SBR中芽孢杆菌脱氮作用的研究

在SBR处理炼化废水的实验中验证芽孢杆菌的脱氮作用。结果表明 ,芽孢杆菌有着促硝化作用 ;芽孢杆菌同化作用能够利用氨氮和硝酸盐氮 ;可生物降解部分的相对偏低会影响芽孢杆菌的同化作用 ;芽孢杆菌在接触严格好氧环境的早期阶段先是通过促进硝化作用降解氨氮 ,再通过同化作用脱除氨氮 ;SBR连续周期运行后 ,污泥浓度会相对稳定 ,芽孢杆菌能够很好地适应好氧与厌氧环境 ,并成为污泥中的优势种。     

芽孢杆菌脱氮作用的研究

对废水处理生物膜中的优势菌种芽孢杆菌(Bacillus)经纯化和驯化培养,对其脱氮性能进行了单纯性脱氮试验研究,并对其生长周期进行了分析。     

低营养水体中芽孢杆菌降解有机氮的研究

芽孢杆菌具有降解有机氮的功能,但在养殖水体等低营养水体中,其降解效果可能受到影响.为研究低营养水体中有机氮的降解情况,通过模拟凡纳滨对虾中间培育过程配制低营养水体,分别接种芽孢杆菌NT9和YB3(NT9水体和YB3水体),然后研究水体中微生物的生长与有机氮的降解情况,并构建数学模型进行分析.结果显示,起始接种量为10×10~5 cfu·mL~(-1)时,NT9水体总菌量呈下降趋势,平均为(3.46×10~5±2.39×10~5) cfu·mL~(-1),YB3水体总菌量则上升到(25.43×10~5±8.84×10~5) cfu·mL~(-1),但均高于未接种的对照水体.NT9水体和YB3水体的有机氮降解率显著高于对照水体(p0.05),分别提高50.28%和119.41%,降解速率也分别提高65.22%和121.74%.对照水体、NT9水体和YB3水体单位菌量的有机氮降解效率分别为1.238、1.649和1.904 mg·L~(-1),降解模型分别为y=-6.40+1.39x_1+1.45x_2、y=2.11+8.21x_3-0.64x_4-1.26x_1x_3-0.32x_2x_4和y=1.73+6.11x_2(x_1、x_2、x_3、x_4分别表示总菌量、总菌增量、有机氮含量和时间).研究表明,在低营养水体中接种芽孢杆菌有利于有机氮的降解,但不同的菌株具有不同的降解模式,菌株YB3为能够适应低营养水平、增殖能力较强的菌株,可以更有效地促进有机氮的降解,提高降解效率.     

内电解人工湿地冬季低温尾水强化脱氮机制

针对湿地冬季运行效率低、污染物去除能力差,本研究通过对比无植物湿地、普通湿地和内电解湿地冬季低水温下(3~12℃)对污水厂尾水的脱氮效能,深入分析其微生物群落结构组成,揭示内电解湿地的强化脱氮机制.结果表明,内电解湿地可以更好地利用尾水中碳源,脱氮效果优势明显,出水TN浓度维持在(9±0.29)mg·L~(-1),TN平均去除率达42.27%,比无植物湿地和普通湿地分别高出17.91%、17.33%.冬季低温条件下,内电解湿地微生物活性仍很高,荧光显色法测得微生物活性达到0.224 mg·g~(-1),分别是无植物湿地和普通湿地的2.6、3.4倍,反硝化强度分别是无植物湿地和普通湿地的2.8、3.3倍.高通量测序表明,内电解湿地基质微生物群落多样性优于无植物湿地和普通湿地.检测出的脱氮微生物主要有脱氯单胞菌、根瘤菌、生丝微菌、红杆菌,还有自养反硝化细菌产硫酸杆菌.内电解湿地在脱氮微生物总量上有明显优势,脱氮微生物占微生物总量的7.13%,分别是无植物湿地、普通物湿地的3.8、8.7倍,因而脱氮效率更高.     

