固定化异养硝化-好氧反硝化菌在污水生物强化中的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌可以在有机碳存在的好氧条件下实现同时硝化和反硝化,广泛应用于各类污水处理过程中。综述了HN-AD菌株的脱氮特性和代谢途径,总结了其在污水处理中的应用和研究现状,比较了不同载体材料的优缺点,重点讨论了固定HN-AD菌株提高反应器处理效果和稳定性的作用机理。最后,展望了固定化HN-AD菌株在污水处理中面临的挑战和未来的研究方向。

反硝化细菌固定化降解亚硝酸盐的研究

研究了以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇和海藻酸钠的混合物(PVA+SA)为包埋材料固定化反硝化细菌降解亚硝酸盐的影响,并详细考察了PVA+SA固定化反硝化菌降解亚硝酸盐的影响因素。结果表明,以PVA+SA为包埋材料制备的反硝化细菌小球与SA和PVA相比具有明显优势。较优化的条件为:PVA和SA比例10∶1,温度28℃,以葡萄糖为碳源,碳氮比2.5∶1。在较优化条件下,亚硝酸盐氮的最大去除率在72 h内能达到92%。

共包埋亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化菌固定化处理氨氮废水的研究

提供了一种通过亚硝化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌的共固定化来获得同时短程硝化、厌氧氨氧化(anammox)和反硝化生物脱除氨氮的有效方法。通过批式实验确定了最佳溶解氧质量浓度(DO)为1.2 mg/L,短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化生物量比例为1∶2∶1。在连续运行实验中,总氮(TN)负荷为1.5 g N/(L·d),TN最大去除负荷分别为1.44 g N/(L·d),COD去除率升高。扫描电子显微镜(SEM)显示,培养100 d后,微生物数量大幅增加。结果表明:共固定亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化微生物处理氨氮废水是一条有效的方法,可以大大截留脱氮微生物,载菌凝胶体形成外部好氧和内部厌氧微环境,为短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化过程提供反应空间。

异养硝化-好氧反硝化细菌MF1的生长及脱氮特性研究

从某对虾养殖池塘采集的底泥中筛出一株菌株MF1,经16S rDNA鉴定为Klebsiella michiganensis(密歇根克雷伯氏菌)。各菌株生长特性试验表明:氨氮培养基中菌株MF1的最适碳源为丙酮酸钠。在温度30℃、pH 7、转速100 r/min及C/N比例为10的条件下,菌株MF1的脱氮效率达到最大值。

异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展及在水产养殖中的应用

异养硝化-好氧反硝化细菌可以同时实现硝化和反硝化,具有高效的脱氮性能,是目前废水生物脱氮处理的研究热点之一。文章从异养硝化-好氧反硝化细菌的研究现状、作用机制、脱氮影响因素、在水产养殖中的应用等4个方面进行了综述,可为异养硝化-好氧反硝化细菌的研究提供理论依据,为异养硝化-好氧反硝化细菌在水产养殖中的应用提供新的思路。

共固定化亚硝化-反硝化细菌工艺及特性研究

以亚硝化细菌、反硝化细菌为研究对象,采用共固定化细胞技术,以海藻酸钠共固定化亚硝化-反硝化细菌,研究了共固定化工艺条件及其在模拟污水中的脱氮效果。结果表明,共固定化亚硝化-反硝化细菌最佳工艺条件为4.5%海藻酸钠和2.1%氯化钙共固定化细胞,接种量为3个/m L培养基,接种于装有140 m L模拟污水液体培养液的250 m L三角瓶中,最佳p H为8,最佳培养温度30℃,110~140 r/min培养。54 h时氨氮去除率为95.95%,78 h时亚硝态氮去除率为95.82%。共固定化小球可重复使用3次、低温对共固定化后菌种脱氮性能的影响较小。

SA-CMC固定反硝化细菌好氧反硝化性能探究

为扩大反硝化菌应用和抗逆性,以海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为载体、用CaCl_(2)交联,联合包埋脱氮副球菌,制作反硝化菌剂,探究有氧条件下,菌剂的好氧反硝化性能。结果表明,有氧条件下,所得菌剂对硝态氮的还原能力显著高于游离态菌(总氮氧化物去除率分别为95.6%和9.6%)。CMC含量升高能显著提高菌剂好氧反硝化效果并降低亚硝酸盐转化率,但过高导致菌剂抗压性能下降,以质量分数2%为宜;SA含量对凝胶小球形态影响显著,含量低小球难以成型,含量高则拖尾严重,反硝化能力下降,以质量分数3%为佳;CaCl_(2)含量过高,所得凝胶小球密实、影响传质,反硝化能力下降,以质量分数1%为宜。CMC-SA联合固定反硝化菌可实现有氧条件下的反硝化。

