高效反硝化细菌的快速培养及群落结构多样性分析

培养高效的反硝化细菌可提高污水处理效率.本实验为序批式实验,以Ⅰ号、Ⅱ号发酵液为碳源,采用梯度提高硝氮的方式,培养高效的反硝化细菌,从中选择培养更加快速的发酵液.并采用高通量测序技术分析反硝化细菌的生物群落结构和多样性的变化.结果表明,Ⅱ号发酵液能够在第11 d便实现高效反硝化细菌[300 mg·(L·h)-1]的快速培养,比Ⅰ号发酵液提前了17 d,同时,高效反硝化细菌系统对氨氮和总磷有一定的去除效果,最大去除速率分别为34.43 mg·(L·h)-1和2.98mg·(L·h)-1.高通量测序分析结果表明,污泥经过驯化培养,物种丰度和多样性降低,但发挥反硝化作用的优势菌群的类别和比例得到增大;细菌的组成及数量发生了较大的改变,最终发挥高效反硝化作用的核心菌属为Thauera和Pseudomonas.另外,反硝化聚磷菌科(Rhodocyclaceae和Pseudomonadaceae)和异养硝化菌属(Pseudomonas、Alcaligenes、Bacillus和Comamonas)的存在,验证了系统对氨氮和总磷的去除能力.     

生物净化槽中脱氮菌种的筛选鉴定与条件优化

从生物净化器／强化浮床组合工艺处理农村生活污水工程的生物净化器中提取菌种。在以乙酸钠为碳源的专性脱氮培养基上分离筛选出厌氧反硝化菌株A-5,运用生物量和脱氮率的实验测试其最适生长条件为：30℃、pH值为7．7、最适接种量为20％。在最适条件下的降解能力为：培养液初始NO3-N浓度为100mg·L^-1,24h内脱氮率达90．1％。通过形态学和生理特性观察经过菌种鉴定测定A-5为门多萨假单胞菌属（Pseudomonas Medoeina）。该菌株脱氮效果明显,可广泛用于农村生活污水的处理。     

泉州湾河口湿地土壤硝化细菌的数量变化

为了解硝化细菌在泉州湾湿地中不同区域和不同植被土壤中的数量变化规律,应用实时荧光定量PCR方法分别对不同红树林植被土壤中的硝化杆菌属、硝化螺菌属、亚硝化单胞菌属进行鉴定和相对定量。结果表明:不同区域和不同植被土壤中三属硝化细菌相对数量有显著差异,有植被土壤高于空地和裸地;在有植被的土壤中,白骨壤下土壤最低;原生桐花树的硝化螺菌属数量明显高于其他植被土壤,互花米草的硝化杆菌属和亚硝化单胞菌属数量明显都高于红树林植被土壤。硝化细菌数量变化与植被类型和土壤的理化因子有关。     

养殖水体复合功能菌的分离及其性能

针对养殖水体中因氨态氮、硫化氢和小分子有机酸富营养化引起的污染问题,分离筛选出硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、硫化细菌和生物絮凝菌等具有不同生理功能的污染物治理菌株,经优化配伍制备出性能优良的复合功能菌,结果表明:硝化细菌对氨态氮的去除率达97.8%,亚硝态氮的去除率达95.7%,反硝化细菌对硝态氮的去除率为96.4%,光合细菌和硫化细菌对硫化氢的去除率为55%,微生物絮凝菌的絮凝效率为83%;复合功能菌对CODCr、NH4+-N,总氮、硫化物的去除率分别可达94.3%,89.6%,88.7%和71.3%。     

一株香蒲根际土壤脱氮菌株的脱氮特性及鉴定

从南四湖人工湿地植物香蒲根际土壤中分离得到一株反硝化XP1菌株,对其生态影响因子、反硝化能力、生长曲线进行了研究,并在实验室条件下利用菌株XP1反植于湿地植物香蒲根际土壤,考察对香蒲的强化脱氮作用.结果表明,XP1菌株反硝化作用的最佳碳源为柠檬酸钠;在pH值为7.0~9.0范围内有良好的脱氮效果,最佳pH值为8.0;最佳碳源与氮源比为7;最佳初始氮浓度为30mg/L.XP1菌株8h后进入指数增长期,最终总氮去除率可达90%以上.用该菌株强化香蒲脱氮,对于强化湿地脱氮工艺中亚硝酸盐的去除起主要作用,在相同条件下总氮去除率由46%提高到90%以上,强化脱氮作用明显,有良好的实际应用前景.通过形态观察,XP1菌株为短杆状革兰氏阴性菌,大小约(0.25~0.3)′(0.6~0.8)mm;经16S rRNA基因测序、系统发育树分析,XP1菌株为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.).     