解淀粉芽孢杆菌对鱼腥藻的抑藻效果分析与机理初探

解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）在自然界广泛分布,可通过分泌抗生素、抗菌蛋白或多肽类物质起到生物防治作用,但在抑藻方面的研究还处于空白状态.本研究从滇池富营养化水体中分离得到一株溶藻细菌DC1,对该菌的抑藻效果和溶藻机理进行了研究,并通过16SrRNA序列分析方法对其进行种属鉴定....     

大型海藻代谢产物对赤潮微藻的抑藻活性分析

该文分析了亚油酸、单棕榈酸甘油酯、α-细辛脑、海藻糖、二十二碳酸甲酯和异植醇对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。在此基础上,通过测定藻细胞内SOD、GSH和抗超氧阴离子等活性以及丙二醛含量和藻胆蛋白相对含量和相对比例等生理生化指标,研究它们对赤潮微藻生长的抑藻活性。结果表明,海藻糖显著抑制了米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其余5种化合物对4种(或5种)赤潮微藻的生长表现出明显的抑制作用。比较此6种化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度,发现在抑制某种或某些赤潮微藻生长上,5种化合物(除二十二碳酸甲酯)表现出比重铬酸钾更为明显的优势。α-细辛脑和异植醇明显改变了藻细胞抗氧化酶SOD和/或GSH和/或抗超氧阴离子活性,破坏了抗氧化酶防御系统,进而导致膜脂质过氧化,致使MDA含量明显增加。藻胆蛋白各组分相对含量和相对比例发生明显变化,可能致使光合作用受到影响,从而干扰了赤潮微藻细胞的新陈代谢过程,最终导致藻细胞生长受到抑制。     

环境因素对荧光假单胞杆菌低温脱氮的影响

采用单因素试验研究了温度、pH、碳氮比、碳源、氨氮浓度对菌株低温氨氮去除效果的影响。结果表明,在低温8~15℃范围内,氨氮去除率较高(70%),20℃时氨氮去除率最高(81.3%)。pH 7.0~9.0利于菌株低温生长及氨氮去除,氨氮去除率为71.4%~68.6%。当C/N5时氨氮去除率较低(40%),C/N5时氨氮去除率较高(68.9%~82.2%),C/N=10氨氮去除率最高(82.2%)。以柠檬酸钠、醋酸钠、葡萄糖、碳酸钠和甘油作碳源氨氮去除率无显著差异。初始氨氮浓度低于200 mg/L氨氮去除率高,大于200 mg/L氨氮去除率低。因此,温度、pH、碳氮比和氨氮浓度对菌株低温氨氮去除影响较大,不同碳源对菌株低温氨氮去除影响不大。     

基于甲烷氧化菌的城镇污水厂尾水极限脱氮系统构建及机制

好氧甲烷耦合反硝化(AME-D)在城镇污水厂尾水深度脱氮方面具有巨大的应用潜力,研究采用改良型反硝化生物滤池,利用低浓度甲烷构建出AME-D极限脱氮系统.研究发现该系统在间歇式运行方式下,出水中总氮和氨氮的平均浓度能达到1.05 mg·L^-1和0.54 mg·L^-1,其平均去除率分别为94.77%和93.30%.拉曼光谱分析结果显示,由NO^-₃对称伸缩引起的峰明显消失,由醇COH面外弯曲或C—H面外弯曲振动吸收引起峰明显增强,甲烷被氧化形成的中间产物可能主要为醇类物质. 16S rRNA基因测序结果表明,系统中的甲烷氧化菌主要为Methylocystis(0.27%)、Methylosarcina(0.10%)和Methyloparacoccus(0.12%),反硝化菌主要为Pseudomonas(56.92%)、Paenibacillus(3.52%)和Lysinibacillus(3.00%),硝化菌主要为Nitrospira(0.1%),说明AME-D极限脱氮系统的脱氮功能是由好氧甲烷氧化菌、...     