一株好氧反硝化细菌的鉴定及其在废水处理中的应用(英文)

从武汉市郊稻田土壤中分离得到一株好氧反硝化细菌HS-03,对其反硝化能力进行了研究.结果表明:细菌HS-03在好氧条件下能有效去除人工废水中的NO3-(10mmol/L),去除率达90%以上,并且在反应过程中没有NO2-的积累.菌株HS-03与Pseudomonasstutzeri的16SrDNA序列具有99.1%的相似性.对该菌株的16SrDNA序列以及生理生化特征分析表明,细菌HS-03是P.stutzeri的一个新分离种.实验采用ClastalW和PHYLIP程序对该菌株与报道菌进行了系统发育进化分析.

一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力

利用驯化活性污泥的方法筛选出一株好氧反硝化细菌G3，该菌在碳源充足且溶解氧为（4．0±1．0）mg·L^-1条件下，24h内对NO2^- -N积累量为12．03mg·L^-1，对N03^- -N的去除率为91．09％．扫描电镜观察其形态特征为（0．4-0．6）μm×（1．2-2．0）μm的短杆菌．16SrDNA序列分析表明．该菌与Pseudomonas stutzeri的相似性为100％．利用MEGA软件对该菌株与已报道的相关微生物进行系统发育分析，并克隆出与好氧反硝化相关的周质硝酸盐还原酶的亚基napA基因，初步判定筛选菌株具有周质硝酸盐还原酶．

养虾池好氧反硝化细菌新菌株的分离鉴定及特征

利用间歇曝气选择性富集并对所获菌株的好氧反硝化活性进行检测。筛选到一株亚硝酸盐去除活性较高的好氧反硝化细菌。在溶解氧（D0）为3.80-5．21mg／L的培养条件下。该菌株10h内将亚硝态氮由26．18mg／L降至0；在盐度为0—25之间20h内均可达到同样的去除效果。通过形态学特征、生理生化反应及部分长度16SrDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定，初步判定它为嗜麦芽寡养单胞菌Stertotrophomonas maltophilia。亚硝酸盐还原酶基因分析结果表明。该菌株只含亚硝酸盐还原酶nitS基因，其序列与Alcaligenes faecalis A15（后来被重新鉴定为Pseudomonas stutzeri）的nirS基因序列相似。

富氧灌溉池塘中反硝化细菌丰度昼夜垂直变化特征分析

为了探讨农用灌溉池塘蓄积的生活污水在富氧条件下反硝化细菌丰度变化及其与水质参数的相关性,应用实时荧光定量聚合酶链式反应技术对富氧灌溉池塘水体不同深度水层中（上层10-30 cm、中层90∽110 cm、和下层150∽170 cm）反硝化功能基因丰度昼夜变化特征进行了研究。结果表明：水质参数中溶解氧（dissolved oxygen,DO）浓度、p H值、水温、光照度及NO3--N浓度均具有垂向分层效应,随水层的加深而逐渐降低,NH4＋-N及PO43--P浓度则呈现与前者相反的趋势,随水层加深而逐渐升高;nir K,nir S和nos Z 3类反硝化基因受DO浓度和p H值调节作用显著,均表现为白天丰度高,晚间丰度低的时间效应;3类反硝化基因丰度整体表现为表层水体中的基因丰度高,其次为中层水体,底层水体中的丰度最低的趋势,即同样表现出垂向分层效应。nir S基因丰度总是比nir K基因丰度高,说明nir S型反硝化细菌更能适应富氧灌溉池塘水质环境。3类反硝化基因丰度与环境参数中的DO浓度和p H值呈显著正相关（P〈0.01）。综上,富氧条件下灌溉池塘水质参数尤其是DO浓度昼夜垂向变化促使nir K,nir S和nos Z 3类反硝化细菌丰度变化具有一定的时间效应和垂直空间分层效应,说明在自然条件下也可能有大量的好氧反硝化细菌存在,并且因为长时间受富氧条件驯化,导致反硝化细菌丰度受DO浓度变化影响较大,可能会促使不同深度水层断面发生的氮转化过程及其强度具有差异。进而为原位状态下好氧反硝化脱氮的可能性提供了更有利的佐证。该研究为富氧污水在用于农田灌溉使用时提供背景参数。

