天然橡胶加工废水中异养硝化好氧反硝化菌株的筛选及脱氮特性

从天然橡胶加工废水中分离筛选出一株异养硝化好氧反硝化菌株JD-7,再根据16S rDNA序列和形态学特征初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属。菌株JD-7在48 h内能将水体中氨态氮质量浓度从最初的98.24 mg/L降到8.33 mg/L,去除率达到91.52%,并且菌株同时具有去除硝态氮和亚硝态氮的能力,去除率分别达到44.39%和50.06%。通过响应面实验方法探究菌株不同影响因子(温度、初始pH值、碳氮比)下脱氮能力。结果显示,在温度为30.35℃、初始pH值为7.85、碳氮比为6.13的条件下,脱氮能力最强。将菌株投入到不同比例的实际废水进行小试实验确定菌株的实际应用效果,在最优条件下JD-7对实际天然橡胶加工废水的氨氮去除速率可达到131.48 mg/(L·d)。研究表明,菌株JD-7具有较高的脱氮能力,在天然橡胶加工废水处理中具有巨大的应用潜力。

异养硝化好氧反硝化菌脱氮特性的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)细菌能在好氧条件下快速将氨态氮降解为含氮气体,其高效的氮消除能力及在氮降解中的优势使其成为近几年脱氮技术的研究热点。对已分离的HN-AD菌的脱氮能力进行整理,分析了它的作用特点以及代谢机理,并综述了碳源、碳氮比、溶解氧、pH和盐度等主要环境因素对HN-AD菌脱氮效果的影响,对其应用前景和发展方向进行了展望.

异养硝化好氧反硝化菌对食品工业废水的降解特性研究

通过用模拟的食品工业废水来培养8株异养硝化-好氧反硝化菌,以研究8株菌的生化及脱氮除磷性能,为提高食品工业废水处理效率提供理论基础.以琥珀酸钠为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸氢二钾为磷源,将8株菌接种于实验室配制的模拟培养基,每隔24 h测定水中OD600、COD、NH3-N、TN和TP浓度.实验结果表明,8株菌生长情况良好并且均具有良好的生化能力和脱氮能力,在初始进水COD为2 310 mg/L、TN为87 mg/L的情况下,COD和TN的去除率最高分别可达到97.2%和89.2%,但除磷效果不明显.说明这8株菌能够在磷源低消耗的情况下,正常生长并表现出良好生化能力和脱氮能力,适合处理N/P较高的食品废水.

异养硝化好氧反硝化菌株Agrobacterium tumefaciens LAD9羟胺氧化酶的分离纯化

羟氨氧化酶(Hydroxylamine oxidase,HAO)的作用方式直接决定了异养硝化好氧反硝化细菌的代谢途径,分离得到纯度较高的HAO也就成为研究这类细菌脱氮机制的重要环节。以异养硝化好氧反硝化细菌Agrobacterium tumefaciens LAD9为代表,建立了该菌株HAO的分离纯化方法:首先采用渗透压休克法提取细胞周质液,然后采用DEAE Sepharose CL-6B离子交换层析和Sephacryl S-100凝胶过滤层析对细胞周质液进行分离纯化。结果表明,经过离子交换层析可得到分子量分别为55.3、35.7和19.2kD的杂蛋白,进一步经过凝胶过滤层析即可得到电泳纯的HAO,纯化倍数为5.79,产率为39.71%。对其酶学性质的初步研究表明,该菌株HAO的分子量为18.8 kD,能够将羟胺氧化为亚硝酸盐氮,且Fe2+的加入可显著增强其酶活。

