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。

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。

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。

一株异养硝化-好氧反硝化细菌Paracoccus sp.QD-30分离及脱氮特性研究

为获得具有异养硝化-好氧反硝化能力的高效脱氮菌,从沈阳市南部污水厂活性污泥中筛选分离得到能高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株.通过筛选得到一株脱氮能力最强的菌株,命名为Paracoccus sp.QD-30.通过测定16SrRNA基因序列确定该菌株为副球菌属,并进一步研究了Paracoccus sp.QD-30菌株在不同氮源环境下的脱氮特性和单因素环境因子的最佳脱氮条件.菌株最大氨氮去除率为87.69%,最大亚硝态氮去除率为77.19%,最大硝态氮去除率为77.25%.最佳脱氮条件:琥珀酸钠为最佳碳源、C/N质量比为14、温度为35℃、pH为7,转速为140 r/min.菌株Paracoccus sp.QD-30是一株新型且具有高效脱氮能力的副球菌,在生物脱氮领域具有较好的工程应用前景.

一株异养硝化-好氧反硝化细菌的分离鉴定及脱氮活性研究

从杭州市天子生活岭垃圾填埋垃圾渗滤液调节池周围土壤样品中分离到一株异养硝化-好氧反硝化细菌ZB612,通过形态学观察及16S r DNA同源性分析,初步鉴定属于根瘤菌属(Rhizobium sp.).随后研究了该菌株的脱氮能力,结果表明在初始氨氮浓度为100mg/L异养硝化培养基中,氨氮的去除效率达到90%,未出现明显的硝态氮和亚硝态氮积累,具有同步硝化反硝化特征;在亚硝酸盐反硝化体系中,亚硝态氮的去除效率达到60%.除此还考察了四种单因素(温度、p H值、碳氮比和碳源种类)分别对菌株ZB612脱氮效率的影响:该菌株的最佳脱氮条件为温度30oC,初始p H=7,C/N=8,以葡萄糖作为最适碳源.

异养硝化-好氧反硝化细菌的筛选及其脱氮性能研究

为寻求高效水体脱氮手段,从龙泓涧梯级塘底泥中筛选出以Pseudomonas菌属为主、具有异养硝化-好氧反硝化功能菌群,将其命名为LHJ-1.异养硝化和好氧反硝化性能研究结果表明,菌群LHJ-1具有明显的异养硝化功能,对NH_4^+-N和TOC利用率分别达99.90%和56.69%,且表现出较高的反硝化能力,对NO_3^--N和NO_2^--N的转化率分别为92.46%和89.67%.由不同环境因素(碳氮比、碳源、pH值和溶解氧)影响实验可知,多种环境因子均对菌群LHJ-1脱氮效果具有较大影响,因此在实际应用中需考察不同环境因子,以找出最佳生长条件,获得最大脱氮效率.异养硝化-好氧反硝化菌群LHJ-1的筛选在水体脱氮除碳中具有广阔的应用前景.

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。

硝化-反硝化细菌在循环水高密度养殖中脱氮应用进展

简述了硝化-反硝化细菌的脱氮机理,介绍了硝化-反硝化细菌在处理含氮水体中以及循环水高密度养殖中的脱氮应用。指出,在循环水高密度养殖中,异养硝化-好氧反硝化菌能将自养硝化-厌氧反硝化过程优势结合在一起,解决了硝化与反硝化反应器分别独立设置的问题,减少了反应器的规模和能源成本,其相比于自养细菌更能解决水体中与有机物不能兼容的问题。提出,异养硝化-好氧反硝化菌在处理高密度养殖水体中具有高效的净化水质能力,是一种在循环水高密度养殖中具有巨大潜力的生物修复细菌。

