低温脱氮菌及其工程应用研究进展

低温会影响脱氮菌细胞活性,导致北方地区污水处理厂冬季极易出现出水氮超标问题。介绍了目前筛选到的低温脱氮菌的种类及耐冷机制,分析了污水处理厂冬季出水氮超标的主要原因,总结了低温脱氮菌的工程应用现状,并展望了低温脱氮菌未来主要的研究方向。

一株高效反硝化脱氮菌的分离鉴定与脱氮性能

从厦门市某污水处理厂的活性污泥中分离纯化得到一株具有高效脱氮能力的菌株ZB-1,通过菌落形态、生理生化和16S rDNA序列分析,初步鉴定为斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。对菌株ZB-1在不同初始pH值、菌液接种量、碳源及NO3--N浓度条件下脱氮性能的分析结果表明,最优条件为pH7~8、丁二酸钠为碳源、接种量为3%,培养48 h后,其脱氮率为90.81%;菌株ZB-1具有较强的耐受性,对高浓度(200 mg·L^(-1)和500 mg·L^(-1))的NO3--N废水48 h脱氮率分别为70.61%和28.00%,7 d内可完全去除,表明菌株ZB-1在处理高浓度NO3--N废水的实际应用中具有一定的优势。

高效脱氮菌原生质体融合条件的研究

通过极限稀释法和平板划线分离法,从活性污泥中筛选并分离出A1、B1、C1共3株高效脱氮菌,其中A1为氨氧化功能菌,B1为硝化功能菌,C1为反硝化功能菌。进行单重抗药性试验后,将它们作为亲本菌株进行原生质体融合试验。试验确定了最佳原生质体融合条件:紫外线照射时间为60 s;PEG浓度40%,促融时间6 min;Ca2+浓度0.015mol/L;pH 10.0,添加200μL细胞壁引物。试验通过双重抗药平板筛选得到最佳融合子,经测定,其脱氮效率提高了27.3%。

脱氮菌的筛选鉴定及性能研究

从自然环境中筛选到一株具有脱氮能力的菌株MHX-01,经鉴定为阪崎肠杆菌.研究表明:该菌株在不同的碳源、氮源、无机盐、生长因子的条件下都能够良好地生长,最佳培养基为葡萄糖10 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸氢二钾2 g/L,酵母膏1 g/L;该菌株的最适生长温度为37℃,最适生长p H值为8.0,其抗热性较差,但有一定的抗酸碱能力,尤其是抗碱性能力较强.对其脱氮性能的研究发现:该菌株具有很强的脱氮能力,在接种量为4%时,处理人工废水5 h后,亚硝酸盐氮的去除率为97.6%,达到平衡点;处理人工废水36 h后,氨氮的去除率高达98.3%,达到平衡点.且在高盐度废水中同样具有高效的脱氮能力,在盐度为20 g/L时效率最高.该菌具有优良的脱氮性能,脱氮能力明显高于其它微生物菌株.

一株针对高温烟气的嗜热嗜酸同步脱硫脱氮菌的分离鉴定

为了解决高温烟气在洗尘降温后温度较高(50～65℃)而致常温微生物(30℃)净化效果大幅度下降的难题,将取自云南腾冲酸性热泉的泥水菌样通过质量浓度为2 000～3 000 mg/m3的SO2和500～2 000 mg/m3的NOx诱导驯化90 d后,分离得到一株嗜热嗜酸的同时脱硫脱氮菌NS。该菌革兰氏染色为阳性,呈短杆状,大小为1.5～2.0μm,其最适生长温度为65℃,最适生长pH值为4.0。经16S rDNA序列分析表明,NS菌株与Alicyclobacillus sendaiensis的相似度达99%。该菌株在最适生长条件下培养60 h后,能同步利用硫代硫酸盐和硝酸盐,对硫代硫酸盐和硝酸盐的代谢率分别超过80%和85%,代谢产物为硫酸盐、单质硫和亚硝酸盐。

茶园一株异养硝化-好氧脱氮菌的鉴定及特性研究

经过菌株富集培养、分离纯化等一系列步骤,从山东茶园土壤中筛选出一株菌株F1,通过对其进行16SrRNA测序及生理生化指标的测定,结合负染电镜观察结果,参照《伯杰细菌鉴定手册》鉴定该菌株属于黄杆菌属。同时对其硝化和反硝化脱氮能力进行了研究。结果表明,菌株F1能在利用有机物的同时进行硝化和反硝化脱氮作用。经过60 h的培养,在硝化培养基上对氨氮的去除率达到84.54%,对亚硝酸盐的去除率达到91.87%;在反硝化培养基上对硝酸盐的去除率达到79.17%,对亚硝酸盐的去除率达到84.30%;在以铵态氮为初始氮源的条件下脱氮能力最强。