一株高效异养硝化好氧反硝化菌的分离鉴定与脱氮特性

从龙岩市某污水处理厂的活性污泥中富集分离纯化得到一株具有较高脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化菌,命名为LT-11。通过菌落形态、生理生化和16S r DNA序列分析,LT-11初步鉴定为Pseudomonas putida。通过单因素实验考查碳源、pH、温度及溶解氧对该菌株的脱氮性能影响。结果表明:菌株LT-11最适碳源为琥珀酸钠,pH为7~7.5,温度为25~30℃,摇床转速180 r/min,该菌株氨氮去除率达90%以上。同时该菌株具有良好的好氧反硝化能力,24 h硝酸盐氮(初始浓度50mg·L-1)去除率接近80%,且没有亚硝酸盐氮积累。

异养硝化好氧反硝化菌研究进展

从微生物学角度分析,异养硝化-好氧反硝化菌(HN\|AD菌)的存在实现了SND。介绍了HN\|AD菌生长及脱氮效果的影响因素,探讨了其最佳生长条件;并对其脱氮相关酶系、氮代谢途径进行了研究,提出了HN\|AD菌未来可能的研究热点方向。

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。

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。

异养硝化-好氧反硝化菌群YQS脱氮及聚集特性研究

从自然环境中分离得到一个兼具异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)性能和聚集性能的菌群YQS,鉴定其优势属为Rhizobium、Azoarcu和Hydrogenophaga。综合分析了菌群YQS的脱氮性能、影响异养硝化性能的因素、聚集性能和胞外聚合物(EPS)的分泌情况。结果表明,菌群YQS对氨氮、硝态氮和亚硝态氮的去除率分别为97.33%、89.55%和85.94%;碳源为柠檬酸钠、C/N为12、温度为30℃、转速为130 r/min是菌群YQS进行异养硝化的最佳条件;菌群YQS的良好聚集性能与其分泌的EPS有关,聚集指数可达53.72%。菌群YQS的分离为实现污水生物高效脱氮和功能微生物富集提供了新的生物资源。

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。

异养硝化-好氧反硝化菌ZH7的分离鉴定及脱氮特性研究

从养殖塘底泥中分离筛选出一株具有异养硝化-好氧反硝化功能的菌株ZH7,通过形态观察、生理生化测定和16S rDNA序列将菌株鉴定为不动杆菌属(Acinetbacter sp.)。研究不同环境因素(碳源、碳氮比、温度、pH、摇床转速、NaCl浓度)对菌株生长及脱氮性能的影响,并在最佳条件下,探究菌株在单一氮源和混合氮源中的异养硝化-好氧反硝化性能。结果表明:ZH7可以乙酸钠为碳源,在C/N为12~16、温度30℃、摇床转速180 r/min、pH 7~9的条件下对氨氮(NH_(4)^(+)-N)和硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)的去除率均可达到95%以上。混合氮源条件下(氨氮和硝酸盐氮),菌株会优先利用氨氮。氮源去除过程符合Compertz模型,菌株对氨氮的最大去除速率明显高于硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,R_(m)分别为12.61、7.17和7.23 mg/(L·h)。菌株ZH7具有高效的脱氮能力,可作为生物脱氮候选菌株。

一株异养硝化-好氧反硝化-积累磷的细菌Klebsiella pneumoniae A15的筛出及其特性研究

利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(Klebsiella pneumoniae A15),该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力.它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠,C/N为30,P/N为0.2,pH为7.在最佳条件下,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的最高去除率分别为96.27%、99.22%和100%;相应的去除速率分别为1.77、2.08和1.86mg/(L⋅h).该菌株对浓度为8mg/L的磷酸盐和1300mg/L的COD最高去除率分别为100%和95%.氮平衡分析发现该菌可以利用氨氮、硝氮以及亚硝氮产生气态氮,表现出优异的异养硝化和好氧反硝化活性.对菌株胞内磷和EPS中磷的分析结合DAPI染色发现有82%的磷储存在菌株细胞内并且以多聚磷酸盐形式储存,其余磷在EPS中.对该菌株的napA、nirS、nosZ和ppk基因的成功扩增也表明其好氧反硝化和积聚磷能力.本研究展示了一株在脱氮除磷系统中具有特定功能的细菌.