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。

一株贫营养异养硝化-好氧反硝化细菌的分离鉴定及脱氮特性

从水源水库沉积物中筛选出一株具有较高脱氮效率的异养硝化-好氧反硝化菌SF9。扫描电镜观察其形态特征为（0.2-0.4）μm×（0.4-0.8）μm椭球状,16S rDNA序列分析表明菌株与Delftia lacustris DSM 21246（T）相似性为100%,并分析其系统发育分类地位,对该菌进行贫营养反硝化特性研究。结果表明,该菌在分别以硝氮、亚硝氮及氨氮为唯一氮源时去除率分别达81%、64%和40%。同步硝化反硝化研究表明,该菌在氨氮存在的情况下会优先利用氨氮,在以氨氮与硝氮为氮源时和以氨氮与亚硝氮为氮源时氨氮的去除率分别达81%和74%。将菌株接种到微污染源水（总氮2.34mg/L、C/N为1.2）水体中,总氮72 h去除率达到35%,TOC消耗30%。结果表明,菌株SF9与其他已报道的好氧反硝化菌相比,能耐受更低的C/N比,可作为微污染水源水微生物修复的高效菌剂。

异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展

异养硝化-好氧反硝化菌株的发现是对传统硝化反硝化的突破和发展。近年来由于其独特的生物学特性及其在污水处理中的巨大优势,受到众多学者的青睐。文章介绍了异养硝化-好氧反硝化菌的筛选,异养硝化-好氧反硝化代谢途径和异养硝化-好氧反硝化菌的影响因素,并总结了异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理中的研究进展,最后展望未来研究的方向。

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。

1株异养硝化-好氧反硝化细菌DK1的分离鉴定及其脱氮特性

从某反应器活性污泥中分离筛选出1株假单胞菌属(Pseudomonas sp.)细菌,命名为DK1,并对该菌进行脱氮特性研究.在以葡萄糖为碳源,C/N量比为5时,分别以NaNO_3和NaNO_2为氮源,二者的好氧反硝化速率为4.09 mg·(L·h)-1和4.43mg·(L·h)^(-1).以二者同时为氮源脱氮率为100%;此外,菌株DK1具有异养硝化性能,NH_4^+-N平均去除速率为2.32mg·(L·h)-1.缺氧时以NO_2^--N为氮源菌株DK1可将一系列梯度浓度NO_2^--N(约100~300 mg·L-1)在36 h内降为0.当NO_3^--N和NO_2^--N同时存在时,菌株DK1会优先利用NO_3^--N进行反硝化.同时该菌株还具有同步硝化反硝化(SND)性能,可同时去除NH_4^+-N、NO_2^--N或NH_4^+-N、NO_3^--N,30 h内脱氮率分别达95.06%和94.69%.相同时间内在NH_4^+-N、NO_2^--N和NO_3^--N三者均存在时,脱氮效果最佳,达100%.菌株DK1的高效SND及反硝化性能表明其在处理含氮废水方面有一定的潜力和应用价值.

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。

一株异养硝化-好氧反硝化菌株L3的筛选鉴定及其脱氮特性

从广东三水罗非鱼养殖池底泥分离筛选出一株具有高效降氮能力的异养硝化-好氧反硝化细菌L3。通过形态学,生理生化以及16S rRNA基因序列分析鉴定该菌株为青岛假单胞菌Pseudomonas qingdaonensis。研究了该菌株对三种含氮模拟废水的脱氮特性及降氮过程的pH耐受范围,进一步采用响应面法探究了温度、pH、C/N、溶氧量及其交互作用对菌株L3脱氮性能的影响。结果表明,该菌株处理高浓度含氮模拟废水48 h后NH_(4)^(+)-N、NO-3-N、NO-2-N的去除率分别达到90.50%、65.24%、85.34%,且在酸性条件下(pH=4)有较强的降氮能力;响应面法结果表明菌株最佳脱氮条件为温度29.1℃,C/N为11.7,摇床转速175 r/min,pH为6.2,其中温度、碳氮比及二者之间的交互作用对NH_(4)^(+)-N去除率的影响显著;在最优条件下,菌株L3处理模拟氨氮废水12 h后对NH_(4)^(+)-N去除率可达95.50%,与预测值无显著差别,响应面模型可靠。

