论文部分内容阅读
本研究利用异养硝化培养基和好氧反硝化培养基,运用梯度稀释平板法和平板划线法,并结合格林斯试剂法和BTB法来进行多次分离纯化,最终筛选到一株具备高效脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化菌株,几乎不存在硝态氮和亚硝态氮的积累。初步鉴定该菌株为芽孢杆菌(Bacillus sp.),将其命名为Bacillus sp. JB4。在此基础上,研究了理化因素对其生长及脱氮能力的影响,通过测定中间产物和终产物,并结合分子的手段,初步推断菌株JB4的脱氮路径。为了更好地评价菌株JB4的工程应用价值,本研究对菌体进行固定化,考察固定化微生物小球对含氮废水的净化效果,为其应用于实际污水净化处理提供参考依据。基于此,本研究得到以下结论：1.菌株JB4具有良好的异养硝化-好氧反硝化能力。在初始氨氮浓度为65.45mg/L的异养硝化培养基中,12h内氨氮去除率为77.78%,在此过程中,没有亚硝态氮的积累,有少量硝态氮的积累；在初始硝态氮浓度为442 mg/L的好氧反硝化培养基中,12h内硝态氮去除率为86.07%,亚硝态氮的积累量不高于1.83 mg/L；菌株JB4在脱氨氮的过程这中没有产生羟胺,在以羟胺作为唯一氮源的培养基中也不生长。且经amoA、hao和narG基因测序表明,菌株JB4存在硝酸盐还原酶基因(narG),不存在氨单加氧酶基因(amoA)和羟胺氧化酶基因(hao)。综上菌株JB4的代谢路径可能为：氨氮不经过羟胺这一步,直接转变成硝态氮；再通过反硝化过程,硝态氮先还原成亚硝态氮,然后再由亚硝态氮转化成氮气排出水体。2.通过考察理化因素对菌株JB4的生长及脱氮能力的影响,结果表明其适宜的脱氮条件为：温度35℃,转速180 r/min,接种量3%,碳源为丁二酸钠,C/N=8,脱氨氮pH为7.0,脱硝态氮pH为9.0。在此过程中,菌株JB4在12h内氨氮去除率为76.95%-84.58%,硝态氮去除率为85.61%-91.34%。并且通过正交实验得出其最优培养条件为：温度=35℃,转速=200 r/min,底物浓度(异养硝化为50 mg/L,好氧反硝化为200 mg/L),接种量(异养硝化为2%,好氧反硝化为3%)。最优条件下,菌株JB4在12h内将初始浓度50 mg/L的氨氮降解为7.49 mg/L,去除率为85.02%；将初始浓度为200 mg/L硝态氮降解为16.38 mg/L,去除率为91.81%。结果表明通过条件优化,菌株的脱氮率得到了提高。3.以4%PVA和2%SA为固定化材料,以2%JB4为固定化微生物,制备固定化微生物小球。将其分别投加到人工废水和养殖废水中,初步考察固定化微生物小球对含氮废水的净化效果。结果表明：在人工废水修复实验中,固定化微生物小球对氨氮和硝态氮去除率分别为88.28%和94.57%；在养殖废水修复实验中,固定化微生物小球对各种氮形式和CODc r都有一定的去除效果,除TN外对N03--N、 NH4+-N、NO2--N和CODcr去除率都达到60%以上；在废水净化过程中,菌株固定化后的脱氮效果优于游离菌株。因此,菌株JB4在废水修复中有一定的应用前景。