耐药异养硝化—好氧反硝化菌筛选及脱氮研究

为消除医药化工废水高盐度及硝基化合物、杂环芳烃对微生物脱氮的抑制影响,该文以含有杂环化合物医药废水的处理厂活性污泥为对象,从中筛选对有毒有机物耐受的菌株X4。根据其系统发育和表型遗传鉴定为Acinetobacter haemolyticus。探究该菌株异养硝化-好养反硝化特性及在不同碳源、C/N、温度、转速、pH条件下的脱氮效能。结果表明,菌株X4在硝化、反硝化培养基中24 h内氨氮、硝酸盐氮去除率分别为99.14%、90.95%,在实际高盐难降解医药废水处理中氨氮去除率也有52.62%,36 h内对废水COD降解速率达到93.33 mg/(L·h)。当菌株X4在以碳源为丁二酸钠、C/N为12、温度为30℃、pH为9、转速为170 r/min条件时脱氮效果最佳。菌株X4对温度及p H耐受范围广,对C/N要求低,在高盐医药化工废水处理方面具备应用价值。     

1株好氧反硝化菌筛选及处理猪场厌氧消化废水

从活性污泥中分离纯化1株好氧反硝化菌并编号为AHP123,通过16S r DNA序列分析鉴定为不动杆菌属。该菌株具有良好的异养硝化和好氧反硝化能力,能够有效利用硝酸盐和铵。单因素条件优化结果表明,该菌株在C/N比20、丁二酸钠为碳源、培养转速为200 r/min、温度为30℃、接种率为2%条件下,以氯化铵为唯一氮源培养24 h,铵的去除率可达到99.26%,去除速率为4.86 mg/(L·h)。在C/N比20、柠檬酸钠为碳源、培养转速为120 r/min、温度为25℃、接种率为2%条件下,以KNO₃为唯一氮源培养24 h,硝氮的去除率可达到92.68%,去除速率为6.11 mg/(L·h)。在氨氮和硝氮作为混合氮源时,氨氮和硝氮的去除率分别达到98.64%、80.38%。进一步地,菌株AHP123在猪场厌氧消化废水(ADPE)等含氮废水的处理中具有良好的应用潜力,处理48 h后,ADPE中的氨氮去除率达到99.19%。     

异养硝化-好氧反硝化菌YL的脱氮特性

针对传统自养硝化-厌氧反硝化工艺流程长、脱氮效率低的问题,从驯化成熟且具有高效同步硝化反硝化作用的SBR反应器中筛得1株异养硝化菌YL,经鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),并通过单因子试验和正交试验对其异养硝化和好氧反硝化特性进行了研究.结果表明,菌株YL进行氨氧化作用的最适条件为:碳源为琥珀酸钠、C/N为10、p H为7.0、温度为30℃、转速为160~200 r·min-1,此时氨氧化速率为5.05 mg·(g·h)-1,TOC转化速率为45.95 mg·(g·h)-1,氨氮和TOC去除率分别为100%和90.8%;菌株YL还能够利用亚硝酸盐、硝酸盐和羟胺进行生长代谢,去除率分别为92.7%、93.6%和94.8%;影响菌株YL好氧反硝化性能最主要的因素为C/N,在最优条件(C/N=10,T=30℃,r=200 r·min-1,p H=7)下,硝氮去除率为94.6%,总氮去除率76.3%.表明菌株YL能够独立快速高效地完成异养硝化和好氧反硝化脱氮过程.     

一株异养硝化好氧反硝化菌的筛选鉴定及其脱氮特性

从长期施用农家肥的土壤中筛选出一株异养硝化好氧反硝化菌SQ2,经形态学和16S rRNA同源性分析,初步确定该菌株为不动杆菌Acinetobacter sp..实验研究了菌株SQ2对氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的去除特性,通过改变碳氮比、pH、接种量、碳源、温度和转速考察了菌株异养硝化条件,并探究了菌株耐高氨氮特性.结果表明,在28℃、180 r·min~(-1)好氧条件下,菌株SQ2对氨氮、亚硝态氮和硝态氮去除率分别达到100%、99.6%和96.9%,异养硝化体系中氮源降解速率、COD去除速率及菌株生长量均要高于好氧反硝化体系.菌株SQ2异养硝化最适条件为:碳氮比为12,pH为7~9,接种量为5%,碳源为琥珀酸钠,温度为28℃,转速为180~220 r·min~(-1).菌株SQ2具有良好的耐高氨氮特性,对实际高氨氮猪场废水脱氮效果良好,在高氨氮污水等生物处理方面具有良好的应用前景.     

