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由氮素污染导致的水体富营养化已经成为世界性的难题。在传统的生物脱氮工艺中,由于硝化菌群和反硝化菌群对于溶解氧及营养物质的要求各异,从而导致脱氮工艺复杂、处理费用高等一系列问题。因此,筛选新型高效的脱氮菌株、探索新型生物脱氮技术、改善并强化现有工艺的脱氮效果,对于当前正在开展的节能减排计划的实施具有理论和实践意义。
在实验室已有研究的基础上,本研究选择一株高效脱氮菌HD4-2,通过其个体形态、菌落形态的观察以及16S rDNA序列分析,初步确定为铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)。研究表明,当选择适当的碳源时,菌株HD4-2脱氮的适宜条件为:碳氮比(C/N)为10,温度为30℃,pH7～9。正交实验表明,四个主要因素按照其对总无机氮(TIN)去除率影响大小的排序为转速>C/N>温度>pH,即溶解氧对总无机氮(TIN)去除率的影响最大。
通过对菌株HD4-2在不同溶解氧条件下脱氮性能的系统研究发现,当初始氮源浓度为80mg/L时,在厌氧条件下,HD4-2在60h内对硝氮的去除率可以达到97.2％;在缺氧条件下,HD4-2在5d内对氨氮的去除率达到98.4%,在60h内对硝氮的去除率达到97.2%:在微好氧条件下,HD4-2在48h内对氨氮的去除率达到83.7%,在44h内对硝氮的去除率达到98.2%;在好氧条件下,HD4-2在18h内对氨氮的去除率达到100%,24h内对硝氮去除率为69.1%。
菌株HD4-2在缺氧、微好氧和好氧条件下能够彻底去除氨氮,同时没有亚硝氮和硝氮的明显积累,即可以独立完成生物脱氮的全过程,在实践中具有很高的潜在应用价值。