冬季微污染河流脱氮菌的筛选及鉴定

以微污染河流贾鲁河(郑州段)冬季河水为试验用水,采用微生物传统培养法,通过富集、分离、纯化等步骤成功筛选出了5株脱氮菌,并对这5株脱氮菌进行了菌种鉴定。结果表明:5株脱氮菌具有良好的脱氮性能,最高氨氮去除率达91.5%;通过对5株脱氮菌进行16SrDNA测序及序列比对,结果显示该5株脱氮菌含有假单胞杆菌(Pseudomonas)和门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina),其中假单胞杆菌在已有的研究中被证实属于异养硝化菌,门多萨假单胞菌可以利用硝酸盐并释放气体,该菌种具有反硝化作用。

低温辐射固定化脱氮菌技术及其应用

根据天然水体氮污染的特点,应用低温辐射技术诱导含有高效脱氮菌的亲水性单体HEMA与疏水性单体2G发生聚合反应,创建了用一步法同时实现共聚物载体和脱氮菌的固定化。研究结果表明,固定化脱氮菌在低温下表现出明显的耐受性和耐辐射性。讨论了辐射温度、辐射剂量对固定化脱氮菌转化污染水体中总氮、氨氮、CODCr的效率的影响,低温辐射固定化后的菌株对污染水体中氮的去除有明显的效果。

碳源、pH值和温度对脱氮菌株脱氮性能的影响

考查碳源(醋酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖、甘油、糖蜜、甲醇和蔗糖)、pH值和温度这3个条件对脱氮菌株HN18脱氮能力的影响.结果显示:以糖蜜作为碳源不但使菌株HN18对氨氮、硝酸盐氮的去除率高,亚硝酸盐氮的积累量少,而且价格低、原材料来源广泛,能得到较高的经济效益;菌株HN18生长和脱氮的最适pH值为7.5,最适温度为30℃.

陶粒固定化脱氮菌群对景观水中NO3^--N的去除

以陶粒为载体对脱氮菌群进行固定化,并对ρ(NO3--N)较高的景观水进行模拟脱氮试验;同时比较了陶粒和海绵作为载体的固定化脱氮菌群在室温保存过程中脱氮活性的变化.结果表明,陶粒固定化脱氮菌群可以在短时间内有效去除景观水体中的NO3--N;模拟景观水试验处理2 d后,NO3--N的去除率为98.1%,TN的去除率为91.5%;试验第3～10天ρ(NO3--N)、ρ(TN)一直保持稳定,说明陶粒固定化脱氮菌群的作用具有一定的稳定性,不会出现ρ(NO3--N)波动现象.10 d后ρ(NO3--N)从初始的16.72 mgL降至0.19 mgL,NO3--N的去除率为98.8%;ρ(TN)从初始的17.89 mgL降至0.95mgL,TN的去除率为94.7%.分别将陶粒和海绵固定化脱氮菌群在室温下保存60 d后进行脱氮试验,NO3--N的去除率分别为99.8%、17.2%,说明在室温保存状态下陶粒固定化脱氮菌群能长时间保持脱氮活性.

新型脱氮菌Rhizobium radiobacter的分离鉴定及其硝化特征分析

旨在从污水处理厂中分离和鉴定具有硝化能力的脱氮菌。采用富集培养、平板划线分离菌株,命名为N312,并通过形态观察、16S r DNA基因序列分析及Biolog鉴定,利用正交试验法对该菌株的培养基配方进行优化。结果表明,分离获得具有硝化能力的自养脱氮菌,初步鉴定属于放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter),为革兰氏阴性杆菌,菌落圆形,乳白色,6 d内亚硝酸盐去除率达到100%,通过正交试验初步得到最佳培养基配方为Na NO2 1.5 g,Na2CO3 1.5 g,MgSO·7H42O 0.25 g,FeSO·7H42O 0.2g,KH2PO4 0.5 g。菌株N312是一株具有研究价值的自养脱氮菌。