混合固定化硝化菌和好氧反硝化菌处理焦化废水

对传统的聚乙烯醇(PVA)固定化方法进行了改进,试制了加入麦秸粉末的固定化球和以活性炭纤维膜为载体膜固定化细胞产品。混合固定化硝化细菌和好氧反硝化细菌对经过厌氧折流板反应器酸化后的焦化废水进行脱氮,焦化废水在厌氧折流板反应器中经过18 h的酸化后,pH在8.0左右,开始进入好氧槽进行脱氮。在有效容积为5 L好氧槽中经过12 h的曝气处理,加入麦秸粉末的固定化球对氨氮的去除率高达94.3%;纤维膜固定化细胞产品对氨氮的去除率为85%。整个脱氮过程无NO2--N和NO3--N的积累,实现了好氧条件下的同时硝化和反硝化。

一株耐盐好氧反硝化细菌的分离筛选及鉴定

对对虾养殖池底泥进行富集分离,从4株反硝化细菌中筛选出一株高效的好氧反硝化菌株F1。该菌能在好氧条件下,40 h内高效地将硝酸盐浓度由442.28 mg/L降至58.28 mg/L,亚硝酸盐浓度由32.79 mg/L降至0.98 mg/L,反硝化作用主要发生在对数生长期。经菌落形态学特征、生理生化反应及16S rDNA分子鉴定,初步鉴定为盐单胞菌。

水库贫营养好氧反硝化细菌分离及其对水体微生物群落影响

经过贫营养好氧反硝化选择性培养基的初步筛选,从水源水库沉积物中分离得到234株贫营养好氧反硝化细菌,并对其脱氮特性和高效菌株对水体功能微生物种群的调控机制进行探索.结果表明,8株贫营养好氧反硝化细菌在48h内脱氮率达80%以上.经过16srDNA序列分析,确定分子遗传种属为不动杆菌属、链霉菌属、嗜甲基菌属、根瘤菌、假单胞菌、鞘氨醇单胞菌和溶杆菌属等.巢式PCR-DGGE结果表明接种高效贫营养好氧反硝化细菌HF3对原水水体功能微生物(细菌、真菌、放线菌和硫酸盐还原菌)种群结构多样性影响不显著,对原水微生物生态种群影响微弱.

一株异养硝化-好氧反硝化细菌的分离鉴定及其脱氮性能研究

与传统脱氮菌相比,异养硝化-好氧反硝化菌在脱氮方面具有较大优势并受到广泛关注。以乙酰胺为唯一氮源从活性污泥中分离得到1株脱氮性能较高的异养硝化-好氧反硝化细菌,命名为Y1。经形态观察、生理生化特征和16S rRNA分析后鉴定为Acinetobaterjohnsonii(约氏不动杆菌),革兰氏染色结果为阴性。对Y1菌株进行生理生化鉴定试验,结果显示Y1对吲哚、柠檬酸盐、硫化氢和接触酶的反应呈阳性,表明该菌株能良好的利用以上物质;而甲基红、葡萄糖发酵、蔗糖发酵、明胶液化、淀粉水解、氧化酶、尿素酶试验结果呈阴性,表明该菌株不能很好的利用以上物质。为了检测Y1菌株的脱氮性能,将其分别置于异养硝化培养基和好氧反硝化培养基进行培养,在108 h内,接种Y1菌株的异养硝化培养基中的氨氮去除率约为66.9%,去除速率达0.53 mg.L^(-1)·h^(-1),硝氮去除率约为100%,去除速率达0.10 mg·L^(-1)·h^(-1);在84 h内,接种Y1菌株的好氧反硝化培养基中的硝氮去除率约为69.7%,去除速率达0.74 mg·L^(-1)·h^(-1),上述结果表明Y1菌株的脱氮性能较高。为了进一步研究该菌株的生长需求,保持其它条件不变的情况下,将其分别置于不同碳源和氮源下进行培养,结果表明,菌株Y1在琥珀酸钠为唯一碳源时的生长速率、异养硝化和好氧反硝化性能最好,并且利用无机氮源的能力比有机氮源能力强。

BAF反应器中好氧反硝化细菌的筛选分离及反硝化特性研究

针对BAF反应器出水总氮浓度显著减少这一现象,以反应器中的生物膜为接种物,采用倍比稀释和酸碱指示剂培养基相结合的方法,成功筛选得到2株能有效降解硝酸盐氮的菌株N1和H1,从而证明好氧BAF反应器的生物膜中确实存在好氧反硝化细菌。经形态观察和生理生化特征分析,初步鉴定菌株N1和H1均为假单胞菌属(Pseudo-monas)。菌株N1和H1好氧反硝化特性测试表明其对硝酸盐氮的反硝化作用主要发生在对数生长期。生态影响因子试验确定菌株好氧反硝化过程主要影响因素是投菌量、温度、初始pH和C/N。菌株N1和H1适宜的反硝化运行参数分别为:投菌量5%和10%,温度30℃和25℃,初始pH值均为6.0,C/N(摩尔比)12.0∶1和4.6∶1。该研究可为好氧BAF工艺短程同步硝化反硝化的设计和运行提供理论和技术支持。