在微生物燃料电池生物阴极实现硝化过程的试验研究

微生物燃料电池(MFCs)去除废水中有机物已经进行了大量研究,然而MFCs去除营养盐的能力较弱是将来产业化的障碍之一。研究了以铁锰氧化细菌为催化剂的生物阴极稳定产电的同时实现生物硝化反应的可行性以及其影响因素,并对生物阴极中的铁锰氧化细菌以及硝化细菌进行了计数。以铁锰氧化细菌为催化剂的生物阴极MFCs的启动时间为150～200h,运行稳定时,最高电压达600 mV。研究表明,该生物阴极在稳定产电的同时实现了生物硝化反应,其NO3--N的生成速率为0.792mg/(L.h),NO2--N最高质量浓度为1.56mg/L;阴极进水中NH4+-N以及DO浓度均是重要影响因素;对生物阴极中的铁锰氧化细菌以及硝化细菌计数结果表明,铁锰氧化细菌为7.5×106 MPN/mL,硝化细菌为9.3×105 MPN/mL。     

硝化细菌对碘普罗胺的降解及作用机制

将富含硝化细菌的驯化污泥投放于培养基中,以碘普罗胺(IOPr)为处理对象,研究硝化细菌对IOPr的降解促进作用情况。结果表明,富集培养的硝化细菌能有效地促进IOPr的降解,最佳反应条件为:温度30℃,pH 8.0~8.5,初始投加浓度为10 mg/L,同时在硝化细菌存在条件下,IOPr的5 d降解率可达84.1%。IOPr的生物降解属于共代谢机制,向培养基中加入葡萄糖、可溶性淀粉和麦芽糖,可以显著提高IOPr的降解去除率;在投加500 mg/L葡萄糖作为外加碳源时,硝化细菌对IOPr的3 d降解率可达60.3%。     

处理低污染水的复合人工湿地脱氮过程

为了解人工湿地处理低污染水的脱氮过程,以洱海流域邓北桥湿地为例,采用水质分析、细菌数量分析与硝化/反硝化强度分析相结合的方法,研究了复合型人工湿地处理低污染河水过程中的氮转化过程及污染物去除效果. 结果表明:在氧化塘-表流湿地-潜流湿地-表流湿地的复合型人工湿地中,ρ(NH₃-N)和ρ(TN)呈逐级降低的趋势,NH₃-N和TN的平均去除率分别可达53.24%和48.21%. 氧化塘和表流湿地的硝化强度显著高于潜流湿地,二级表流湿地中硝酸菌数量和表层硝化强度均为各工艺单元中最高的,分别为93.00×105g-1和8.42×102mg/(m3·h);潜流湿地中ρ(DO)较低,其反硝化作用强度为各单元最高的,其中表层反硝化强度为32.70×102mg/(m3·h),深层反硝化强度为32.09×102mg/(m3·h). 该复合型人工湿地中反硝化的主要单元为潜流湿地.      

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%。     

同步硝化反硝化系统中反硝化细菌多样性研究

采用聚合酶链式反应(PCR)和分子克隆构建nirS克隆文库对同步硝化反硝化系统好氧池中反硝化细菌多样性进行了研究.从克隆文库中随机挑选75个克隆子进行序列测定,对测序结果进行了BLAST比对.结果表明,有74个克隆子分属于3个不同的细菌类群,包括β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria和Uncultured bacterium. β-Proteobacteria纲为好氧池内优势菌群,占文库比例的54.41%;其次是γ-Proteobacteria纲,占文库比例的25%.对测序得到的12个OTU用MEGA软件进行系统发育分析,结果显示Thauera属为该系统中最主要的脱氮菌属.