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本论文从胶州湾海底沉积物中成功分离筛选出两株具有高效脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化细菌,分别命名为y5和y3。经形态、生理生化实验以及16SrRNA基因序列分析,鉴定y5为克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.),y3为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。
考察了碳源、pH以及C/N对两株菌生长和脱氮特性的影响,确定各自的最佳降解条件。研究发现,菌株y5能够利用乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸三钠、葡萄糖和蔗糖进行异养硝化和好氧反硝化作用,其中最佳碳源为柠檬酸三钠。最适宜pH值为7.0,最适C/N为17。菌株y3在以乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸三钠和葡萄糖为唯一碳源的异养硝化-好氧反硝化系统内均能生长且脱氮效果良好,最佳碳源为柠檬酸三钠。最适pH值为7.0,最适C/N为13。
菌株y5在以NH4Cl为唯一氮源的异养硝化系统内,NH4+-N的浓度由初始的100.75mg·L-1经36h反应后降至22.47mg·L-1。由于硝化过程中NO2--N和NO3--N的累积量微小,推测菌株y5的具有特殊的氨氮硝化途径。在以NaNO2为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO2--N的浓度由初始的189.15mg·L-1经36h反应后降至67.99mg·L-1。在以KNO3为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO3--N的浓度由初始的86.71mg·L-1经27h反应后降至0.16mg·L-1。在混合反应系统内,菌株y5首先利用NH4+-N进行异养硝化作用,其次利用NO3--N进行好氧反硝化作用,最后进行亚硝酸盐的好氧反硝化,硝态氮的适量添加能够促进氨氮和亚硝态氮的降解速率。
菌株y3的异养硝化和好氧反硝化作用主要发生在对数增长期,在以NH4Cl为唯一氮源的异养硝化系统内,NH4+-N的浓度由初始的142.99mg·L-1,经22h反应完全,硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的累积量甚微。在以NaNO2为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO2--N的浓度由初始的145.42mg·L-1经22h反应完全。在以KNO3为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO3--N的浓度由初始的297.51mg·L-1经22h反应完全。其中以氨氮为底物时,硝化过程中无硝酸盐和亚硝酸盐的积累,菌株的增殖速率最大。氨氮能促进菌株的好氧反硝化作用,硝酸盐的存在有利于菌株的异养硝化作用的进行,而亚硝酸盐会对菌株的异养硝化产生抑制作用。
两株菌均具有异养硝化-好氧反硝化作用,可以实现同步硝化反硝化。因此对这两株菌的脱氮特性研究对于高盐度废水的生物处理具有很高的指导意义和应用价值。
考察了碳源、pH以及C/N对两株菌生长和脱氮特性的影响,确定各自的最佳降解条件。研究发现,菌株y5能够利用乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸三钠、葡萄糖和蔗糖进行异养硝化和好氧反硝化作用,其中最佳碳源为柠檬酸三钠。最适宜pH值为7.0,最适C/N为17。菌株y3在以乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸三钠和葡萄糖为唯一碳源的异养硝化-好氧反硝化系统内均能生长且脱氮效果良好,最佳碳源为柠檬酸三钠。最适pH值为7.0,最适C/N为13。
菌株y5在以NH4Cl为唯一氮源的异养硝化系统内,NH4+-N的浓度由初始的100.75mg·L-1经36h反应后降至22.47mg·L-1。由于硝化过程中NO2--N和NO3--N的累积量微小,推测菌株y5的具有特殊的氨氮硝化途径。在以NaNO2为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO2--N的浓度由初始的189.15mg·L-1经36h反应后降至67.99mg·L-1。在以KNO3为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO3--N的浓度由初始的86.71mg·L-1经27h反应后降至0.16mg·L-1。在混合反应系统内,菌株y5首先利用NH4+-N进行异养硝化作用,其次利用NO3--N进行好氧反硝化作用,最后进行亚硝酸盐的好氧反硝化,硝态氮的适量添加能够促进氨氮和亚硝态氮的降解速率。
菌株y3的异养硝化和好氧反硝化作用主要发生在对数增长期,在以NH4Cl为唯一氮源的异养硝化系统内,NH4+-N的浓度由初始的142.99mg·L-1,经22h反应完全,硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的累积量甚微。在以NaNO2为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO2--N的浓度由初始的145.42mg·L-1经22h反应完全。在以KNO3为唯一氮源的好氧反硝化系统内,NO3--N的浓度由初始的297.51mg·L-1经22h反应完全。其中以氨氮为底物时,硝化过程中无硝酸盐和亚硝酸盐的积累,菌株的增殖速率最大。氨氮能促进菌株的好氧反硝化作用,硝酸盐的存在有利于菌株的异养硝化作用的进行,而亚硝酸盐会对菌株的异养硝化产生抑制作用。
两株菌均具有异养硝化-好氧反硝化作用,可以实现同步硝化反硝化。因此对这两株菌的脱氮特性研究对于高盐度废水的生物处理具有很高的指导意义和应用价值。