一株地衣芽孢杆菌异氧硝化-好氧反硝化特性研究

选用4因素3水平正交试验表设计实验,对一株地衣芽孢杆菌进行好氧反硝化-异养硝化性能测定实验,通过测定对硝酸盐氮和总无机氮的去除能力,研究了COD/N、温度、DO(以转速来表征)以及p H 4种不同因素的影响。结果表明,该菌株对NO3--N的最大还原率可达100%,对硝酸盐氮还原率影响因素的主次顺序为COD/NDO温度p H,对应的最优条件为COD/N=14,转速70 r/min,温为30℃,p H为7.0;对总无机氮的最大去除率可达99%以上,影响因素的主次顺序为COD/N温度DOp H,对应最优条件是COD/N=14,转速为70 r/min,温度为30℃,p H为7.5。同时在优化条件下对菌株的异养硝化性能测定,其对氨氮的去除率可达64%,表明该菌株自身可实现同步硝化反硝化。     

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.     

异养硝化细菌Acinetobacter junii NP1的同步脱氮除磷特性及动力学分析

针对传统生物脱氮除磷过程存在工艺流程复杂、抗冲击负荷能力差、基建与运行费用高等问题,以具有高效脱氮除磷功能的异养硝化细菌Acinetobacter junii NP1为研究对象,开展其同步脱氮除磷性能、影响因子及动力学分析.结果表明,菌株NP1具有高效的异养硝化能力,氨氮最大去除率达99. 12%,反应过程只有少量的硝化中间产物积累,并且能够耐受较高的氨氮负荷.菌株NP1同时具有良好的好氧反硝化特性,能够利用亚硝酸盐和硝酸盐进行生长代谢,最大去除率分别为91. 40%和95. 10%.此外,菌株NP1异养硝化过程还伴随着同步的聚磷作用,适当的氮磷比有利于氮磷的同步去除,当氮磷比为5∶1时,最大氨氮和磷酸盐去除率分别为99. 21%和88. 35%.菌株NP1生长特性符合Logistic模型(R~2 0. 99),氮素和磷酸盐降解过程则与修饰的Compertz模型相匹配(R~2 0. 99),拟合所得氮和磷酸盐最大转化速率R_m为:氨氮硝氮亚硝氮,迟滞时间t_0为:硝氮亚硝氮氨氮.通过基质降解动力学以及氮磷去除率分析,最佳条件是碳源为琥珀酸钠、C/N=10、T=30℃以及r=160 r·min~(-1).     

耐高氨氮异养硝化-好氧反硝化菌TN-14的鉴定及其脱氮性能

从环境中筛选出1株耐高氨氮、具有产絮、异养硝化-好氧反硝化能力的新菌株TN-14,对其进行生理生化特征及分子鉴定、异养硝化-好氧反硝化能力以及产絮性能的考察,并研究其与耐氨氮能力以及对高氨氮猪场废水的除污性能.根据菌株生理生化特征以及分子鉴定结果,可初步确定菌株TN-14为不动杆菌Acinetobacter sp..异养硝化反应体系中,24 h内菌株TN-14对氨氮、总氮的去除率分别达到97.13%和93.53%;硝酸盐反硝化体系中,24 h内硝态氮从94.24 mg·L-1降到39.32mg·L-1,硝态氮的去除率达到58.28%,反硝化速率为2.28 mg·(L·h)-1;亚硝酸盐反硝化体系中,亚硝态氮从反应初始浓度97.78 mg·L-1下降到21.30 mg·L-1,亚硝态氮去除率达78.22%,反硝化速率为2.55 mg·(L·h)-1.菌株TN-14具有良好的产絮特性,其培养液对0.4%的高岭土悬浊液的絮凝率可达94.74%;菌株TN-14能够在氨氮高达1200 mg·L-1的环境下生长.菌株TN-14对实际猪场废水中的COD、氨氮、总氮和总磷去除率分别达到85.30%、65.72%、64.86%和79.41%,在实际高氨废水生物处理中具有良好的应用前景.     

菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205的反硝化特性

为强化硝酸盐污染水的反硝化脱氮,研究了反硝化新菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205~T利用不同碳源的缺氧反硝化性能,以及利用固体碳源聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的好氧反硝化特性.结果表明,在缺氧状态下,菌株SL-205~T分别以乙酸钠、琥珀酸钠和PHBV为唯一碳源时,硝酸盐去除率均达到99%以上;当初始硝态氮浓度为315mg/L时,PHBV的最适投加量为2.0g/L.菌株SL-205~T能利用PHBV进行好氧反硝化,当反应进行到36h时,硝酸盐去除率达到94.54%,平均反硝化速率为8.69mg/(L·h),并且在反应结束时没有亚硝酸盐和氧化亚氮的积累.以上结果为该菌株在废水脱氮处理中的应用奠定了实验基础.     

1株异养硝化细菌LLM-5的分离鉴定及其性能研究

该试验从大庆湿地水体中筛选出1株耐高温、耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化细菌。根据形态学特征及16S rRNA基因序列分析,鉴定并命名为Pseudomonas sp. LLM-5。采用单因素试验法,测定不同碳源、氨态氮浓度、C/N比和环境因素对该菌株脱氮效果的影响。结果发现,单因素试验中LLM-5菌株的最适脱氮条件为以丁二酸钠为碳源、C/N=16、盐度2%、初始pH 9.0。该菌株在最适温度（40℃）培养24 h后对氨氮、总氮、COD的去除率分别为87.38%、84.41%、79.90%。在初始氨氮浓度为1 000 mg/L时,该菌对氨氮、总氮、COD的去除率分别达到94.34%、85.49%、82.55%,并在1 200 mg/L时菌株仍能正常生长(OD600=0.63)。菌株同时在以亚硝态氮与硝态氮为单一氮源（初始浓度为100 mg/L）时能将50%～60%的含氮物质去除。研究表明：LLM-5菌株具有优异的异养硝化性能、耐高温及高氨氮浓度,且具好氧反硝化性能,在处理高温、高浓度氨氮废水等领域具有广泛的应用前景。     

耐受高浓度氨氮异养硝化菌的筛选及其脱氮条件优化

研究了异养硝化菌对高浓度氨氮的耐受能力和去除能力.采用多点取样、高浓度氨氮废水强行驯化、驯化液连续梯度稀释、颜色指示剂快速硝化效果检测、平板划线分离等步骤,筛选能耐受高浓度氨氮废水的异养硝化菌株,以各菌株16S rDNA序列的系统发育分析来鉴定其种属,考察了菌株的脱氮特性,并通过提高C/N比和优化菌株配伍的方式对其脱氮能力进行了优化.结果共筛出8株高效的异养硝化菌株,并将其命名为N1～N8.系统发育分析表明8株菌分属丛毛单胞菌属（Comamonassp.）、红球菌属（Rhodococcus sp.）、假单胞菌属（Pseudomonas sp.）、节杆菌属（Arthrobacter sp.）、副球菌属（Paracoccus sp.）,其对起始氨氮浓度为256.9 mg.L-1、C/N=5.5的人工废水,72 h后氨氮去除率约在65%～80%之间,其中最高为N4的80.2%.若将上述废水的C/N比提高至8.0,则各菌株的氨氮去除率相应提高至约80%～90%.部分菌株配伍后脱氨氮效果优于任一单菌株,其中N4＋N5＋N6对起始浓度为261.1 mg.L-1的氨氮、在C/N=5.5的条件下,48 h去除率为88.2%.将N4＋N5＋N6组合驯化菌液,则能将该氨氮去除率提高至99.8%;在将起始氨氮浓度提高至446.9 mg.L-1、C/N比降为3.2后,52h后氨氮去除率亦可达99.9%,且最终几乎无亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累,总氮去除率为66.5%,菌株同化的氮仅占损失氨氮的33%.可见驯化菌液中一些未能分离的菌株对分离出的菌株的脱氨氮效果有显著的协同作用.     

不同环境条件下Pseudomonas sp.脱氮特性及功能基因表达差异研究

从活性污泥中分离获得一株PCL降解菌,经形态学和16S rDNA鉴定后命名为Pseudomonas sp.JQ-H3.经过脱氮实验验证,该菌能够以PCL为唯一碳源,分别以氨氮或硝酸盐氮为氮源进行异养硝化好氧反硝化.该菌能够在36h内去除93.11%的氨氮（初始氨氮浓度为102.41mg/L）,氨氮最大降解速率为5.77mg/（L·h）;并且能够在48h内去除93.93%的硝酸盐氮（初始氨氮浓度为99.01mg/L）,硝酸盐氮最大降解速率为4.12mg/（L·h）.对PCL膜的降解实验结果表明,菌株能够在60d内将初始重量为100mg的PCL薄膜降解94.03%,且胞外脂肪酶活性在30d时达到最大值9.18mU/mL.另外,Q-PCR实验结果表明,弱碱性环境促进了amoA和nirS基因的表达;napA、cnorB、nosZ基因的成功表达,进一步证明了菌株的异养硝化好氧反硝化能力.     

