好氧反硝化菌BN5脱氮降苯特性

以好氧反硝化菌Pseudomonas sp.BN5开展去除硝态氮实验,同时研究其降解苯的特性。结果表明,在最佳转速180 r·min-1条件下,菌株在72 h内可完全降解80 mg·L-1苯;同时,硝态氮的去除率为93.2%。氮平衡分析表明:57.1%的硝态氮转化为胞内氮,32.7%以含氮气体形式被去除;细胞主要通过好氧反硝化和细胞同化作用脱氮。高浓度的苯对细胞生长和硝态氮的去除均有抑制作用,可通过固定化细胞提高降解性能。固定化菌在批式反应器中能高效降苯脱氮,且能够保证反应器的稳定。菌株Pseudomonas sp.BN5可以有效的去除苯和硝酸盐,为该菌的实际应用奠定了基础。     

贫营养好氧反硝化菌群的筛选及源水脱氮特性

为了对低浓度氮污染的水体进行净化,通过对微污染水库沉积物进行富集驯化培养,得到好氧反硝化脱氮混合菌。对混合菌进行传代培养得到10~#为效果最好的混合菌。将10#混合菌投加到微污染水库源水中进行投菌实验。实验结果表明:投菌系统的硝氮从初始的(0.38±0.03)mg/L降到(0.07±0.03)mg/L,硝氮的去除率达到(82.30±2.63)%,而空白对照系统的硝氮从初始的(0.34±0.00)mg/L到30 d实验结束变为(0.69±0.01)mg/L;复合菌投菌系统并没有出现亚硝氮的积累;投菌系统总氮从初始的(1.00±0.04)mg/L,到30 d实验结束时总氮下降到(0.52±0.03)mg/L,去除率达到(48.24±2.82)%,但是空白对照系统的总氮从初始的(1.13±0.06)mg/L到30 d结束时为(1.17±0.03)mg/L,基本保持稳定;复合菌系统的好氧反硝化菌菌落数高于空白系统1~2两个数量级。脱氮效果表明,应用复合好氧反硝化菌对于源水脱氮有很好的应用潜力。     

1株耐冷耐碱好氧反硝化菌的鉴定及其脱氮特性

从贵州冬季水田泥土中分离得到1株好氧反硝化菌,并将其记为菌株B,通过16SrRNA基因测序与形态学分析,将菌株B鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。对菌株B的好氧反硝化脱氮特性研究表明,该菌在温度低至5℃时对反硝化液体培养基中硝酸盐氮和TN的去除率分别仍达43.16%、27.57%;当pH高达10.0时,菌株B对硝酸盐氮和TN的去除率分别仍达75.10%、67.65%。菌株B的最适培养条件为:温度15℃、pH 7.0、转速150r/min、接菌量1.5×10~(8 )cfu,以丁二酸钠为碳源,碳氮比(C/N,质量比)为15,在此条件下培养48h后,对硝酸盐氮和离心后的TN的去除率分别高达98.60%、93.85%。可见,菌株B是1株耐冷耐碱的好氧反硝化菌,对低温和碱性废水脱氮有较好的应用潜力。     

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高p H,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。     

pH和C:N对厌氧氨氧化耦合短程反硝化脱氮性能的影响

以低DO和逐渐降低亚硝态氮浓度的方式运行厌氧氨氧化(ANAMMOX)上流式污泥床(AUASB)反应器,第57天实现稳定运行,氨氮去除率保持在85%以上,采用高通量测序技术分析发现ANAMMOX污泥中主要功能菌转变为Candidatus kuenenia,丰度为8.85%,好氧氨氧化菌(AOB)Nitrosomonas的丰度为1.48%,短程反硝化菌Thauera丰度为0.66%。将AUASB反应器中污泥接种在ANAMMOX序批式反应器(ASBR)后,通过外加有机碳源的方式使ASBR拥有了短程反硝化的能力,然后研究了不同C:N(质量比)和不同pH条件下亚硝态氮积累情况和氮素转化特性,结果表明:当C:N为3.2:1.0时,亚硝态氮积累率最高为84%,但有部分亚硝态氮被还原。当pH为7.8时,ANAMMOX菌活性最高,氨氮去除率为95%。扫描电子显微镜(SEM)观察到ANAMMOX菌为球状,短程反硝化菌为短杆状。     

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 r DNA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。     