固定化脱氮菌对养殖水体中氨氮控制效果研究

以沸石为载体,吸附固定化耐盐氨氧化-反硝化菌株,探讨固定化菌株对氨氮的去除能力;创建海水养殖系统,通过投加固定化脱氮菌株,分析其对养殖水体中的氨氮控制效果及其影响因素。结果表明,沸石固定化菌剂的含菌量为1.55×1010 CFU/g,对氨氮的控制效果受溶解氧、环境温度和菌剂投加量的影响较大,用沸石固定后菌剂对温度变化有更好的耐受性。当溶解氧含量大于6.5mg/L,温度为30℃,在50mL体系中加2g沸石固定化的微生物菌剂,24h时,最高可去除90mg/L的氨氮。在海水养殖环境中,将沸石固定化菌剂平铺于土工布袋内,将布袋覆盖于沉积物-水界面,覆盖率2.5%,发现固定化菌剂在9d内能够显著抑制水中氨氮的产生,对氨氮的控制率达到(73±17)%。本研究表明该固定化脱氮菌株能够很好的降低养殖水体中氨氮浓度,为其在海水养殖系统中的应用提供了数据支撑。

固定化好氧脱氮菌及其在低C/N鸭场废水处理中的应用

为解决集约化畜禽养殖废水处理工艺(厌氧-缺氧好氧-缺氧好氧)中普遍存在的出水NO 3--N浓度超标的问题,试验将一株具有高效去除NO 3--N能力的好氧细菌Pseudomonas mendocina LYX固定于丝瓜络,并制备成菌剂,研究其在最佳脱氮条件下对鸭场废水深度处理的强化效果.结果表明:①在C N为5、培养温度为35℃、pH为8、ρ(DO)为3.45 mg L的条件下,P.mendocina LYX达到最优脱氮效果.②固定化菌剂投加后,反应器中NO 3--N和COD Cr的去除率较菌剂强化前分别提高了40%和20%,ρ(NO 2--N)提前达到峰值,反硝化进程被明显推进.③反应器运行至第17天时,污泥中好氧脱氮菌Pseudomonas的相对丰度由最初的0.03%升至8.50%,反应器内微生物多样性显著增加,此时,NO 3--N和COD Cr去除率均达到最大值,分别为86%和79%.④反应器运行至第22天时,污泥中Pseudomonas的相对丰度降至0.59%,菌剂强化作用逐渐减弱,反应器中NO 3--N和COD Cr去除率基本与菌剂强化前持平,菌剂强化效果具有周期性.研究显示,固定化P.mendocina LYX菌剂有望在好氧条件下通过原位强化解决低C/N水质中的NO 3--N污染问题,具有较好的应用前景.

脱氮菌在含氨废水处理中的试验研究

通过在含氨废水中投加脱氮菌,分别对某焦化厂和某氨基酸厂污水处理工艺中二沉池出水进行了小试验,研究了菌种投加后对于不同浓度含氨废水的去除情况。结果表明:未投加脱氮菌时,采用生物接触氧化法,废水氨氮去除率仅达到37%;投加脱氮菌后,较低和高浓度含氨废水的去除率均达到96%以上,氨氮去除效果显著提高。

农业氮污染治理技术中脱氮菌的研究进展

农业生产中运用到大量氮肥,肥料中过量氮流入水中,导致水中氮浓度过高,对生态环境造成极大的影响,治理水中氮污染问题是现代农业生存的关键。生物脱氮因其简单高效、稳定、无二次污染等特点,成为去除水中氮污染的热点。脱氮菌是生物脱氮技术的核心,研究新型高效脱氮菌对生物脱氮技术的发展有着重要意义。目前,关于脱氮菌的研究越来越多,包括脱氮菌分离鉴定、影响因素及实际应用。研究表明,在分离鉴定研究中,大多数脱氮菌的状态为有颜色的圆形菌落,基本都属杆状菌;在影响因素研究中,不管是硝化细菌还是反硝化细菌,最佳温度在30~35℃之间,最佳pH为中性或弱酸弱碱性,硝化细菌的最佳碳氮比在10左右,而反硝化细菌的碳氮比在7左右;在实际应用探究中,发现混合菌比单菌的脱氮效果更为明显,但其中的组合配比仍需进一步研究。生物脱氮技术的研究仍处于实验室阶段,筛选更多高效菌株,优化其脱氮效果,并应用于实际生产中,对我国农业氮污染治理有重要社会价值。

