亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养与其污泥特性分析

为了解亚硝酸盐氧化菌(NOB)特性,以某中试SBR的剩余污泥为接种污泥,以NO2--N为底物,采用逐步提高进水NO2--N浓度的方式,通过控制高游离亚硝酸(FNA)浓度联合高DO浓度对NOB进行富集培养.65d后,荧光原位杂交(FISH)技术分析结果显示NOB占细菌总数的80%以上[Nitrobacter(NOB的一个种,菌体呈杆状或梨状):80%;Nitrospira(NOB的一个种,菌体呈螺旋状):5%],表明成功富集培养出NOB为优势菌种的活性污泥.并且自然形成颗粒污泥,MLSS约为700mg/L,MLVSS/MLSS为0.278,SVI约为6mL/g.富集后污泥SVI较低的原因可能是污泥无机化程度高,污泥以无机盐沉淀为晶核形成颗粒污泥.试验结果表明,该污泥能够处理NO2--N浓度为1000mg/L的污水,比硝化速率为131.03mg/(g MLVSS·h),比耗氧速率为169.5mg O2/(g MLVSS·h).

不同C/N值下亚硝酸盐氧化菌和异养菌混合体系的微生物多样性(英文)

采用PCR-RFLP技术研究了不同C/N比下亚硝酸盐氧化菌及异养菌混合体系的微生物多样性,并探讨了微生物菌群结构与其功能(硝化性能)的关系.C/N=0时,混合体系主要由自养菌和寡营养菌(85.1%)组成,包括亚硝酸盐氧化菌(NOB)、拟杆菌门、α-变形菌纲、浮霉菌门和绿色非硫细菌中的一些菌株.C/N=0.44时,混合体系中的自养菌减少,异养菌(主要是γ-变形菌纲的成员)大量出现.C/N=8.82时,γ-变形菌纲的菌株尤其是反硝化菌Pseudomonassp.占主导(93.8%).与此同时,随着C/N升高,该混合体系的硝化性能也由专一的亚硝酸盐氧化过程转变为同时硝化反硝化过程.微生物菌群结构的转变较好地解释了其硝化性能的改变.本研究揭示了微生物菌群结构与其功能的内在联系,同时表明PCR-RFLP技术与化学分析相结合是研究微生物菌群结构与功能的有力工具.

游离氨和游离亚硝酸对亚硝态氮氧化菌活性的影响

高浓度游离氨(FA)或游离亚硝酸(FNA)条件下硝化过程常出现亚硝态氮积累,FA、FNA对亚硝态氮氧化菌(NOB)的影响并不清楚.首先用高浓度亚硝态氮污水富集培养NOB,对富含NOB的污泥进行荧光原位杂交技术(FISH)分析表明,Nitrobacter占细菌总数比例为(71±5)%.用此污泥考察不同FA、FNA浓度对NOB活性的影响.结果表明,NOB的活性随着FA浓度的增大逐渐减小,当FA浓度在10mgNH3-N/L左右时,NOB的活性仅为FA为0时的50%.低浓度的FNA(FNA<0.03mg HNO2-N/L)对NOB活性具有促进作用;当FNA≥0.2mg/L时,NOB的活性被完全抑制.采用Aiba模型计算得到FNA对NOB的抑制常数KI,FNA,NOB为0.0968mg/L.FNA在0.0968mg/L左右时NOB活性仅为FNA为0.003mg/L时的50%.

不同溶解氧间歇曝气对亚硝酸盐氧化菌的影响

为了解溶解氧对间歇曝气模式下亚硝酸盐氧化菌(NOB)种群结构的影响,在以城市污水为处理对象,以间歇曝气方式运行的SBR反应器中,检测两种主要NOB菌(Nitrospira、Nitrobacter)在低溶解氧运行时期(55d)和高溶解氧运行时期(113d)数量及结构的变化.结果表明,在低溶解氧运行时期Nitrospira的含量远高于Nitrobacter的含量,与Candidatus Nitrospira defluvii相似性较高的菌种为Nitrospira的优势菌种;而进入高溶解氧运行时期后,Nitrospira含量逐渐降低,相反Nitrobacter含量逐渐升高成为主要NOB菌群,并且其大多数菌种与Nitrobacter winogradskyi菌相似.另外,在低溶解氧运行转变为高溶解氧运行阶段出现了一定的亚硝酸积累,并在Nitrobacter成为优势NOB菌群过程中逐渐消失.

