异养硝化—好氧反硝化菌的筛选及其脱氮性能研究

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异养硝化-好氧反硝化菌(HN-AD菌)的研究已开展数十年,但应用于污水处理的实例仍然很少,主要由于缺少脱氮效率高、环境适应能力强的菌株。本研究采集可能存在HN-AD菌的多样化样品,展开大量的筛选工作,通过优化筛菌方法,最终获得一株高效的HN-AD菌株。本研究的主要结果如下:(1)从鱼塘底泥、养猪场废水、污水处理厂活性污泥等9份环境样品中初筛到124株HN-AD菌,通过对不同初筛菌处理后的模拟废水显色,快速识别其中留存氮的浓度,从而比较了初筛菌的脱氮能力,最终获得编号为FS的高效HN-AD菌株。经16S r DNA测序及全基因组测序,鉴定FS为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。(2)菌株FS对氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)的去除率均可达99.5%以上,平均去除速率分别为8.43 mg/(L·h)、5.34 mg/(L·h)、6.32mg/(L·h)。三种形态氮同时存在时,菌株FS优先去除NH4+-N。(3)在以NH4+-N为唯一氮源的模拟废水中,通过单因素优选法考察了温度、转速、p H、碳源、化学需氧量/总氮(COD/TN)、氮浓度对菌株FS生长脱氮的影响。其最佳生长脱氮条件为:温度30℃~35℃,转速210 r/min,p H值为6.0~8.0,柠檬酸钠作碳源,COD/TN值为20,NH4+-N浓度为100 mg/L。(4)菌株FS的环境适应性强,发挥作用的条件为:温度15℃~35℃,p H值5.0~9.0、NH4+-N浓度10~1000 mg/L。在上述范围内,其脱氮率均可达95.01%以上。(5)菌株FS对煤化工废水具有良好的处理效果,在补充一定种类和浓度的矿物质后,菌株FS对NH4+-N、NO3--N、NO2--N的去除率分别可达96.88%、80.15%、97.31%,三种氮素的总去除率最高可达93.62%,平均脱氮速率为7.17 mg/(L·h)。而未补充矿物质的废水中,仅去除少量NH4+-N,三种氮素的总去除率为8.48%,平均脱氮速率为0.44 mg/(L·h)。显示菌株FS处理实际废水时对无机盐要求严格。本研究筛得的菌株FS对多种无机氮具有高效的脱除性能,同时,对环境的适应能力强,对实际废水的处理效果好,在污水处理领域具有较大的应用价值。
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