养,研究了脱氮效率及影响因素,并与用传统生物序列法进行硝化与反硝化培养脱氮的效果进行了比较。结果表明:混合培养硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌过程中不会累积中间产物,生物脱氮率可达76.7%,较传统序列式脱氮法有显著提高,混合培养过程受pH值和温度的影响较小,是一种简易可行、高效和无污染的生物脱氮方法。

全程自养脱氮体系中硝化菌株的筛选和鉴定

在建立全程自养脱氮反应器的基础上,以活性污泥为对照,分析了反应器内硝化菌和亚硝化菌的数量变化,并通过富集培养,从反应器中筛选、分离用于治理氮污染的硝化菌和亚硝化菌．研究结果表明,自养脱氮反应器内亚硝化菌数量显著增加,说明亚硝化菌积累是全程自养脱氮体系的一个显著特点．从反应器内富集到参与自养脱氮反应的细菌菌株,鉴定结果表明,参与亚硝化反应的菌株主要为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和食酸丛毛单胞菌(Comamonas acidovorans);参与硝化反应的菌株主要为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testoseroni),同时测定了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的亚硝化能力和睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testoseroni)的硝化能力．

生物炭固定化好氧反硝化菌及其在农村生活污水脱氮中的应用

文章以农林废弃物制备成的生物炭为载体,将好氧反硝化菌固定在生物炭上,通过固定化小球+活性污泥的污染物开展去除试验,研究固定化反硝化菌对氮的去除效果。结果表明,将硝化菌固定在生物炭上,可以充分发挥微生物菌群的降解作用。其中,利用好氧反硝化菌净化农村生活污水装置,其系统运行初期,污染物化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH+-N)去除率低且不稳定;运行20d后,污染物COD、TN、NH4+-N去除效果显著提高,去除率分别为89.83%、77.55%、81.77%,说明固定化菌群在农村生活污水脱氮中具有较大应用潜力。

改良型生物转盘污水处理系统中有氧反硝化菌菌群研究

随着城市生活污水排放量的增加,生活污水的有效处理成为目前急需解决的重要问题。基于此,结合各种新型处理工艺的研究与应用,利用改良型生物转盘工艺进行有氧反硝化菌的富集筛选,对筛选出的高效脱氮有氧反硝化菌进行群落结构和多样性分析,为新型生物脱氮提供依据,并对日后将高效脱氮有氧反硝化菌应用于实际研究提供理论支持。

复合硝化菌制剂的安全性研究

应用复合硝化菌制剂对鲫鱼、草鱼、淡水青虾进行了急性毒性试验。对小白鼠进行了30d喂养试验,进行血细胞和血液生化指标检测分析。结果显示,复合硝化菌制剂对鲫鱼和草鱼的96hLD50>1000mg/L,对淡水青虾的96hLD50>500mg/L。以每天500、250和50mg/只的剂量分别拌饵投喂小白鼠30d,小白鼠的体表外观,运动能力及内脏器官与对照组无差异,血细胞和血液生化指标与对照组无差异。

好氧反硝化菌株的鉴定及其反硝化特性研究

从活性污泥中分离得到1株好氧反硝化细菌C3，并对其反硝化能力进行了研究．结果表明，c3菌株在好氧条件下能有效去除培养液中的硝酸盐氮，其脱氮率可达90％以上．通过对该菌株的形态观察，生理生化实验以及16SrDNA序列分析，确定菌株c3为假单胞菌（Pseudomonas sp．），同时分析了其在系统发育中的分类地位．对菌株C3的生态影响因子研究表明，其反硝化最适宜的温度和pH值分别为30％和7．0．和其他已报道的好氧反硝化菌相比，C3菌株有着更高的氧耐受浓度．C／N对菌株C3的好氧反硝化能力有很大影响，其最适宜的碳氮比是在5．5～6．0，在此区间能进行完全的反硝化．