一段式厌氧氨氧化工艺亚硝酸盐氧化菌抑制方法研究进展

近年来,厌氧氨氧化工艺(anaerobic ammonium oxidation,Anammox)作为一种新型的脱氮技术,由于其耗能少、效率高而被应用于高氨氮废水的处理中。然而,实际运行的厌氧氨氧化工程中有时会出现亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)大量繁殖的情况,导致硝酸盐积累,脱氮效率下降。在一段式Anammox反应器中,通过控制某些影响因素,如调节体系中的溶解氧,控制游离氨和游离亚硝酸的浓度,调控碳源浓度以及外加中间产物(N2H4、NO和NH2OH)等方式,能够在维持Anammox工艺脱氮效率的同时有效抑制NOB。除了系统地综述一段式Anammox工艺中NOB抑制手段以外,将进一步讨论实际Anammox工程应用中抑制NOB大量繁殖行之有效的手段。

一株异养型亚硝酸盐氧化细菌的分离及其降解特性的研究

以亚硝酸盐和琥珀酸钠作为惟一氮、碳源从活性污泥中筛选分离一株能够高效氧化亚硝酸盐的硝化菌株,并对其形态学、生理生化及16S rDNA同源性进行分析,在此基础上研究pH、温度、转速、初始亚硝基氮的浓度以及盐浓度对其氧化亚硝酸盐的影响。结果显示,在好氧条件下,该菌株能在12 h内将356.004 mg/L亚硝酸盐降解99.53%。根据形态学特征、生理生化特性以及16S rRNA同源性分析,初步将该菌株鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并将其命名为LYS-86。该菌株氧化亚硝酸盐的最适pH8.0-10.0,温度30℃,转速180 r/min,盐浓度1 g/L。当培养基中初始亚硝酸盐浓度为0.5 g/L时,菌株LYS-86的硝化活性最高,随着培养基中初始亚硝基氮浓度的不断提高,菌株LYS-86的硝化活性会不断下降。本研究利用硝化细菌选择性培养基从活性污泥中筛选到了一株异养型亚硝酸氧化菌菌株,该菌株具有高效的硝化活性,为今后该菌株的实际应用及理论研究奠定了基础。

亚硝酸盐氧化菌及其生态位的研究进展

亚硝酸盐氧化菌(NOB)是氮素转化中重要的一环,对其分类及生态位进行研究,有利于深入了解其生存竞争力和环境适应能力,充分发挥NOB在污水处理领域中的作用。文章阐述了已知NOB的种类及分布,剖析了反应过程中的关键酶NXR,探讨了其不同的代谢方式及其与其他微生物间多样的种间关系,介绍了近年来硝化螺旋菌属中发现的全程硝化菌的研究进展及其对于NOB生态位多样性以及环境适应性的意义,对其研究方向和生态潜力进行了展望。

亚硝酸氧化细菌分离方法的比较

试验对亚硝酸氧化细菌的三种分离方法一稀释法,硅胶平板分离法和富集培养-微口吸管滴分法进行了比较,结果表明稀释法最简便易行,分离效果最好。

缺氧FNA对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑菌效应

为了研究缺氧条件下游离亚硝酸(FNA)对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的选择性抑菌效应,通过批次试验考察活性污泥经缺氧FNA(0.27 mg HNO-2-N·L-1)处理6 h后,其氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的变化及AOB和NOB活性恢复情况。结果表明:经缺氧FNA处理的活性污泥,NOB活性下降83.57%,而AOB的活性仅下降22.34%。此污泥在正常条件下运行34个周期后,NOB的活性仍未得到恢复,且硝化过程中亚硝酸盐积累率逐渐增加,最后稳定在90%以上。典型周期内氮化合物浓度变化研究表明,即使在过曝气2 h的条件下,亚硝酸盐积累并未遭到破坏。上述试验结果表明基于缺氧FNA选择性抑菌效应有望稳定实现城市污水短程硝化,为城市污水短程硝化厌氧氨氧化提供基础。

海洋亚硝酸盐氧化细菌的多样性分布及其生态功能研究进展

微生物介导的硝化过程是全球氮循环的一个重要环节,其中催化亚硝酸盐氧化过程的功能菌亚硝酸盐氧化菌(NOB)受到越来越广泛的关注。目前已鉴定的NOB涵盖4个菌门,分属7个菌属。其中,亚硝化螺旋菌属(Nitrospira)由于多样性高、分布广泛成为近年来的研究热点。文章综述了NOB多样性组成、系统进化关系、生态分布特征以及亚硝酸盐氧化和自养固碳的过程机制,阐述了其在海洋碳氮生物地球化学循环中的功能,并展望了本领域的研究热点。