电化学技术对海水养殖尾水中无机氮的去除效果

为研究电化学技术对海水养殖尾水中氨氮和亚硝酸盐的去除作用,以天津市杨家泊镇某海水养殖工厂排放的养殖尾水为研究对象,选用DSA(dimensionally stable anodes)电极、间歇流的处理方式,考察电压、电极板间距、电化学处理时间对养殖尾水中氨氮和亚硝酸盐去除率的影响,并进行了能耗分析。结果表明:在电极板间距为2 cm,电压为3 V、电化学处理时间为5 min时,氨氮去除率达96.0%,此时能耗仅为0.79 kW·h/g;电极板间距为3 cm,电压为3 V,电化学处理时间为7 min时,亚硝酸盐去除率最高,为98.9%;去除亚硝酸盐的最低能耗为0.032 kW·h/g,此时去除率为75.2%;27组试验组中有14组经电化学处理后的养殖尾水总无机氮浓度达到SC/T 9103—2007《海水养殖水排放要求》一级排放标准。电化学技术对氨氮和亚硝酸盐均有很好的去除作用,不同试验条件下氨氮和亚硝酸盐去除率均较高,且能耗较低。     

脱氮硫杆菌氧化硫化氢过程中的生物氧化和化学氧化

在好氧反应器中研究了不同条件下H2S生物氧化和化学氧化之间的关系.结果表明,在pH为6～8、温度为25～35℃和溶解氧浓度为10.5 mg·L-1时,当硫化氢进气摩尔流速稳定在2.1 mmok·L-1·h-1时,脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化氢的生物氧化速率可达到1.9 mmol·L-1·h-1以上,此时硫化物在液相的累积摩尔速率和H2S出口摩尔流速均很低;化学氧化速率随pH、温度和溶解氧浓度的增加而增大,可达到0.33 mmol·L-1·h-1～0.45 mmol·L-1·h-1;化学氧化速率在最佳菌体生长条件范围内占总氧化速率的比值较小,为8.6～19.1%,而随着pH值、温度的降低这一比值上升至29%～43.7%.     

畜禽粪便源芽孢杆菌多样性及对铜耐受性研究

芽孢杆菌制剂广泛应用于畜禽养殖和粪污处理等领域,铜作为饲料添加剂用于畜禽养殖,导致畜禽粪便中大量残留,在此压力下芽孢杆菌等会产生铜耐受性,由于芽孢杆菌的抗逆性,这种耐受性可由可移动遗传元件介导在环境中传播.本研究采集了多个规模化养殖场的牛粪、鸡粪和猪粪,从粪便中分离芽孢杆菌,通过PCR技术、最小抑菌浓度测定和全基因组测序方法,了解畜禽粪便中芽孢杆菌对铜耐受性.研究发现：(1)分离出芽孢杆菌属23种芽孢杆菌共235株.分离数量前三分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)77株,占总数的32.77%;蜡样芽孢杆菌(B.cereus)31株,占比13.19%;贝莱斯芽孢杆菌(B.velezensis)28株,占比11.91%.(2)芽孢杆菌对铜耐受表型和基因型研究发现,铜对芽孢杆菌的MIC集中在200～400 mg·L^-1,占总数235株的77.87%(n=183),铜耐受能力较高的菌株能够达到500～600 mg·L^-1,占总数的16.17%(n=38),5株MIC达到600 mg·L^-1的菌株全部来自于猪粪...     

耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究

为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据,从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株,利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时,采用单因素试验研究了耐性菌吸附As³⁺的影响因素及规律,通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性,分析亚细胞赋存特性,并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段,初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,通过形态学、生理生化及分子鉴定,初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L^-1;菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L^-1、转速180 r·min^-1;芽孢杆菌湿菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,溶液pH=6.0,培养时间36 h,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,菌量1.5 mL,此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,pH=7.0,吸附时间90 min,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,投加量0.5 g·L^-1,此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体,Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As³⁺的吸附过程,并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As³⁺的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主,菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.     