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。

同步异养硝化好氧反硝化细菌Acinetobacter sp.TAC-1的氮代谢途径研究

为阐明分离自重庆某生猪养殖企业畜禽粪污沼液的一株高效同步异养硝化好氧反硝化(simultaneous heterotrophic nitrification and aerobic denitrification,SND)脱氮菌株Acinetobacter sp.TAC-1的氮代谢途径,分别考察TAC-1菌株DNA水平上的氮代谢基因序列特征和mRNA水平上氮代谢基因差异表达。首先,通过T-A克隆和Sanger测序定性分析TAC-1菌株的SND氮代谢基因,确认DNA水平上TAC-1菌株存在SND过程硝酸盐还原酶调控基因narG,亚硝酸还原酶调控基因nirK及nirS,并发现羟胺氧化过程在TAC-1菌株中可能为新的脱氮途径。其次,结合不同氮源(NH_(4)^(+)-N,NO_(3)^(-)-N及NO_(2)^(-)-N)培养条件下TAC-1菌株不同生长阶段的氮代谢特性、产物分析和过程中的narG、nirK及nirS在mRNA水平上的差异表达分析证实了TAC-1菌株的SND氮代谢途径,反硝化过程中nirK和nirS负责NO_(2)^(-)-N的解毒,硝酸盐还原是由narG型硝酸盐还原酶介导的。因此,该研究从氮代谢基因及其差异表达视角深化了对SND细菌氮代谢机制的认识,为SND细菌的改造和同步硝化反硝化脱氮工艺的开发提供理论依据。

食品污水中异养硝化-好氧反硝化菌Bacillus sp.JG441的筛选鉴定及其脱氮特性

高氨氮、高盐、含有机物的食品工业污水处理难度大、周期长,添加高效硝化菌株可以大幅提高污水处理效率。本研究通过高盐培养基,从腌渍食品厂排放污水中筛选出一株对复杂环境有较强耐受性的新型高效异养硝化-好氧反硝化菌株JG441,经鉴定为Bacillus sp.,对其脱氮条件、异养硝化、好氧反硝化、极端环境耐受和脱氮通路进行研究。结果表明,菌株JG441可以利用(NH_(4))_(2)SO_(4)和KNO_(3)为氮源进行异养硝化和好氧反硝化;在NaCl浓度为30g·L^(-1),苯酚浓度为400mg·L^(-1)时,24h NH_(4)^(+)-N去除率可达99%,在NH_(4)^(+)-N浓度为500mg·L^(-1)时,24h NH_(4)^(+)-N去除率为57.4%。菌株JG441脱氮能力强,在高盐含氮和成分复杂的污水处理方面具有较好应用潜力。

人工湿地中异养硝化-好氧反硝化菌分离及脱氮除磷特性的研究

为提高对人工湿地养殖尾水处理系统中异养硝化-好氧反硝化菌种类和性能的认知,在其中分离出一株异养硝化-好氧反硝化功能菌株KL1,并研究了其生长影响因子及其脱氮除磷特性。结果表明,菌株KL1经16S rRNA基因同源性分析为假单胞菌属。菌株KL1最佳生长条件如下:最适温度为30~37℃,pH为5~7,碳源为丁二酸钠,C/N为(7∶1)~(7∶18),C/N/P为(14∶2∶1)~(7∶1∶4)。KL1菌株在异养硝化-好氧反硝化过程中,对NH4-N、TN去除率为92%和81%,无NO_(3)-N积累,NO_(2)-N积累量为2%。反硝化过程中对NO_(3)-N和TN去除率为95%和44%,无NH4-N积累。NaNO_(2)为唯一氮源时,NO_(2)-N和TN去除率为56%和41%,无NO_(3)-N积累。NH4Cl为唯一氮源时,除磷率为31%。综上所述,菌株KL1具有较强的异养硝化-好氧反硝化能力及兼具较好的反硝化除磷效果。