兼氧条件下厨余垃圾发酵液作碳源的反硝化性能

在兼氧条件下,利用厨余垃圾厌氧发酵液调节反硝化系统的碳氮比（COD/TN,C/N）,并考察了其脱氮性能.结果表明,不同C/N条件下,反应系统均未出现有机物的积累,但高C/N条件下的亚硝酸盐最大积累浓度和积累速率高于低C/N;随着进水C/N的增大,反应整体脱氮率和反硝化速率不断增大,当C/N为13时,反硝化速率达到了最大值,为9.79mg/（gVSS·h）,其脱氮率超过95%;相同C/N条件下,反硝化速率和最大亚硝酸盐积累浓度均与进水硝酸盐浓度成正比.此外,实验结果表明,兼氧条件下的反硝化过程虽不易出现COD残留,但去除单位氮所需的有机物更多,且整体反硝化速率以及亚硝酸盐还原速率均低于厌氧条件.     

1株耐冷兼性嗜碱好氧反硝化菌的分离鉴定及反硝化特性

以传统微生物富集分离方法,从垃圾渗滤液活性污泥中筛选到1株高效好氧反硝化菌,通过形态观察、生理生化特征及16S rDNA序列分析,对菌株进行了鉴定,同时对其好氧反硝化特性和异养硝化功能进行了研究.结果表明,筛选到的好氧反硝化菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),命名为GL19,GenBank登录号为(KC710974).碳源、C/N、pH及温度对菌株反硝化活性影响较大.在柠檬酸钠为碳源、C/N不低于15、pH 6~10、溶解氧(DO)4.8~7.7 mg·L-1及温度为15~34℃,硝酸盐氮负荷为140 mg·L-1的条件下,硝酸盐去除率均达100%,总氮(TN)平均去除率为96.5%,最终无亚硝酸盐积累;菌株能以亚硝酸盐氮、氨氮为底物进行高效脱氮,20 h内可将140 mg·L-1的亚硝酸盐氮完全去除,28 h内可将280 mg·L-1的氨氮降至3.11 mg·L-1,氨氮去除率达98.9%.显示该菌具有耐冷、高效脱氮特性,可实现同步硝化反硝化,这对南方地区冬季废水处理具有潜在应用价值.     

一株好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮条件研究

好氧反硝化菌在生物脱氮中有很好的应用前景,文章旨在从环境中分离具有高效脱氮能力的反硝化菌,对其进行分类及反硝化特性研究。以对硝酸盐氮的去除能力为主要指标,从对虾养殖池底泥分离筛选出有效去除硝酸盐氮的好氧反硝化菌,通过生理生化特性及16S r DNA序列分析对菌株进行初步鉴定。在好氧条件下,研究不同碳源、氮源、温度、p H值对该菌总氮去除率的影响。试验结果表明菌株S4在以柠檬酸钠为唯一碳源,30℃,100 r/min振荡培养24 h和36 h,硝酸盐氮去除率分别达到60%和72%。其16S r DNA序列与海源菌的同源性达98%,结合生理生化特点,初步确定菌株S4属于海源菌属(Idiomarina sp)。最适碳源、氮源、分别为乙酸钠和牛肉膏,最适培养温度为20℃,最适p H值为8,在最适条件下总氮去除率达80%。     

异养硝化-好氧反硝化菌脱氮同时降解苯酚特性

研究了异养硝化-好氧反硝化菌Diaphorobacter sp. PDB3去除氨氮同时降解苯酚的特性.在最佳碳氮比7和摇床转速160r/min下,该菌在21h内对初始浓度365mg/L苯酚的降解率达94.9%,总有机碳去除率达90.8%,同时40mg N/L氨氮被完全去除,中间代谢物硝态氮和亚硝态氮逐渐积累并在后期降低.氮平衡分析表明,52.3%的氨氮转化为胞内氮,37.2%转化为氮气,菌株主要通过细胞同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用去除氨氮.检测到羟胺氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性,表明菌株PDB3具有完整的异养硝化-好氧反硝化偶联途径.随着苯酚浓度升高,抑制作用增强,脱氮效率降低.     