Augmentation of tribenuron methyl removal from polluted soil with Bacillus sp. strain BS2 and indigenous earthworms

Tribenuron methyl (TBM) is a member of the sulfonylurea herbicide family and is widely used worldwide. In this study, TBM-degrading bacteria were enriched with TBM as potential carbon, nitrogen or sulfur source, and 44 bacterial isolates were obtained. These isolates were phylogenetically diverse, and were grouped into 25 operational taxonomic units and 14 currently known genera. Three representatives, Bacillus sp. strain BS2, Microbacterium sp. strain BS3, and Cellulosimicrobium sp. strain BS11, were selected, and their growth and TBM removal from culture broth were investigated. In addition, indigenous earthworms were collected and applied to augment TBM degradation in lab-scale soil column experiments. Results demonstrated that Bacillus sp. strain BS2 and earthworms significantly increased TBM removal during soil column experiments.     

利用卷枝毛霉成球特性高效收获微藻

利用卷枝毛霉孢子悬液与小球藻共培养,用过滤含藻菌球的方式来收获微藻.以人工配水为培养基,收获效率为指标,通过单因子试验和正交试验得到最佳收获条件为:pH=6.0,葡萄糖质量浓度为1.25 g·L~(-1),菌藻比为1∶250,收获效率为91.08%.对培养前后培养液中多糖质量浓度进行测定,发现小球藻在培养48 h后多糖质量浓度较培养前增加了约0.047g·L~(-1),而菌藻共培养后的混合液中多糖质量浓度为0.019 g·L~(-1).由此可知在菌藻共培养过程中,小球藻会向外分泌某些水溶性多糖物质供卷枝毛霉利用,二者有一定的共生作用.对小球藻和卷枝毛霉细胞表面Zeta电位进行测量发现,小球藻细胞表面的Zeta电位值随着藻液pH值变化波动不大;而卷枝毛霉细胞表面的Zeta电位值,随着pH值的变小,电位值可由原先最低的-37.7 m V升至-9.87 m V.由此推定菌藻相互吸附的主要机制为电中和吸附.     

异养硝化细菌Bacillus sp. LY脱氮性能研究

研究了异养硝化细菌Bacillus sp. LY的脱氮性能.结果表明,Bacillus sp. LY是1株具有脱氮能力的异养硝化细菌.在NH⁺₄-N浓度分别为40、80和120 mg/L 3种情况下,120 h反应后,氨氮的去除率分别是100%、85.7%、73.7%,总氮的去除率分别是76.6%、53.4%、64.8%,在菌液初始浓度相同的情况下,随着NH⁺₄-N浓度的增加,细菌的硝化速率以及脱氮速率呈现下降的趋势.有机物浓度是影响Bacillus sp. LY脱氮性能的重要因素,低的有机物浓度会阻碍细菌脱氮性能的发挥,中的有机物浓度会促进细菌脱氮性能的发挥,使体系的脱氮效果达到最佳,高的有机物浓度并不能再次提升细菌的脱氮性能.在Bacillus sp. LY作用下,有机氮经过氨化作用生成氨氮,通过2条可能的途径转化为氮气.1条途径是氨氮先硝化生成亚硝酸盐与硝酸盐,然后反硝化生成氮气.另1条途径是氨氮被氧化生成羟胺,然后脱氢生成氧化亚氮并进一步转化为氮气.这些研究可为开发新型高效生物脱氮工艺提供参考.     

