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异养硝化—好氧反硝化菌Acinetobacter sp.Y1的筛选和脱氮性能研究

宋宇杰  
【摘要】:氮素是水体污染中的一类重要污染物,氮素的过量排放是造成水体富营养化的主要原因之一。目前生物脱氮已经成为废水中去除氮素污染的主要方法之一。自然界中的异养硝化菌分布广泛,种类繁多,目前已分离出多株具有好氧反硝化作用的异养硝化菌,尽管这些异养硝化菌都具有异养硝化好氧反硝化的能力,但它们涉及到不同的菌属,且在硝化性能、硝化产物、反硝化性能以及异养硝化好氧反硝化途径等方面仍然具有各自的特点,因此有必要从不同的环境介质中筛选出新的异养硝化好氧反硝化菌种并对其性能进行深入的研究以丰富脱氮微生物种类及生物脱氮理论。 目前异养硝化菌的筛选及研究多集中于江河湖海、森林土壤等自然环境以及低氮浓度的生活污水中,而对含有高浓度氨氮的工业污水特别是焦化废水中的脱氮菌种研究较少,鉴于以上原因,本课题从焦化废水生物处理厂的活性污泥中分离、筛选、纯化出1株具有高效脱氨氮性能的异养硝化细菌Y1,对其进行详尽的性能研究。菌落形态为乳黄色、不透明、菌株Y1为革兰氏阴性菌、短杆状。通过16S rDNA序列检测结果将该菌株初步鉴定为不动杆菌属,命名为Acinetobacter sp.Y1。 对Acinetobacter sp.Y1异养硝化性能的研究表明,C/N=14,30℃,120rpm培养条件下可将110mg/L的氨氮在20h降解至0.95mg/L。 菌株Y1生长利用的最佳碳源是柠檬酸钠。以柠檬酸钠作为碳源时,最佳C/N为15左右。以柠檬酸钠为碳源的培养基中,pH=8、150rpm和30℃环境条件为菌株Y1的最佳生长和硝化条件,菌株Y1对环境条件有较宽的适应范围。菌株Y1能适应高浓度氨氮的废水,且碳氮比为14时菌株Y1可在36h内可完全去除400mg/L氨氮,1600mg/L氨氮的去除率可达21.3%。 对异养硝化过程的中间产物、最终产物及关键酶活性的初步研究表明,菌株Acinetobacter sp.Y1在硝化过程中没有羟胺氮、亚硝氮的积累,检测到极少量的硝氮,羟胺氧化酶活性很低,硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶有较高活性。 本课题通过研究Acinetobacter sp.Y1对羟胺氮、亚硝氮和硝氮的利用与降解,进一步确定了反硝化性能及反硝化特征。结果表明,菌株Y1不能利用羟胺,可利用硝氮或亚硝氮作为唯一氮源进行生长和好氧反硝化作用。在碳氮比为14的反硝化培养基中,菌株Y1可以适应高浓度硝氮和亚硝氮(200mg/L),脱氮率达60%以上;当碳氮比为20,经36h培养100mg/L的硝氮和亚硝氮的去除率均达到100%。


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