一株环境Klebsiella pneumoniae硝化与反硝化研究

文章对分离于自然环境中的一株异养硝化-好氧反硝化菌的氮代谢特性进行研究,以期为解释异养硝化和好氧反硝化的机制和为生物脱氮工艺提供理论依据。用16S r DNA基因序列分析法对分离菌株进行鉴定。以铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐作为细菌氮源,每隔3 h连续取样,检测培养基中氮和细菌浓度的变化。经鉴定该菌株属于肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)。该菌株具有降解铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐的作用,24 h内的降解率分别为96%、100%、100%,氮去除速率分别为4.8、2.2、3.3 mg/(L·h)。该研究为中国内首次报道环境肺炎克雷伯氏杆菌具异养硝化与好氧反硝化特性,提示该类细菌具重要生态作用,广泛参与环境氮循环,也是污水中去除氮的一类可选微生物资源。     

海洋异养硝化-好氧反硝化菌y6同步脱氮除碳特性

从胶州湾海底沉积物中分离筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌株y6,通过菌株y6的形态以及生理生化特性和16S rRNA基因序列的分析,鉴定该菌株属于克雷伯氐菌属(Klebsiella sp.).在不同的环境条件下,测定菌株y6的生长情况和脱氮能力,研究其同步脱氮除碳特性.实验结果表明,菌株y6的最佳碳源为柠檬酸三钠,最适宜pH值为7.0,最适合的C/N为17.菌株y6在以NH_4C1、KNO_3和NaNO_2为唯一氮源的反应系统中均有较好的脱氮效果,去除率分别为99.67%、100%、99.20%.菌株y6在脱氮的同时能高效地去除有机物,COD的去除率分别为82.17%、95.75%和97.83%.菌株y6在硝化过程中没有亚硝态氮和硝态氮的积累.在按不同比例混合氮源的反应系统内,首先进行的是硝态氮的好氧反硝化,随后进行的是氨氮、亚硝态氮和COD的去除.在有亚硝态氮存在时氨氮的去除率略低,亚硝态氮会影响y6的异养硝化过程,异养硝化对好氧反硝化过程没有影响.     

2株异养硝化-好氧反硝化菌的分离及脱氮特性

作者从活性污泥中筛选得到2株具有异养硝化-好氧反硝化能力的菌株S4和S9,经鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。在单菌株异养硝化、好氧反硝化性能探究的基础上进行菌株复配,考察复合菌同步硝化反硝化性能及不同环境因素对其脱氮效果的影响。结果表明:S4和S9最大氨氧化速率分别为6.5和6.82 mg/(L·h);好氧条件下,NO_3~--N去除率达91.7%和96.1%,NO_2~--N去除率为73.4%和86.23%。S4、S9按1∶2进行复配,脱氮效果最佳,TN去除率达92.69%;混合氮源中,菌株更倾向于利用NH_4~+-N。单因素实验中,转速180 r/min,C/N为15,复合菌具有最佳脱氮效果,NH4+-N浓度为100～200 mg/L时氮去除效率最高,这与利用Haldane模型拟合得到的最佳底物浓度167.13 mg/L相一致。     

连续流态下以实际低基质生活污水培养好氧颗粒污泥及其脱氮性能

研究了连续流系统污泥颗粒化过程中COD、氨氮和TN的去除效果以及成熟好氧颗粒污泥的物理性质和脱氮动力学.结果表明40 d内连续流系统内能形成好氧颗粒污泥.随着颗粒化程度的提高,系统脱氮除碳性能有所增加;第41~60 d稳定运行期间,系统对COD、氨氮和TN的平均去除率分别到达到85.54%、95.5%和65.56%,且反应过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的积累不高.成熟颗粒污泥有较多的空隙结构,含有大量的胞外聚合物,相比于接种絮状污泥,其含水率、湿密度、沉降速度、机械强度、SVI值等都体现出了明显的优势.成熟好氧颗粒污泥同步硝化反硝化效率为81.69%,硝化速率(以NH+4-N计)和反硝化速率(以NO-x-N计)分别为5.78 mg·(L·h)-1和4.90 mg·(L·h)-1.