畜禽养殖废水来源的自养氨氧化菌筛选及氨氮去除效果研究

试验旨在筛选可用于畜禽养殖废水处理的自养氨氧化菌。将处置养殖废水的活性污泥样品进行富集培养后,分离筛选获得1株自养氨氧化菌,命名为AH-7。该菌株经过电镜形态观察、氨单加氧酶基因验证和16S rDNA序列比对后鉴定为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas eutropha)。菌株AH-7在稀释灭菌养殖废水中经过5 d的培养,养殖废水中氨氮降解率达到92.59%,氨氧化速率达到16.87 mg/(L·d),均显著高于未接菌对照组。上述结果表明,菌株AH-7对养殖废水中氨氮去除具有良好的应用价值。

典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献

氨氧化过程对氧化亚氮(N2O)排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。选取典型农田耕层土壤(潮土、黑土、砖红壤和红壤),以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选择性抑制法(乙炔和辛炔)研究氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌和全程硝化菌(AOA+comammox)以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明,在耕层的潮土、黑土、砖红壤和红壤中,硝化潜势随土壤由酸性至碱性显著提高(P<0.05),分别为N 32.5、6.6、4.8和2.3 mg·kg^(-1)·d^(-1),AOB主导四种土壤的硝化潜势(58%~100%)。对耕层的潮土、黑土和砖红壤进一步分析,表明净硝化速率和N2O排放均随pH的增加显著提高(P<0.05),与硝化潜势的规律一致。在潮土和砖红壤中,AOB和AOA+comammox对净硝化速率贡献相当(均在30%~40%),而黑土的净硝化速率由AOB主导(72%)。在潮土、黑土和砖红壤中,N2O排放均由AOB主导(58%~92%)。在有机肥改良的砖红壤剖面土壤中,随土壤由深层至表层,pH、硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高(P<0.05)。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高(分别贡献63%和54%),AOB主导N2O排放的增加(贡献54%)。研究结果为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。

适用于低氨污水的高效氨氧化菌的分离筛选及其氨氧化特性

文章从生活污水中富集得到了一种培养物,其中的唯一自养氨氧化菌被命名为Nitrosomonas europaea SH-3。研究了亚硝氮浓度、盐度、温度和pH对其生长的影响,并探究了其在低氨污水中的脱氨效果及最大比增长速率。结果表明,该培养物的半数抑制亚硝氮浓度<500 mg/L,半数抑制盐度为0.5%~1%(以NaCl计);最适生长温度为32.2℃,最适pH为7.7。该培养物在低氨污水中的氨氮去除率能达到92.64%~100%,最大比增长速率为(2.34±0.35)d-1,最短代时为(7.28±1.07)h。该培养物生长迅速,对氨的亲和力高,在低氨污水中具有较高的应用价值。

S/N对硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化反应氮素转化的影响

S^(0)基硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化(sulfur autotrophic denitrification anammox,S^(0)ADN-Anammox)工艺中普遍存在S/N较高问题,从而造成S^(0)的浪费。为此,通过批次实验,在不考虑S^(0)流失条件下,优化了以S^(0)为电子供体的系统中适宜的S/N,并通过底物控制策略,模拟S^(0)ADN前半程完全反应,仅存在后半程与Anammox的系统环境,讨论在不同S^(0)存在的情况下S^(0)ADN后半程和Anammox对NO_(2)^(-)-N的竞争能力。结果表明,在不同的S^(0)投加量条件下,S^(0)ADN-Anammox系统会表现出不同的脱氮性能,当S/N=1,S^(0)ADN-Anammox系统总氮去除率较高,达89%,其中NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的去除率分别为77%和100%;当只存在NO_(2)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N时,S^(0)质量浓度越高,Anammox可获得的NO_(2)^(-)-N越少,S^(0)ADN后半程对NO_(2)^(-)-N的竞争能力要强于Anammox,过高的S/N会影响NH_(4)^(+)-N去除效果。

一株高适应性Nitrosomonas eutropha CZ-4的脱氨特性

从垃圾渗滤液中分离得到了一株亚硝化单胞菌Nitrosomonas eutropha CZ-4,其16S rDNA序列与N.eutropha C91的相似性达99%.研究了pH值、温度、游离亚硝酸浓度、盐度等对其生长的影响,并测试了其在垃圾渗滤液、黑臭水和富营养化湖水中的脱氨效果.结果表明,该菌的最适生长pH值为7.3~8.7,最适生长温度为30.9℃,游离亚硝酸和盐度对该菌的半数抑制浓度分别约为0.11mg/L与2%.在最佳发酵条件下,该菌的最大氨氮去除速率为58mg/(L?h),最短倍增时间为8.2h;在不同类型的污水/地表水(初始氨氮浓度为0.66~603mg/L)中,该菌的最大氨氮去除速率为11.4mg/(L?h),最短倍增时间为10.9h,最低残余氨氮浓度为0.11mg/L.

一种耐热亚硝化单胞菌富集培养物的特性及其在污水中的脱氨效果

从生活污水中分离得到了一种自养氨氧化菌富集培养物,其中的唯一的自养氨氧化菌为Nitrosomonas nitrosa SN-6,其16S rDNA序列和amoA基因序列均与N.nitrosa Nm90高度相似(Identity达100%).该文研究了高温对该富集培养物在培养基和垃圾渗滤液中代谢与生长的影响,并测定了游离亚硝酸浓度和盐度对其脱氨效果的影响及该菌对污染地表水的脱氨效果.结果表明:该富集培养物的最高耐受温度不低于43℃,最大亚硝氮积累速率可达129 mg·L^(-1)·d^(-1);在培养基中的最适生长温度为37~40℃(代时低至6.1 h),在垃圾渗滤液中的最适生长温度为40℃(代时低至5.9 h);该富集培养物脱氨活性的半数抑制盐度略高于1%,半数抑制游离亚硝酸浓度约为0.095 mg·L^(-1);仅需3 d即可使污染地表水中的氨氮从5~23 mg·L^(-1)降至不超过1.5 mg·L^(-1).结果表明,SN-6不但适于高温高氨水体,也适于中温低氨水体脱氨,具有广泛的应用前景.

硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺中微生物群落结构和多样性研究

为研究基于硫自养反硝化和厌氧氨氧化耦合工艺中微生物群落结构和多样性特征,从稳定运行的HABR厌氧折流板反应器中采集生物膜样品,利用PCR-DGGE技术分别对反应器中4个格室进行群落结构解析。结果表明,微生物群落变化与水质环境中的有机物、氮和硫的浓度有关,微生物群落结构在不同的格室中变化较大,4个格室中的细菌的Shannon-Wiener指数(H)由左至右依次减小,相邻格室的相似性较高。经过克隆测序分析,HABR反应器内的微生物多为硫自养反硝化菌和厌氧氨氧化菌,并且出现了Sulfurimonas菌种,该类菌种是同步脱硫反硝化作用的主要功能菌,它们对污水中硫及氮的去除发挥了重要的作用。