游离和聚乙烯醇包埋门多萨假单胞菌好氧反硝化脱氮的研究

以从采自温州西片污水处理厂的活性污泥样品中分离的好氧反硝化门多萨假单胞菌(Pseudmonas mendocina)WZUF20为受试对象,以聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钙-活性炭包埋固定化,研究游离和固定化细胞在人工硝态氮污水中好氧反硝化去除硝态氮的条件,以及它们对人工氨氮、硝态氮和亚硝态氮污水的氨氮、硝态氮和亚硝态氮的去除能力。结果表明:(1)游离细胞和固定化细胞去除硝态氮的适宜条件是相似的,适宜碳源为丁二酸钠、乙酸钠和柠檬酸钠,适宜碳源和KNO3质量比为10∶1,适宜温度、转速和pH分别为20~35℃、100~200r/min和6.0~9.5;(2)在适宜条件下,游离细胞和固定化细胞对人工氨氮污水氨氮的去除速率分别为8.79、1.67mg/(L·h),对人工硝态氮污水硝态氮的去除速率分别为8.17、4.54mg/(L·h),对人工亚硝态氮污水亚硝态氮的去除速率分别为16.42、7.67mg/(L·h);(3)在人工硝态氮污水中连续5批次的去硝态氮试验表明,PVA-海藻酸钙-活性炭固定化细胞是稳定的。说明门多萨假单胞菌(Pseudmonas mendocina)WZUF20以及PVA-海藻酸钙-活性炭包埋制备的固定化细胞具有应用于实际废水脱氮的潜力。     

异养硝化-好氧反硝化菌ADN-42的脱氮特性

从大连海域典型繁茂膜海绵(Hymeniacidon perleve)中筛选出1株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌,通过形态观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,确定其为假单胞菌属(Pseudomonas),命名为ADN-42。其异养硝化-好氧反硝化条件为氯化铵为氮源,柠檬酸三钠为碳源,温度30℃,C/N值为12,摇床转速150 r/min,NH+4-N初始浓度约300 mg/L,盐度为40 g/L Na Cl,在此条件下菌株84 h时NH+4-N去除率为75.4%,无硝态氮产生,亚硝态氮最大积累量为8.3 mg/L;将菌株投加到NH+4-N和NO-2-N混合体系中,混合系统比仅以NH+4-N为氮源的体系的NH+4-N去除速率提高了12.7%;研究结果表明Pseudomonas sp.ADN-42可能是一株有着良好应用前景的高效耐盐异养硝化-好氧反硝化菌。     

低C/N比污水反硝化过程中亚硝态氮累积特性研究

以乙酸钠为碳源,采用序批实验研究低C/N比污水在不同温度反硝化过程中的亚硝态氮累积规律。研究结果表明,不同温度下低C/N比污水均能在反硝化过程中累积亚硝态氮。在同一温度下,随着初始C/N比增加,亚硝态氮最大累积率随之增加,温度为15℃时亚硝态氮最大累积率增幅最大,C/N比为1.03时,亚硝态氮最大累积率仅为18.8%,而C/N比为4.16时,亚硝态氮最大累积率高达83.9%;在同一水平的C/N比下,随着温度升高,亚硝态氮最大累积率也随之呈增加的趋势;当C/N比为1左右,温度从15℃上升到25℃时,亚硝态氮最大累积率从18.8%上升到51.7%;在较高温度、较高C/N比下,反应初期由于乙酸钠具有一定弱碱性导致系统pH迅速上升,随着硝态氮逐渐还原成亚硝态氮,乙酸钠被分解成CO_2,pH逐渐下降,待硝酸盐完全去除,进一步发生亚硝态氮还原,系统pH再次上升。     

金属纳米材料在厌氧条件下对脱氮副球菌反硝化作用的影响

以脱氮副球菌YF1为实验菌株,研究纳米Fe0和纳米Fe/Ni 2种金属纳米材料对菌体生长及其反硝化作用的影响。实验结果表明:添加纳米材料到反应体系中会降低实验菌株的生长量和生物反硝化作用,纳米Fe/Ni对实验菌株的毒性比纳米Fe0大。在含硝态氮初始浓度为100 mg/L的反硝化培养基中接种脱氮副球菌,于30℃培养20 h,脱氮率为89.47%,而菌+1 000 mg/L纳米Fe/Ni的体系脱氮率仅为64.33%;菌+1 000 mg/L纳米Fe0体系的脱氮率为76.36%。不同体系的反硝化过程均可采用零级动力学模型进行拟合(相关系数R2>0.92)。这2种金属纳米材料对实验菌株的生长量及其反硝化作用的影响程度,与体系的pH和温度有较大关系。     