土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的反硝化细菌法测定

本研究优化了采用反硝化细菌法同时测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的方法。在已有研究结果的基础上,通过采用5000~8000 r·min-1的转速离心、高纯氮气吹扫1 h、减少加样量及改造仪器自动进样器等措施对已发表方法进行了优化。对国际标准样品USGS34的分析表明,0.1~0.8μg NO-3-N样品量即可以得到较稳定、准确的测定值和校正值;同一时间内制备的硝酸盐δ15N的SD介于0.05‰~0.09‰之间,δ18O的SD介于0.28‰~0.48‰之间;在三个月之内δ15N和δ18O的测定值基本一致,表明该方法具有较好的准确度、精密度和稳定性。通过研究浸提剂、保存条件以及加热对测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的影响,结果表明:常用的去离子水、KCl、Ca Cl2可能都含有微量的硝酸盐,随着加样量增大,浸提剂中含有的硝酸盐可能就会影响δ15N和δ18O的测定;对于土壤硝酸盐的浸提液,冷冻保存效果较好,保证了土壤硝酸盐氮氧同位素的准确性和稳定性;尽管加热对硝酸盐标准样品USGS34和IAEA-NO3的δ15N没有显著影响,但δ18O显著升高,说明加热易引起氧同位素分馏;而土壤硝酸盐浸提液样品加热前后的δ15N和δ18O的测定值没有显著变化,因此为避免产生氧同位素分馏和节省测试时间,建议同时测定土壤浸提液硝酸盐δ15N和δ18O时直接和反硝化细菌反应。应用本方法对不同肥料处理田间土壤浸提液硝酸盐的氮氧同位素组成进行了测定。

好氧反硝化细菌N6-1亚硝酸盐还原活性的研究

针对本实验室筛选得到的1株好氧反硝化细菌(Aerobic Denitrifying Bacteria)N6-1,研究了培养条件和培养基组分对菌株亚硝酸盐还原活性的影响。结果表明,其最适培养条件为30℃、摇床转速120r/min、初始pH8.5,分别以NaNO2和乙酸钠为唯一氮源和碳源时,最适碳氮比为12;初始NaNO2浓度为2g/L时,培养20h后NO2??N全部被还原,平均还原速率可达20.3mg/L·h;1.5%NaCl和1%蛋白胨对其亚硝酸盐还原活性没有明显影响;10L发酵罐培养24h后菌体浓度高达1.2×1011CFU/mL。

好氧反硝化细菌的筛选及反硝化效率测定

从土壤中分离得到21株能以硝酸盐为唯一氮源提供的细菌,其中,能进行反硝化生成亚硝酸盐氮的细菌共12株,从中选择效果较好的2株作为研究对象,分别标记为DM-8和DM-13。研究其生长曲线、最适生长pH值范围,得到DM-8最适生长的pH值范围是6.0～8.0,DM-13最适生长的pH值范围是6.0～7.5。测定反硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的浓度变化,DM-8和DM-13在培养48 h后,硝酸盐氮的去除率分别为33%和97%。

循环水养殖系统中好氧反硝化细菌的分离和应用

为了分离好氧反硝化细菌,探究其好氧反硝化过程。利用BTB培养基,从珍珠龙胆(♀Epinephelus fuscoguttatus×♂Epinephelus lanceolatu)循环水养殖系统的生物滤池中筛选出具有硝酸盐去除能力的细菌,并选择脱氮效果良好的菌株进行好氧反硝化反应器的构建,开展反硝化应用研究。本研究共分离出8株具有去除硝酸盐能力的菌株,经反硝化性能测定,都可大幅去除硝酸盐,同时也存在不同程度的氨氮和亚硝酸盐的积累;选择Z1、Z8两株脱氮效果较好的菌株进行好氧反硝化反应器的混合接种试验,结果显示反应器挂膜迅速、高效,接种2周后即达到相对稳定的水处理状态,硝酸盐去除率超过98.8%(约0.827g NO-3-N/(m2·d)),总氮去除率超过71.8%(约0.687g TN/(m2·d)),亚硝酸盐和氨氮的积累不明显,脱氮效果良好。