高量秸秆还田配施芽孢杆菌对沙化土壤细菌群落及肥力的影响

探讨高量秸秆还田模式协同配施芽孢杆菌等功能菌群对沙化土壤的培肥潜能,解析土壤碳氮磷组分和菌群功能活性的变化特征,可为高效提升沙化土壤肥力提供依据.采用随机区组试验,设置秸秆不还田（CK）、高量还田梯度分别为6.00 kg ·m^-2（ST1）、12.00 kg ·m^-2（ST2）、24.00 kg ·m^-2（ST3）、6.00 kg ·m^-2+芽孢杆菌（SM1）、12.00 kg ·m^-2+芽孢杆菌（SM2）和24.00 kg ·m^-2+芽孢杆菌（SM3）这7个处理组.利用16S rRNA高通量测序技术分析细菌多样性和群落结构,土壤农化分析方法测定土壤化学性质.结果发现：①高量秸秆还田协同配施芽孢杆菌显著降低土壤细菌群落α多样性;②高量秸秆还田单一模式显著富集变形菌门,降低放线菌门的相对丰度,配施芽孢杆菌对细菌群落结构变异性的影响更显著,在属水平上表现为假单胞菌、罗河杆菌和芽孢杆菌等有益菌属的相对丰度显著增加;③基于FAPROTAX的功能预测发现：高量秸秆还田配施芽孢杆菌显著提高了土壤菌群对有机物质的分解潜力和氮组分转化潜力;④与对照相比较,高量秸秆还田配施芽孢杆菌显著提升了ω（SOM）、ω（TP）和ω（AP）,分别提高了31.20~32.75 g ·kg^-1、0.11~0.18 g ·kg^-1和29.69~35.09 mg ·kg^-1.因此,高量秸秆还田配施芽孢杆菌可显著提升沙化土壤有机质与磷组分含量、细菌功能活性与有益菌属丰度,对旱区沙化中低产田地力快速提升具有重要意义.     

Characterization of a salt-tolerant bacterium Bacillus sp. from a membrane bioreactor for saline wastewater treatment

High salt concentrations can cause plasmolysis and loss of activity of cells, but the salt-torlerant bacterium can endure the high salt concentrations in wastewater. In this research 7 salt-torlerant bacteria, which could survive in dry powder products and could degrade organic contaminants in saline wastewater, were isolated from a membrane bioreactor. The strain NY6 which showed the fastest growth rate, best property for organic matter degradation and could survive in dry powder more than 3 months was selected and characterized. It was classified as Bacillus aerius based on the analysis of the morphological and physiological properties as well as the 16 S rRNA sequence and Neigh borjoining tree. The strain NY6 could survive in the salinity up to 6% and the optimal growth salinity is2%; it belongs to a slightly halophilic bacterium. The capability of its dry powder products for COD removal was 800 mg COD/(g·day) in synthesized saline wastewater with salinity of 2%. According to salt-tolerant mechanism research, when the salinity was below 2%, the stain NY6 absorbed K+and Na+to maintain osmotic equilibrium, and when the salinity was above 2%, the NY6 kept its life by producing a large amount of spores.     

2株芽孢杆菌利用不同碳源生产絮凝剂的研究

探讨了在纯培养和混合培养的条件下,2株芽孢杆菌F2和F6生产高效絮凝剂过程中对碳源的利用情况.研究表明,多种分子量在200以下的有机物能够作为碳源用于高效絮凝剂的生产,包括:单糖、双糖、醇、有机酸和酯类等,具有一定的普适性.发现利用废糖蜜、生物制氢废液和纤维素糖化液等廉价的生物质废料能够生产出性能良好的生物絮凝剂.     

微藻无机氮利用过程中的稳定氮同位素分馏

选用两种δ15N差异显著的铵态氮和硝态氮,分别设置不同浓度的铵态氮和硝态氮来处理莱茵衣藻和蛋白核小球藻,通过分析微藻的稳定氮同位素组成变化,来研究微藻利用不同浓度、不同形态无机氮过程中的稳定氮同位素分馏特征。结果显示,在未添加无机氮的条件下,微藻利用有机氮时,生长缓慢,稳定氮同位素基本上不存在分馏;在添加低浓度无机氮(≤20 mmol/L)时,微藻的生长和稳定氮同位素分馏都随着无机氮浓度的增加而增加;而添加高浓度无机氮(20 mmol/L)时,微藻的生长趋于稳定,铵态氮条件下的微藻稳定氮同位素分馏继续加大,而硝态氮条件下的微藻稳定氮同位素分馏反而减小,可能与此时微藻硝酸还原酶的活力减小有关。