水体中反硝化细菌的分离筛选与初步鉴定

水体中反硝化细菌的分离、筛选与初步鉴定邵基伦环境工程专业摘要：当今世界环境污染日益加重，尤其是水体污染已严重影响人们的日常生活与身体健康。水污染是多方面的因素综合作用，而以氨氮的污染最为广泛且严重。所以控制污水中的氨氮含量是污水处理中的重要内容。污水脱氮的基本原理是污水中的含氮有机物首先经过微生物的氨化作用转化为氨，硝化细菌的硝化作用，将氨氧化为亚硝酸盐，并继续氧化为硝酸盐。硝酸盐经过反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气等环节成分而释放到大气中，从而实现污水脱氮。硝化作用是这一过程中的一个中间环节，也是一个重要环节。硝化作用是指氨经过微生物的作用氧化为亚硝酸和硝酸的过程，由硝化细菌完成。硝化细菌是一类好样化能自养细菌，包括亚硝化细菌和硝化细菌两个亚群。硝化细菌能够利用还原态无机氮化合物进行自养生长，硝化细菌的生命活动在污水脱氮中起重要作用。由于硝化细菌是化能自养菌，其生长速率很慢，因此硝化、亚硝化细菌的生命活动成为污水脱氮的关键步骤之一。它们能有效降低水体中氨氮及亚硝酸氮的含量，对水产养殖业及环境保护具有重要意义。硝化细菌是生物硝化脱氨中起主要作用的微生物，直接影响硝化效果和生物脱氨的效率。因为硝化细菌、亚硝化细菌在污水脱氮中的特殊意义，对这类微生物的研究受到广泛关注。氨和亚硝酸分别是亚硝化菌和硝化菌的唯一能源。对于硝化细菌来说生长环境中的温度对其影响较大，pH值和盐度的影响相对较小。大多数硝化细菌的合适生长温度为10～38℃，高于20℃时硝化细菌的活性较高，但超过38℃消化作用将会消失。当环境气温低于20℃时，氨的转化会受到影响。一般认为，适宜硝化菌和亚硝化菌生长介质的pH值分别为6.0～8.5和6.0～8.0。水体DO的高低影响到好氧、厌氧微生物的比例，大多数研究人员认为DO的浓度应当控制在1.0～2.0mg/L,低于0.5mg/L时硝化作用明显减弱。另外,碳氮比、碱度等对硝化及脱氨均有影响。本实验采用人工培养基方法富集培养硝化细菌．研究了富集培养过程中硝化与亚硝化细菌的结构和性质变化。结果表明，在25-28℃，pH7．5～8.5，D02-5mg／L，氨氮浓度100—150mg／L条件下，经过19d和15d的富集培养，可以得到硝化速率为4.18mg(NH3-N)-[g(MLSS)/h]和10.1mg(NH4-N)-[g(MLSS)/h]的硝化细菌培养物．在这种富集培养过程中，硝化细菌培养物的污泥色泽和结构、MLSS、SV30、SVI、硝化强度和硝化速率等均出现规律性变化且随培养方法不同表现出明显差异。关键词：硝化细菌；反硝化细菌；脱氮；富集培养；硝化速率；活性污泥；载体Abstract:Intoday'sworldenvironmentpollutionisaggravating,especiallythewaterpollutionhasseriouslyaffectPeople'sDailylifeandhealth.Waterpollutionisvariousfactors,andammonianitrogenpollutioninthemostextensiveandsevere.Socontrolofammonianitrogencontentissewagewastewatertreatmentintheimportantcontent.Thebasicprincipleofsewagedenitrificationisthenitrogenorganicwastewaterbymicrobesfunctionfirstammoniationintoammonia,nitrifyingbacteriaofnitrification,willammoniaoxidationasnitrite,andcontinuetooxidationasnitrate.Nitrateafterdenitrifyingbacteriaagainstnitrificationintonitrogenlinkssuchascompositionandreleasedtotheatmosphere,soastorealizethesewagedenitrification.Isthisanitrificationprocessofaintermediatelink,andalsoanimportantlink.Nitrificationreferstotheroleofammoniaaftermicrobialoxidationandtheprocessofnitricacidbased,bynitrifyingbacteriacomplete.Nitrifyingbacteriaisakindofphotosyntheticbacteriacanfleas,includingthenitrifyingbacteriaandnitrifyingbacteriatwosubsets.NitrifyingbacteriacanuseYuanTaiinorganicnitrogencompoundsarealsogrowingautotrophic,nitrifyingbacteriainthelifeactivitiesofsewagedenitrificationplaysanimportantrole.Becauseofnitrifyingbacteriaiswhichcansustainbacterium,thegrowthrateisslow,thereforenitrification,nitrosationbacterialifeactivitiesofsewagedenitrificationbecomeoneofthekeysteps.Theycaneffectivelyreducethewaterinammonianitrogenbasedandnitrogencontent,aquacultureandenvironmentalprotectiontohavetheimportantmeaning.dressfyingbacteriaisbiologicalnitrationtakeofftoplayamajorroleammoniaofmicrobes,directlyinfluencetheeffectandbiologicalnitrificationofftheefficiencyofammonia.Becausenitrifyingbacteria,denitrifyingbacteriainthesewageanddenitrificationofspecialsignificance,forthiskindofmicrobestudyiswidelyconcernedabout.Ammoniaandrespectivelybasednitrosationbacteriaandistheonlyenergydenitrifyingbacteria.Theessentialbacteriagrowthenvironmentforittoitslargeeffectonthetemperature,pHvalueandsalinityinfluenceisrelativelyminor.Themostessentialbacteriagrowthtemperaturerightfor10to38℃,20℃higherthanwhentheactivityofnitrifyingbacteriaarehigher,butmorethan38℃digestivefunctionwilldisappear.Whentheenvironmenttemperaturelessthan20℃,ammoniatransformationcanbeaffected.Generally,appropriatedenitrifyingbacteriaandthedenitrifyingbacteriagrowthmediumpHvaluewere6.0~8.5and6.0~8.0.ThewaterDOwillaffectthegoodoxygen,anaerobicmicrobeproportion,mostresearchersthinktheconcentrationshallcontrolinDO1.0~2.0mg/L,lessthan0.5mg/Lnitrificationwhensignificantlyweakened.Inaddition,carbonandnitrogen,basicityonthannitrificationandtakeoffallaffecttheammonia.Thisexperimentusedartificialmediumenrichmentofnitrifyingbacteriacultivationmethod.Theprocessofcultivationofnitrationandenrichmentofnitrifyingbacteriaandthestructureandpropertiesofchange.Theresultsshowthat,in25to28℃,pH7.5~8.5,D02-5mg/L,ammonianitrogen's100-150mg/Lconditions,after19dand15denrichmenttraining,cangetnitrationratefor4.18mg(NH3-N)-[g(MLSS)/h]and10.1mg(NH4-N)-[g(MLSS)/h]ofnitrifyingbacteriaculturesubstance.Inthisenrichmentprocessofcultivation,nitrifyingbacteriaculturesubstanceofsludgecolourandlustreandstructure,MLSS,SV30,SVI,nitrificationstrengthandnitrationrateallappeartoregularchangewithdifferentmethodsandtrainingshowedobviousdifference.Keywords：Nitrifyingbacteria;Denitrifyingbacteria；Denitrification;Enrichmenttraining;Nitrationrate;Activatedsludge;carrier引言据《2010年环境状况公报》显示，我国环境总体形势依然十分严峻．湖泊（水库）富营养化问题依然突出，在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，富营养化状态的占42.3％．水体的富营养化问题主要由水体中的总氮超标所引起．由于氮元素污染的危害，脱氮已经成为水处理和防止氮素危害的重要一步．目前普遍认为，生物脱氮是水处理中防止氮素危害最经济有效的方法之一．传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个步骤，即在好氧条件下通过自养硝化菌的作用，将水中氨氮（NH4+-N）转化为硝酸氮（NO3--N）或亚硝酸氮（NO2--N），然后在缺氧或厌氧条件下，利用反硝化菌将硝酸氮和亚硝酸氮还原为氮气，达到脱氮的目的．由于两个菌的作用条件不同，这两个过程不能同时发生，只能序列进行．近些年来，不断有好氧反硝化细菌的分离报道，好氧反硝化现象的出现突破了传统理论的束缚，使人们对生物脱氮技术的发展有了全新的认识．已有文献报道一些好氧反硝化细菌同时具有异养硝化功能，这一发现为同时硝化反硝化工艺（simultaneousntrificationdenitrification，SND）发展奠定了理论基础．因此异养硝化－好氧反硝化菌正成为研究的热点．文献报道的许多菌属如：Pseudomonasstutzeri,Thiosphaerpantot