异养硝化-好氧反硝化菌氮代谢特性研究进展

综述近40年异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌的相关报道,从HN-AD细菌的种类、常见应用及脱氮效果、氮代谢途径、氮代谢的关键酶、氮代谢过程的影响因素等5个方面对HN-AD菌的脱氮特性进行详细阐述,以期为挖掘更多高效的HN-AD菌并应用于实际废水处理提供理论依据。目前,关于HN-AD细菌的大部分应用研究还处在实验室阶段,其脱氮分子机制的研究依然不够深入,未来可以通过基因敲除等手段进一步明确关键酶编码基因在菌株氮代谢过程中的作用,也可以利用基因重组或体细胞融合等手段构建高效脱氮工程菌,以应对更复杂的废水环境。

一株异养硝化-好氧反硝化细菌的筛选及氮转化特性研究

水产养殖过程中氮元素超标易造成水质恶化,威胁水产动物的生长繁殖,亟需安全、高效的脱氮方法。从福建某水产养殖池底的污泥中筛选出一株氨氮降解菌,菌种鉴定后进行适应性驯化,并研究不同条件对菌株生长和氨氮降解的影响,随后又以亚硝态氮为唯一氮源检测菌株的好氧反硝化特性。菌株经16S rRNA鉴定为阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai,命名为JN01;驯化后,菌株的生长、氨氮去除率均有不同程度提高,初始NH_(4)^(+)-N浓度为200 mg/L的氮去除率最高达87.29%;影响菌株脱氮的单因素实验结果表明,当NH_(4)^(+)-N浓度为200 mg/L、丁二酸钠为碳源、碳氮比为15∶1、pH 7.5、培养温度为30℃时,菌株的氨氮降解率可以达到92.78%。在亚硝态氮为唯一氮源的条件下,菌株JN01也能进行好氧反硝化转化,NO_(2)^(-)-N降解率为82.30%。B.aryabhattai JN01具有良好的异养硝化和好氧反硝化特性,具备同时解决养殖废水中氨氮和亚硝酸盐超标的应用潜力。

异养硝化好氧反硝化菌的研究进展

异养硝化好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HNAD)菌因其能同时进行异养硝化和好氧反硝化过程,在单一好氧条件下完成生物脱氮,具有自养硝化微生物(Autotrophic nitrifying organisms,ANOs)和普通异养微生物(Ordinary heterotrophic organisms,OHOs)不具有的优势而备受关注。对HNAD菌的种属分布、脱氮性能的影响因素,与HNAD过程有关的酶、功能基因和脱氮途径进了综述,并讨论了HNAD菌与ANOs和OHOs脱氮过程的差异,对未来HNAD过程的发展前景进行了展望。

一株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

为了提高低温废水的生物脱氮效率,从寒冷地区冬季土壤和底泥中分离筛选耐低温异养硝化-好氧反硝化细菌,研究其脱氮特性及途径。通过菌落和细胞形态特征观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌种。分别以NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N为唯一氮源,以NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N为混合氮源,考察菌株在低温条件(10℃)的硝化、反硝化以及同步硝化反硝化性能。采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对菌株的脱氮功能酶基因扩增,推测低温脱氮途径。结果表明,从河水底泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌,经鉴定为Pseudomonas veronii,命名为P.veronii DH-3。该菌分别以相同初始含氮量(105 mg/L)的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N为唯一氮源,在10℃好氧培养48 h时,氮的去除率分别为99.07%、96.89%和90.29%,且在脱氮过程中几乎无亚硝酸盐的累积。以NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N为混合氮源时,NH_(4)^(+)-N在48 h内被完全去除,NO_(3)^(-)-N的去除率为87.09%;氮平衡分析结果表明,以NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N为唯一氮源时含氮气体和细胞内生物氮的转化率均低于NH_(4)^(+)-N,表明该菌株的异养硝化能力强于好氧反硝化能力。脱氮功能基因hao、napA、nirS、nirK、cnorB和nosZ的成功表达,进一步证实该菌株具有硝化反硝化能力。根据上述研究结果,推测该菌株低温脱氮的主要途径为异养硝化-好氧反硝化作用和同化作用。菌株P.veronii DH-3具有良好的异养硝化-好氧反硝化性能,为低温含氮废水的生物净化提供了理论支持。