垃圾渗滤液低温脱氮菌剂同步硝化反硝化应用研究

通过滤纸片法对耐冷菌株及菌株生态学关系进行了考察,对构建低温脱氮菌剂所需菌株GL19及XS78最佳配比进行了探索,同时将构建成的低温脱氮菌剂投加到SND反应器中进行垃圾渗滤液脱氮处理,对低温环境下SND脱氮特性进行了研究。结果表明,菌株GL19及XS78在同一生境下能够进行互利协作;低温脱氮菌剂中菌株GL19及XS78最佳配比为2∶1;低温脱氮菌剂投加后,通过间歇进水和连续进水培养43 d,在SND反应器中成功培养出了SND活性污泥并实现了垃圾渗滤液低温脱氮。

吉林省延边朝鲜族自治州养猪业现状及固定化脱氮菌在废水处理中的应用研究

分析了2008-2017年吉林省延边朝鲜族自治州(简称"延边州",下同)养猪业发展现状,计算了该州养猪业粪尿产生量及污染物排放量,结合最优条件下固定化脱氮菌对养猪场废水的处理性能,探讨了固定化脱氮菌在延边州的推广应用性。结果表明,2017年延边州猪出栏数为33.96万头,在标准规模化畜禽养殖量中的占比达到20.36%,为10年间最高值;2017年全州养猪业粪尿产生量为34.20万吨,5日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总氮量(TN)和总磷量(TP)分别为6 772.98吨、7 262.04吨、1 379.50吨和459.05吨,其中敦化市污染物排放量最多,图们市最少,其他县(市)差异不显著;经固定化脱氮菌处理后,延边州养猪场的COD和TN分别减少了4 959.25吨和1 032.01吨,利用该技术处理养猪场废水可显著降低污染物排放量。

不同碳源条件下复合脱氮菌的脱氮性能研究

以市售复合脱氮菌为研究对象,分析了不同培养条件对其生长特性及脱氮效果的影响.在此基础上,以硝酸钾为唯一氮源,在厌氧条件下考察了不同碳源条件(不同单一碳源、不同混合碳源、不同碳氮比)对该菌生长特性及脱氮效果的影响.结果表明:复合脱氮菌为异养型兼性厌氧菌,其脱氮过程主要发生在对数生长期;复合脱氮菌在好氧条件下具有高效去除氨氮的能力,在厌氧条件下具有高效去除硝态氮的能力;厌氧条件下,有机碳源的添加能够提高复合脱氮菌的生长速度和脱氮效率;厌氧条件下,以蔗糖+乙酸钠+柠檬酸钠(按照质量比1∶1∶1的比例进行混合)作为混合外加碳源,且当碳氮比(C/N)为15时,复合脱氮菌的生长速度最快,菌体密度最大,且其对硝态氮和总氮的去除率最高.本研究可为该菌剂在污水处理中的实际应用提供数据支撑.

红霉素对活性污泥脱氮菌群的调控

为了研究红霉素对活性污泥脱氮菌群的影响,本文采用实验室规模SBR方法培养脱氮菌群,设置不同浓度梯度的红霉素:0 mg/L、10 mg/L、50 mg/L并分别加到预培养的活性污泥中,设三组实验,每组三个平行,每天对活性污泥换取相同浓度的氨氮溶液进行培养,并定时测定出水pH值和出水氨氮值进行实验分析。结果表明,不同浓度的红霉素对不同的菌群有不同程度的致毒作用,导致污水处理后还含有较高的氨氮值和pH值。硝化螺旋菌目、鞘脂单胞菌属菌类可以抵抗高浓度的红霉素,而绿弯菌门、硝化螺旋菌门、酸杆菌纲等菌类低浓度红霉素对其就具有较大的致毒性。

水产养殖尾水净化中高效脱氮菌强化挂膜生物滤器的应用及对微生物酶活性的影响

选择花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis)、嗜碱盐单胞菌(Halomonas alikaliphila)以及麦氏交替单胞菌(Alteromonas maclendii)进行不同的组合,以挂膜组进行效果对比。在成熟之后对生物滤器恒定的情况下,对水产养殖尾水中的NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N以及总氮的去处效果进行记录。得到最佳组合之后,再次进行挂膜,分析不同浓度在NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N的净化效果。最后,观察高效脱氮菌挂膜在水产杨驰尾水净化中对微生物酶活性的影响。结果发现:高效脱氮菌强化挂膜去除效果较好,有着较高的应用价值。