复合载体固定亚硝酸盐氧化菌处理养殖废水

利用新型复合载体固定亚硝酸盐氧化菌,确定了挂膜条件,考察了水力停留时间对NO-2-N去除率的影响,并进行对虾养殖水处理。结果表明,新型载体可以较好地固定亚硝酸盐氧化菌,在水力停留时间为12 h、6 h、3 h、1h的条件下,NO-2-N的最大去除率分别为100%、98.77%、90.59%、59.02%。在HRT为1 h时,固定化的亚硝酸盐氧化菌可以高效去除养殖水体中的NO-2-N,去除率达76.94%。

pH值对亚硝酸盐氧化菌动力学及功能基因的影响

为探究pH值对亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性动力学影响,本试验采用序批式活性污泥(SBR)反应器,以富含NOB的活性污泥为对象,基于Monod模型考察不同pH值对NOB活性动力学的影响并进行统计学分析.结果表明,Monod方程可较好地反映不同pH值条件下基质底物浓度对NOB比亚硝态氮氧化速率(SNi OR)的影响,且pH=7.0时动力学参数Ks为(6.167mg/L),r(max)为[1.134g/(g·d)],此时NOB活性最好.利用钟形经验模型进行非线性回归拟合,最大比降解速率(r(max))随pH值的增大呈钟形变化,本试验NOB的最佳pH值为(6.9±0.1),其中r(max)维持在r(opt)一半以上的pH值范围(ω)为(3.26±0.4).以亚硝酸盐氧化还原酶类基因(nxrA、nxrB)为引物,基于荧光定量PCR技术分析结果显示,在不同pH值条件下nxrA基因和nxrB基因拷贝数的变化趋势均与动力学参数(Ks、r(max))的规律一致,且nxrA和nxrB基因在系统的降解过程中起协同作用.

游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性的抑制作用机制

为探究游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响,以富集的NOB菌属为研究对象,基于4种抑制动力学模型,考察了不同pH值(6.5、7.0、8.0)条件下FNA对NOB活性的抑制影响,并基于荧光定量PCR技术,研究了不同pH值条件下,亚硝酸盐氧化还原酶基因(nxrA和nxrB)的变化规律。结果表明:NOB富集系统内硝化杆菌属(Nitrobacter)为最优势菌属,其相对丰度为38.0%;Haldane模型、Aiba模型和Edwards模型均能较好地描述FNA对NOB活性的抑制影响,具有显著的“低促高抑”的特征;统计学分析结果表明Aiba模型最优,获得的最大动力学常数r_(max)为13.63 g N·(g VSS·d)^(-1)(pH值8.0),KS为0.13 mg·L^(-1)(pH值7.0),KI为0.63 mg·L^(-1)(pH值7.0);此外,pH值显著影响nxrA和nxrB基因的绝对丰度,随着pH值的增大,两者均表现出先升高后降低的趋势;nxrA基因的拷贝数(1.6×10^(9)~2.6×10^(9)拷贝数/g湿污泥)比nxrB基因的拷贝数(3.1×10^(7)~4.6×10^(7)拷贝数/g湿污泥)高1~2个数量级,nxrA是NOB菌属的主导功能基因。

亚硝酸盐氧化菌研究进展

亚硝酸盐氧化菌能够将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,降低污染水体中亚硝酸盐浓度,消除亚硝酸盐对水生生物等的毒害作用。本文对亚硝酸盐氧化菌的种类、生态分布、生长代谢特性及应用进行综述,以期为亚硝酸盐氧化菌的菌种资源开发、亚硝酸盐降解过程优化及在污水处理中的应用提供借鉴。

氧化型杀菌剂对含氨循环水系统中亚硝酸根的影响

某化肥厂的循环水系统存在亚硝酸根含量高,导致日常杀菌处理成本高,异养菌合格率和腐蚀试片合格率低的问题。我们对其循环水进行取样试验,经过对数据的分析,发现氧化型杀菌剂投加剂量与亚硝酸根含量的关联度较强,提出调整日常杀菌处理的杀菌剂类型及其用量,实施后消除了氧化型杀菌剂给亚硝酸根含量带来的影响,使系统亚硝酸根含量控制在小于2.5mg/L的低限水平。