好氧异养硝化菌Acinetobacter sp. YY-5的分离鉴定及脱氮机理

通过异养硝化培养基获得一株高效脱氮细菌,并通过形态学特征、生理生化反应及16S rDNA同源性比较对筛得菌株进行了鉴定;分别以NO3--N和NO2--N为唯一氮源,通过对脱氮过程中各种含氮代谢物的定量及对脱氮相关基因氨单加氧酶基因(amoA)、羟胺氧化酶基因(hao)、周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)的扩增及测序比较,对该菌株的生理途径及脱氮机理进行了研究.结果表明,高效脱氮细菌YY-5不能发生好氧反硝化,但能在3d内将氨氮由95.23mg/L降解至1.29mg/L,降解率达到98.6%,同时未发现亚硝酸盐氮、硝酸盐氮积累;对该菌主要代谢气体产物进行检测,发现CO2和N2明显增多,无N2O生成;经鉴定,初步判定该菌为不动杆菌属,命名为Acinetobacter sp. YY-5;从该菌基因组中均能扩增出amoA、hao、napA等基因,其中napA与hao基因与已报道的napA与hao基因进行Blast比较,发现具有较大差别.

好氧反硝化菌的研究进展

综述了好氧反硝化菌的种类和特性、好氧反硝化菌的反硝化作用机制和影响因素.好氧反硝化菌主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Para-coccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)等,属好氧或兼性好氧异养微生物.好氧反硝化菌能在好氧条件下进行反硝化,其主要产物是N2O,并可将铵态氮直接转化成气态产物.催化好氧反硝化菌反硝化作用的硝酸盐还原酶是周质酶而不是膜结合酶.溶解氧和C/N往往是影响好氧反硝化菌反硝化作用的主要因素.介绍了间歇曝气法、选择性培养基法等好氧反硝化菌的主要分离筛选方法.概述了好氧反硝化菌在水产养殖、废水生物处理、降解有机污染物以及对土壤氮素损失的影响方面的研究进展.

硝化菌群在不同条件下的增殖速率和硝化活性

研究了不同环境因子变化对硝化菌群的增殖能力及其对硝化作用活性的影响，确定了硝化菌群的最佳生长条件．研究发现，温度（θ／℃）、ｐＨ、供氧状况、无机碳源浓度等对于硝化细菌菌群的增殖能力及硝化作用活性具有较重要的影响，而含盐量高低几乎无影响．最适（θ、ｐＨ、［ρ（Ｏ２）］、［ρ（ＮａＨＣＯ３）］分别为３０℃、ｐＨ８．５、３．５ｍｇＬ－１、１ｇＬ－１，此时最大比生长速μｍ可达５．１８ｄ－１，最大比降解速υｍ可达４８．４３ｈ－１．在含氧量较低时，氨氮浓度的升高使硝化菌群的μ值下降，υ值上升．考察有机碳对该菌群的影响发现，ｍ（Ｃｏｒｇ）ｍ－１（Ｎ）在０～０．５之间时，菌群有较大的比生长速率。

一株异养硝化菌的筛选及其脱氮条件

从生活污水生物脱氮除磷装置中分离到一株脱氮效果较好的异养硝化菌株,脱氮过程中无亚硝酸盐氮积累质量,只有少量硝酸盐氮积累.在实验室条件下,初步探讨了不同温度、pH值、摇床转速、碳氮比、氨氮质量浓度对YY4菌株脱氮作用的影响.研究结果显示:温度为30℃、pH值为9.0、摇床转速150r/min、m(C)/m(N)为10、氨氮质量浓度为100mg/L时,YY4菌株具有最佳的脱氮效果.应用该菌株对宜兴生活污水和南京某化工厂废水氨氮脱除效果的结果显示,去除率分别为89.54%(9h)和95.79%(36h).