一株高效异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮性能

从经驯化的污泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化细菌,编号为TN-05,通过形态学特征观察,生理生化特征试验和核酸序列分析鉴定其为门多萨假单胞菌（pseudomonasmendocina）。同时对其进行脱氮性能研究,结果表明,TN-05具有较好的异养硝化能力,菌株在培养至48h时对总氮和氨氮去除率均能达95％以上。通过反硝化能力验证实验发现,菌株对NO3-N和N0f—N也分别具有较好的去除效率。将菌株应用于人工合成废水中,发现对废水中氨氮优先利用并能在24h时使去除率接近100％,对硝态氮和亚硝态氮也具有一定的去除效率。因此,菌株TN-05是一株同时具备异养硝化和好氧反硝化能力的高效菌株。     

一株耐盐好氧反硝化细菌的分离鉴定及其脱氮特性

从处理高盐废水的生物接触氧化工艺成熟活性污泥中分离得到一株耐盐好氧反硝化细菌F10.根据形态学特征、生理生化以及16S rRNA基因序列测定分析,初步判定该菌株为盐单胞菌属(Halomonas sp.).菌株能在盐度为3%~7%的培养基中良好的生长及脱氮,最适盐度为3%(以Na Cl计),最适碳源为乙酸钠,最适p H为7~8,最适温度为30℃.该菌株能利用NO-3-N进行反硝化作用,在盐度为3%的反硝化培养基中24 h内对NO-3-N的去除率达到92.6%,36 h基本完全去除。该菌株在3%盐度下表现出良好的异养硝化-好氧反硝化性能,初始硝态氮浓度在270 mg/L时,菌株的脱氮率可达90%以上,氨氮的去除率可达75%以上,脱氮过程中无NO-2-N积累,可实现同步硝化反硝化,具有一定的工程应用价值。     

亚硝态氮对同时产甲烷反硝化工艺处理畜禽粪水的影响

为进一步提高同时产甲烷反硝化反应对畜禽粪水化学需氧量(COD)和氮的去除效率,应用畜禽粪水于接种颗粒污泥的厌氧混合式反应器,进行不同COD与亚硝态氮浓度比值(COD/NO-2-N)对同时产甲烷反硝化反应的影响研究。通过实时监测反应器内COD、凯氏氮(TKN)、辅酶F420、β-葡萄糖苷酶、产气率、pH和氧化还原电位(ORP)等指标得出,COD/NO-2-N为30/1、40/1时,COD去除率、辅酶F420和β-葡萄糖苷酶含量与空白无亚硝态氮的变化规律一致,亚硝态氮几乎未对糖类水解菌及产甲烷菌活性产生抑制作用;而COD/NO-2-N为10/1、20/1时,COD去除率、辅酶F420和β-葡萄糖苷酶含量较低,糖类水解菌及产甲烷菌活性受到抑制。     

一株深海反硝化菌的分离鉴定及反硝化特性研究

从深海沉积物中分离获得一株具有较高脱氮效率的反硝化菌YL-1,通过形态观察、生理生化特性及16SrDNA同源性分析,确定该菌株为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii)。考察了C、N质量比(C/N)、碳源、初始pH、温度及盐度对其反硝化作用的影响。结果表明:菌株YL-1反硝化最佳条件为最适碳源为乙酸钠、C/N不低于6∶1、初始pH为7.0~9.0、温度为25~35℃;该菌株具有较强的反硝化性能,盐度在100g/L以内时对其反硝化特性影响不大。     

耐低温贫营养好氧反硝化菌群脱氮特性及安全性

针对微污染水体强化原位生物脱氮技术同时面临低温、贫营养及好氧问题,对实验室已分离筛选的贫营养好氧反硝化菌和耐低温好氧反硝化菌进行菌源重组,构建出高效耐低温贫营养好氧脱氮功能菌群T1(Y3+F3+H8)和T2(Y3+F4)。研究不同投菌量条件下菌群的脱氮特性,结果表明,投菌量对T1脱氮效果有一定影响,0.1、0.2和1.0 mg/L投量对NO3--N去除率为71%、91%和100%,总氮去除率为56%、34%和52%;T2菌群,当投量为0.2 mg/L时,对NO3--N、总氮去除率最大可达66%和59.48%。对菌群T1、T2进行生物安全性分析,采用次氯酸钠进行消毒,其生物灭活率均达到99.9%以上。     

短程反硝化聚磷的反硝化特征研究

研究了温度、pH值、电子供体种类及电子受体种类对反硝化的影响.试验结果表明,(1)在相同试验条件下,亚硝酸型反硝化与硝酸型反硝化的速率与硝态氮的浓度有关.在温度为25℃、pH为7的条件下,基质浓度＜300mg/L时短程反硝化速率较快;基质浓度≥300 mg/L时,以NO3-为基质的反硝化速率较大.(2)具有大量碳源储存物(PHB)的细菌可实现快速的内源性反硝化脱氮,而处于饥饿状态的细菌的内源性反硝化效率极低.     

