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。     

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。     

1株异养硝化好氧反硝化不动杆菌的分离及脱氮性能

通过异养硝化培养基富集,从活性污泥中筛选出一株高效的异养硝化菌,通过形态观察、生理生化特征及16S r DNA序列分析鉴定为不动杆菌(Acinetobacter.sp),命名为YN3。通过单因子实验和正交实验对其异养硝化和好氧反硝化特性进行研究,得出菌株YN3硝化作用的最适条件为:碳源为柠檬酸钠、C/N为15,pH为7.0、温度为30℃、转速为200 r·min~(-1),此时氨氮去除率为99.3%,其中37.8%的氮被转化成气体产物而去除,剩余部分氮转化为细胞生物量。菌株YN3能够利用亚硝酸盐和硝酸盐进行生长代谢,去除率分别为100%和80.61%。说明菌株YN3具有很强的异养硝化和好氧反硝化特性,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,具有潜在的实际废水应用价值。     

蜡状芽孢杆菌WXZ-8的异养硝化/好氧反硝化性能研究

通过聚合酶链式反应(PCR)扩增、16S rDNA测序并结合同源性分析,鉴别出菌株WXZ-8为蜡状芽孢杆菌(Bacillus ce-reus).对菌株WXZ-8进行异养硝化/好氧反硝化性能测定,并通过正交实验进行培养条件的优选,选取的因素为COD/N、温度、转速和pH.结果表明,对菌株WXZ-8影响最大的因素是转速,其次为COD/N;在最优条件(即温度=30℃、COD/N=25、pH=9.0、转速=180 r/min)下,菌株WXZ-8的氨氮去除率最高达到96.06%.在最优条件下,提高初始氨氮质量浓度为211.52、429.16、897.29mg/L时.菌株WXZ-8在前48 h的氨氮去除速度均达到最大,分别为119.04、94.76,142.21 mg/(L·d),其氨氮去除率最高分别为94.41%、73.43%、51.08%.菌株WXZ-8具有良好的异养硝化/好氧反硝化性能.     

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。     

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。     

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。     

微电解强化微生物菌种对高氨氮低碳氮比黑臭水的脱氮研究

针对高氨氮低碳氮比(C/N)黑臭水进行脱氮研究,通过硝化菌和反硝化菌共同作用,并在后期耦合铁碳微电解(IC-ME)强化脱氮。单因素控制变量实验表明,硝化菌和反硝化菌在30℃硝化/反硝化效果较优,平均氨氮去除率为71.62%,硝态氮去除率可达到67.52%;在溶解氧(DO)为3 mg/L时硝化效果较好,平均氨氮去除率达到了70.08%;在后期投加150 g/L铁碳填料时,反硝化效果最好,2#和3#反应器硝态氮去除率最高分别提高到了81.78%和91.17%。长时间运行反应器后,氨氮去除负荷达到0.193 kg/(m³·d),化学需氧量(COD)去除负荷达到1.786 kg/(m³·d)。单独的微生物菌种针对高氨氮低C/N黑臭水脱氮还有一定的局限性,通过后期耦合IC-ME,脱氮效率明显提升,总氮(TN)去除率可从45.65%提升到58.91%。     

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。     

一株异养硝化-好氧反硝化功能菌的分离鉴定及其脱氮特性

从活性污泥中筛选出一株具有异养硝化同时好氧反硝化功能菌N7,经分析鉴定为Acinetobacter calcoaceticus(醋酸钙不动杆菌)。以硫酸铵为氮源、丁二酸钠为碳源,菌株N7对NH+4-N去除率高达99.2%,TN去除率为67.1%,异养硝化效果较好。分别以硝酸钾和亚硝酸钠为氮源,在30℃,150 r·min-1下培养,其TN去除率分别为62.7%和75.0%,表明N7具有良好的好氧反硝化效果。单因素实验结果表明菌株N7的最佳反硝化条件为:温度30℃、转速230 r·min-1、C/N 35、pH 8.1。     

异养硝化及其在污水脱氮中的作用

通过与传统自养硝化作用的比较，异养硝化作用不仅是客观存在的过程，而且某些特殊的异养菌，可以同步进行异养硝化和好氧反硝化，对于污水脱氮具有重要的理论意义和应用价值。     

高温好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮特性

从太原市某污水处理厂SBR活性污泥中分离纯化得到一株高温(50℃)好氧反硝化菌,命名为XF3。通过生理生化特性鉴定及16S rDNA序列分析,初步鉴定为波茨坦短芽孢杆菌。通过单因子实验考察碳源、C/N、pH及接种量对该菌株的生长情况与反硝化性能的影响。结果表明,菌株XF3最适碳源为琥珀酸钠,最佳C/N为12∶1,最佳pH为7,最适接种量10%(体积分数)。同时该菌株具有良好的异养硝化能力,48 h可以将73 mg/L氨氮几乎全部降解。     

高浓度氨氮废水同步硝化反硝化性能研究

利用序批式反应器研究了溶解氧浓度和进水碳氮比对高浓度氨氮废水脱氮性能的影响.结果表明,溶解氧浓度降低实现了短程同步硝化反硝化,并提高了反应器脱氮效率.反应器运行经历了外部碳源的摄取、PHB储存、PHB有氧氧化和同步硝化反硝化作用,PHB作为同步硝化反硝化过程中反硝化的电子供体.     