活性污泥中好氧反硝化菌的富集筛选及鉴别

采用SBR反应器,以硝基氮为底物,通过间歇曝气方式,DO保持5mg/L以上,对活性污泥进行强化驯化,实现好氧反硝化细菌的富集培养。利用琥珀酸钠作为碳源,溴百里酚蓝(BTB)作为pH指示剂,共筛选得到20株BTB琼脂平板阳性菌。通过反硝化性能测定,复筛得到4株好氧反硝化细菌。实验结果表明,琥珀酸盐为碳源、硝酸盐为惟一氮源、C/N<10的条件下,4株菌在4d内的TIN去除率均达到60%以上。通过16SrRNA序列同源性比较成功鉴定出3株菌,初步判断2株属于Pseudomonas菌属、1株属于Delftia菌属。

好氧反硝化菌种DF2的分离鉴定及生理生化特性分析

分离了新型的高效反硝化细菌并研究其生物脱氮效率。通过观察形态学、生理生化鉴定和16SrRNA基因同源分析来鉴定菌种,致力于研究微生物污水脱氮处理的实际效果和克服反硝化过程中有害中间产物的积累。利用BTB培养基从水平潜流人工湿地基质中初步筛选出了9株平板阳性菌,革兰阴阳性均有。经试验研究发现该9种菌株在好氧条件下均具有一定的脱氮能力,其中以DF2和DF3 2种菌株脱氮能力最为显著,在3 d时间内NOX--N去除率达到了95%以上,NO2--N仅有微量积累;而其它7种菌株对NO3--N的去除率可以达到98%以上,但是NO2--N积累比较严重,积累量达到了NO3--N去除的50%~70%左右。经测序分析鉴定DF2和DF3分别属于德克斯氏菌属（Derxia）和假单胞菌属（Pseudomonadaceae）。德克斯氏菌属作为除氮的反硝化菌属在以往的研究中鲜有报道,该菌在好氧条件下可以合成周质NAR的亚基基因（napA）。

1株贫营养好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

从水库底泥样品中,以硝酸盐为唯一氮源进行驯化、分离筛选出1株能在贫营养及好氧条件下进行高效反硝化的菌株PY8,经过电镜形态学观察、生理生化和16S rDNA序列分析,并基于16SrDNA序列结果,构建了该菌株的系统发育树,最终确定菌株PY8为根瘤菌Rhizobiumsp.。考察了初始pH值、温度、C/N、初始硝酸钠质量浓度、投菌量对菌株PY8硝酸盐还原活性的影响,以及该菌株的异养硝化性能。结果表明,在pH6.0～10.0,温度25～30℃,C/N1.0～9.0,初始硝酸钠质量浓度0.01～0.50g·L-1,投菌量1%～15%时,菌株PY8培养72h后的硝氮去除率可达到95%以上。另外,该菌株具有同时硝化-反硝化作用,在培养过程中氨氮去除率可达到58%左右。实验结果表明,菌株PY8在微污染水体生物脱氮领域中具有很大的应用潜力。

进水负荷对硝化菌与异养菌竞争关系的影响

为优化反应器的脱氮设计,就水力负荷、温度对二级上向流曝气生物滤池内微生物种群结构的影响进行了研究。试验结果表明,在生物膜培养阶段,温度对氨氮氧化的影响要大于对COD降解的影响;较高的COD负荷会导致第一级反应器内的硝化点上移,第二级反应器的硝化速率因受第一级反应器出水残余有机物的影响而下降。在第二级反应器内氨氮的硝化速率明显加快,显示了单独驯化的硝化滤柱在氧化氨氮上的优势。在不同的进水COD负荷下,氨氧化菌与硝化菌的活性均有沿柱高逐渐增加的趋势,且当负荷较高时,不同高度处的氨氧化菌活性大多高于硝化菌的。异养菌的活性变化表明,生长较快的异养菌通常占据了反应器的进口区。

电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响

用化学全分析、扫描电镜、Brunauer-Emmett-Teller法和粒度分析仪对内蒙赤峰电气石进行测试表征,研究了电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响。结果表明:电气石能够促进好氧反硝化菌株的生长繁殖,纯培养16h后,细菌数量增加384%。电气石还可以增强好氧反硝化菌株的反硝化能力,与未投加电气石的相比较,NO3-—N,NO2-—N,化学需氧量的浓度降低,总氮去除率提高32.8%。电气石对菌液体系的氧化还原电位具有调控作用,可以使体系的氧化还原电位降低20%,这一作用可能是电气石提高好氧反硝化菌株反硝化能力的重要因素。