一株反硝化聚磷菌筛选及其接种量对脱氮除磷效应的影响

以环形推流一体化氧化沟反应器厌氧段污泥为接种污泥,通过吸磷实验、硝酸盐还原产气实验、异染颗粒染色实验及PHB染色实验从接种污泥中筛选得到一株能实现同步脱氮除磷菌株N-12;经过16S rDNA测序鉴定,确定该菌株为不动杆菌属(Acinetobacter)。绘制该菌株的生长曲线,并设置0%、1%、2%、5%、10%和15%等6种不同初始接种比,以接种比作为微生物生物量的衡量参数,研究不同接种比对反硝化聚磷菌脱氮除磷效应的影响,确定菌株最佳接种比。实验结果表明:初始接种比2%体系的脱氮除磷效果最好;利用SPSS statistics 19统计软件对磷酸盐去除率、硝态氮去除率、OD600值及pH进行相关性分析,表明磷酸盐去除率和硝酸盐去除率显著正相关(Person相关系数=0.826,P0.01);且两者与OD600值及pH值都显著正相关。     

交替好氧/缺氧短程硝化反硝化工艺处理低C/N城市污水

采用好氧/缺氧交替运行模式处理低C/N城市污水,考察了低温环境下启动短程硝化反硝化的可行性,重点研究了好氧池区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ溶解氧分布对短程硝化反硝化脱氮效果的影响。结果表明,采用好氧/缺氧交替运行模式,对好氧池溶解氧进行分区优化后,在低温环境下启动短程硝化反硝化具有可行性。在所采用的7种工况中,较为优化的工况是区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ,溶解氧分别为0.8～1.2、0.5、1.2～1.8 mg·L~(-1),该工况下亚硝态氮累积率稳定在78%以上,出水总氮去除率在73%左右。相比短程硝化反硝化启动前,去除率提高了19.4%,氨氮浓度低于0.60 mg·L~(-1),出水氮素指标显著优于GB 18918-2002一级A排放标准,出水COD去除率为86.9%～94.9%,出水总磷浓度低于0.15 mg·L~(-1),可控性仍然较强。对于已启动短程硝化反硝化的A/O工艺处理低C/N城市污水,全年可节约碳源投加资金97×10~4元左右,节约电费42×10~4元左右,有效实现了成本与水质的双赢。以上结果可为短程硝化反硝化工艺的工程推广提供参考。     

好氧反硝化菌TAD1的同步硝化反硝化性能

研究发现嗜热螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1具有同步硝化反硝化性能,可将水中的氨氮去除。重点考察50℃下,碳氮比、碳源、初始pH值、DO浓度等因素对菌株TAD1同步硝化反硝化脱氮性能的影响规律及菌株TAD1的耐氨能力,最后用Minitab软件进行综合优化。结果表明,菌株TAD1在高浓度氨氮(500～3 000 mg/L)下仍具有很高的脱氮能力,pH值和碳源用量是影响TAD1同步硝化反硝化最显著的因素,综合优化后总氮最大去除率达到了70%,证实利用菌株TAD1的同步硝化反硝化性能具有潜在的废水脱氮应用前景。     

3株贫营养好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化特性

贫营养好氧反硝化细菌在水环境能量流动和物质循环过程中扮演着重要的角色。从山东某水源水库沉积物中共驯化分离出216株好氧反硝化细菌,复筛得到3株高效菌株ZN1、ZN2和ZN3。经形态学指标和16S rRNA序列分析,ZN1和ZN3属于铁还原细菌(iron-reducing bacterium),ZN2属于粘液菌属(Zoogloea sp.)。关键酶基因检测表明3株菌均含有周质硝酸盐还原酶基因(nap A)。在30℃、120 r/min条件下,培养47 h后3株菌对培养液中NO3-N的去除率均在80%以上,TN去除率均在40%以上,且无明显的亚硝氮积累。对3株菌分别进行原水适应,以20%的梯度增加原水的比例直至100%原水。原水培养72 h后,3株菌NO3-N去除率为30%~40%,TN去除率为20%~25%。