交替饥饿下PN1/PN2系统抑制NOB研究

为了抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长繁殖,采用序批式反应器(SBR)运行PN1/PN2系统,设置4组反应器R1~R4,分别设置连续运行段和交替饥饿/恢复运行段.饥饿期溶解氧(DO)浓度分别设置为(1±0.5),(2±0.5),(3±0.5),(4±0.5)mg/L,探讨交替周期的选取、饥饿期DO条件对功能菌活性、污泥浓度、粒径及胞外聚合物(EPS)的影响,以期实现部分硝化段的稳定运行.结果显示,相比于好氧氨氧化菌(AOB),NOB在面对饥饿时表现得更为敏感,活性衰减速率更高,恢复期前3d AOB的活性恢复速率高于NOB,因此3d的交替周期能够有效抑制NOB并保留AOB活性.采用交替周期为3d的交替饥饿/恢复策略进行70d的运行,4组反应器的亚硝酸盐氮积累率(NAR)分别达到73.36%、84.43%、91.21%、95.97%,运行过程中出现了污泥减量化的现象,但经过一段时间的适应后R1~R3的污泥浓度能够保持稳定,而R4则呈下降趋势;交替饥饿/恢复策略使系统逐渐排除沉降性能较差的絮体,而沉降性能好的污泥留在反应器内,第70d 4个反应器的污泥粒径分别达到190.69,197.56,207.69,153.56µm;环境变化刺激微生物分泌更多EPS,因此4组反应器污泥的EPS含量都呈现不同幅度的升高.实验结果表明交替饥饿/恢复策略可以刺激污泥产生有利的变化,实现有效的NOB抑制以及稳定的NO_(2)^(-)-N积累.

亚硝酸盐氧化菌的生产工艺

原位生物修复技术已成为生态环境保护最有价值的生物修复方法.因而驯化和培养具有高效降解性能的微生物成了国际研究的热点,并形成了一个环境微生物菌剂的新兴市场.

游离亚硝酸(FNA)对A2O污泥菌群结构的影响

为了探究采用游离亚硝酸(FNA)实现连续流A^2O工艺短程硝化的可行性,考察了不同浓度的FNA对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性影响,研究了通过投加FNA对活性污泥进行预处理后A^2O反应器的运行效果和微生物菌群结构的变化.结果表明,当FNA浓度为1.12mg HNO_2-N/L时,经过3h的缺氧处理,AOB和NOB的活性分别下降了60%和86%,对NOB有一定的选择性抑菌效应,而投加FNA并对活性污泥进行缺氧处理后的A^2O反应器平均出水NH_4^+-N、NO_2^--N和NO_3^--N分别为12.76、1.56和7.82mg/L,亚硝酸盐积累率(NAR)仅为20%左右,并没有实现预期的短程硝化.高通量和定量PCR的结果也表明,投加FNA并进行缺氧处理后活性污泥中AOB的种群丰度由2.05×108copies/g VSS下降到了3.96×105copies/g VSS,导致系统的氨氧化过程受到了较大影响.最终Nitrobacter和Nitrospira丰度降低,Nitrotoga占总序列数的1.66%,是造成系统无法通过FNA预处理实现连续流A^2O工艺短程硝化的原因.

一株亚硝酸盐降解菌的分离鉴定及其降解特性

为获得高效降解亚硝酸盐菌,从鄱阳湖水域筛选出1株新型反硝化细菌,命名为X10。本实验对菌株进行16S rDNA基因序列分析,构建系统发育树并结合生化指标对该菌株进行鉴定;研究了亚硝酸盐浓度、pH值、温度、接种量对其生长及脱氮能力的影响,以及菌株对养殖水体中亚硝酸盐氮的降解能力。结果显示,X10鉴定为木糖氧化无色杆菌;温度30°C、pH 7.0、接种量3%,经48 h培养后菌株对筛选培养基中亚硝酸盐(浓度300 mg/L)的降解率最高,达99.8%;将该菌液(2×10~8 CFU/mL)按1%的接种量加入人工养殖池塘水中(亚硝酸盐质量浓度为0.45 mg/L,pH为6.7),28°C水温下经96 h后亚硝酸盐降解率达82.6%;安全性评价实验显示,X10菌落周围无溶血现象,并且高浓度菌液(5×10~8 CFU/mL)对斑马鱼无致死作用。研究表明X10在水产养殖中具有较好的应用前景。

加工蔬菜中亚硝酸盐的消除技术研究进展

加工蔬菜制品深受广大消费者的喜爱,然而降低其亚硝酸盐的含量也是目前研究关注的焦点之一。文中综述了加工蔬菜中亚硝酸盐的形成机制、亚硝峰产生规律和亚硝酸盐消除技术的最新研究进展。同时阐明了加工蔬菜中亚硝酸盐的来源和产生机理,分析了食品源抗氧化剂(抗坏血酸、柠檬酸、茶多酚、竹叶黄酮、藤茶、苹果提取物等)消除亚硝酸盐的机理和作用剂量关系,以及益生菌代谢清除亚硝酸盐和其他植物提取物消除亚硝酸盐的可能作用机制,并展望了亚硝酸盐的消除技术应用前景和发展方向。