新型循环流化床硝化-反硝化启动试验研究

利用新型循环流化床进行清水实验及硝化、反硝化启动试验研究,考察了系统对有机物和氮的去除效果,并分析了曝气量对系统启动的影响。结果表明,将输送床和传统流化床工艺进行有机结合,技术上可行,可以在系统内不同区建立缺氧、好氧条件,通过硝化和反硝化作用完成脱氮。     

一株反硝化细菌的分离鉴定及脱氮能力

本研究从水产养殖环境中分离出39株反硝化细菌,并从中筛选出具有较强反硝化能力的菌株DB-33,对其脱氮能力测定的结果表明,在培养基中亚硝酸盐氮浓度高达54．16mg／L,硝酸盐氮浓度高达306．91mg／L时,DB-33菌株对其去除率均达99％以上,且在去除过程中氨氮不累积;在模拟养殖水体中,DB-33可将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮分别在24h和第3天彻底去除,对氨氮48h的去除率也可达51．52％。通过形态学特性和生理生化分析以及16SrDNA基因序列分析,菌株DB-33初步鉴定为施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）。     

同步硝化反硝化好氧颗粒污泥微生物相和氮去除能力的研究

对颗粒污泥中的微生物菌群进行了分离和鉴定，并确定纯种微生物的脱氮能力。颗粒污泥中含假单胞菌属5株。亚硝化单胞菌属7株，硝化杆菌属4株，气单胞菌属3株，黄单胞菌属2株，孢杆菌属4株，黄色杆菌属2株和产碱菌属2株。这些菌属中包含了参与硝化反应的亚硝化单胞菌属和硝化杆菌属微生物，以及有好氧反硝化能力的Pseudomonas和Alcaligenes菌。29株微生物摇瓶混合培养的脱氮试验结果表明，30h内有机物去除率为75％，氮去除率近50％。     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。     

Characteristics of an aerobic denitrifier that utilizes ammonium and nitrate simultaneously under the oligotrophic niche

Introduction

An aerobic denitrifier was isolated from the Hua-Jia-Chi pond in China and identified as Pseudomonas mendocina 3-7 (Genbank No. HQ285879). This isolated strain could express periplasmic nitrate reductase which is essential for aerobic denitrification occurred when the dissolved oxygen (DO) level maintains at 3?C10?mg?L^?1.

Methods

To determine whether the ability of isolated strain is exhibited in the bioremediation of polluted drinking source water, the heterotrophic nitrification and aerobic denitrification characteristics of P. mendocina 3-7 under different cultural conditions such as oxygen level, nitrate and organic concentrations were studied from the nitrogenous balance in the paper.

Results and conclusions

By measuring the nitrogen balance in all experiments under different culture conditions, the removal of total organic carbon and ammonium was positively correlated with total nitrogen removal, especially under high substrate level. With substrate concentration decreasing, ammonium and nitrate removal occurred separately, and ammonium was completely utilized first under low substrate concentration. Compared to that under high substrate level, the specific growth rate of P. mendocina 3-7 was not low under the low substrate level and the pollutant removal efficiencies remained high, which implies the stronger nitrogen removal and acclimatization capacities of the strain in oligotrophic niches.     

Micro-electrolysis/retinervus luffae-based simultaneous autotrophic and heterotrophic denitrification for low C/N wastewater treatment

Nitrogen bioremediation in organic insufficient wastewater generally requires an extra carbon source. In this study, nitrate-contaminated wastewater was treated effectively through simultaneous autotrophic and heterotrophic denitrification based on micro-electrolysis carriers (MECs) and retinervus luffae fructus (RLF), respectively. The average nitrate and total nitrogen removal rates reached 96.3 and 94.0% in the MECs/RLF-based autotrophic and heterotrophic denitrification (MRAHD) system without ammonia and nitrite accumulation. The performance of MRAHD was better than that of MEC-based autotrophic denitrification for the wastewater treatment with low carbon nitrogen (COD/N) ratio. Real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) revealed that the relative abundance of nirS-type denitrifiers attached to MECs (4.9%) and RLF (5.0%) was similar. Illumina sequencing suggested that the dominant genera were Thiobacillus (7.0%) and Denitratisoma (5.7%), which attached to MECs and RLF, respectively. Sulfuritalea was discovered as the dominant genus in the middle of the reactor. The synergistic interaction between autotrophic and heterotrophic denitrifiers played a vital role in the mixotrophic substrate environment.     

短程硝化的实现、维持与过程控制的研究现状

短程生物脱氮技术目前倍受人们的关注,国内外学者对短程硝化提出了多种实现及维持的控制途径,但仍存在着一些问题。由于活性污泥法中DO,ORP,pH的变化规律从不同角度不同程度地反映了生物脱氮反应的进程,所以用它们作为控制参数就可以对生物脱氮反应进行过程控制。在分析中,通过对国内外短程硝化控制途径的研究现状与发展趋势的分析和总结,针对目前在实现短程硝化及维持短程硝化各种途径中存在的问题,提出了通过在线检测DO,pH,ORP来实现与维持短程硝化的新思路。