异养硝化-好氧反硝化菌生物脱氮特性及相关催化酶系的研究进展

养殖废水中氮元素的积累可能造成水体富营养化。为了实现养殖废水中氮的去除,通常采用传统的自养硝化异养反硝化生物脱氮工艺,而异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-artobic denitrification,HN-AD)菌的出现实现了生物脱氮技术的突破。HN-AD菌能同步实现硝化和反硝化作用,具有分布范围广、适应能力强、世代时间短和脱氮速率快等优势,因此在养殖废水处理领域具有广阔的应用前景。本研究系统综述HN-AD菌的生物脱氮特性、影响因素、作用机制、相关催化酶系以及在实际废水处理中的应用,并从HN-AD菌株筛选、脱氮原理和实际应用等方面提出建议,旨在为HN-AD菌在养殖废水处理中的应用研究提供基础资料。

一株耐盐耐冷异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮特性

文章从冬季白浪河河口水体中分离筛选出1株耐盐耐低温的异养硝化-好氧反硝化菌WD0301,进行了形态观察及16S rDNA序列分析。研究了初始pH、C/N,转速、温度、盐度对WD0301异养硝化、好氧反硝化特性的影响。并进一步研究了菌剂WD0301实验室人工湿地系统对生物脱氮的增强作用。结果表明:该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.),发挥最佳异养硝化、好氧反硝化性能的最佳条件为pH 7.0、C/N 15~20、转速180 r/min、温度30℃。菌株均能在以NH4Cl、KNO_(3)为唯一氮源的培养基中生长,并且36 h内NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N去除率均达到95%以上。菌株可在盐度为40 g/L(以NaCl计)生长并且24 h内氨态氮去除率和硝态氮去除率分别为70.9%、52.2%;在15℃条件下24 h内氨态氮去除率和硝态氮去除率分别为46.4%、53.6%。在处理海水养殖尾水的人工湿地里加入菌株WD0301,其氨态氮降解效率较未强化人工湿地提高了16.9%。说明菌株WD0301具有良好的异养硝化性能,在生物强化人工湿地处理海水养殖尾水试验中具有较好的处理效果,可为菌剂应用与生物强化脱氮技术提供理论支持。

好氧反硝化细菌Burkholderia sp.ZH8的脱氮特性与生物强化作用

针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克氏菌(Burkholderia sp.).单因素试验表明,好氧反硝化菌株ZH8的最佳培养条件为:碳源为丁二酸钠,C/N为15,温度为30℃,转速为160r/min和pH值为7~8.此外,菌株ZH8不仅能以NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N或NO_(2)^(-)-N分别为单一氮源进行生长,而且在混合氮源条件下也可实现同步硝化反硝化作用.通过全基因组分析,菌株ZH8的异养硝化脱氮为谷氨酸脱氢酶途径的铵同化过程,好氧反硝化途径为:NO_(3)^(-)-N→NO_(2)^(-)-N→NO→N_(2)O→N_(2),碳代谢途径包括三羧酸循环、乙醛酸循环、糖酵解和戊糖磷酸.在采用纯菌ZH8为菌种培养的生物膜反应器中,反应运行至8~15d即可完成挂膜,系统可维持高效稳定的脱氮性能,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N及TN的去除率均可达到90%以上.该菌株为生物处理领域提供了新型菌种资源,能够有效处理含氮废水,具有实际应用价值.