废水碳氮硫同步脱除新工艺及其功能微生物分析王爱杰

aresnicgroundwateoerntaminatedesdimentofDatongBasni.Positivoeeerrlationbe朴刀eenarsenieersistantmieorbialsPeeiesnadhtesedimeniehaarcteristieswithdiefferndietPhswereofnudbyDGGEnaaylsis.海洋产几丁质酶菌株SWCH一6的初步研究王海东,陈庵,伦镜盛,胡忠*汕头大学生物学系,广东汕头51506;3*:通讯联系人,几丁质及其衍生物在工业生产中得到广泛的应用,涉及到化工、食品、化妆品、医药等多个行业。但是,目前主要采用化学方法处理几丁质获得有应用价值的几丁质衍生物,生产的同时对环境造成了较大的污染,随着人们对环境保护重视程度的提高,采用生物酶法替代化学处理法的要求越来越迫切。几丁质酶尤其是微生物几丁质酶在几丁质生物资源的生产利用,植物病虫害的生物防治,环保等领域有着广阔的应用前景。筛选高产几丁质酶的菌株、寻找活性更高的几丁质编码基因也一直是研究的热点。目前,国内外的相关研究主要集中在陆地环境中筛选产几丁质酶的菌株,以海洋环境中的微生物为研究对象的相对较少。根据菌株在胶体几丁质平板上产生透明圈的大小,本实验室从汕头海湾养殖区域的海底沉积物中分离到几丁质酶活性较高的菌株36株,选择其中一株最好的,命名为swcH一6,经鉴定为嗜水气单胞菌(Aeormonas.孙动月叩hillla)。采用单因素优化方法结合正交实验确定了该菌株的最适产酶培养基和最适产酶条件。最适产酶培养基为:胶体几丁质25.09几,蛋白膝10.0叭,陈海水1000ml,pH.S5;最适的摇瓶产酶条件为:咒℃、150rpm培养72h。利用优化的条件,菌株swcH一6的几丁质酶活力可达到.036U加l粗酶液(酶活单位定义,即在一定条件下,1min催化产生相当于1娜of的N一乙酞一D一氨基葡萄糖的还原糖所需的酶量定义为一个酶活力单位,1.0%的胶体几丁质做为底物)。另外,对粗酶的催化条件和性质也进行了初步研究。发现在pH.40一8.0范围内粗酶都保持了较高的酶活力,有很好的催化稳定性,最适催化pH为5.0;在4一60℃之间酶催化活力较为稳定;cu+2、eF+3及表面活性剂Toween一80能提高粗酶的催化活性,z矿+、Mn+2及表面活性剂SDS、洗衣粉对粗酶的催化活性有抑制作用。目前,菌株SWCH一6编码几丁质酶基因的克隆表达和酶蛋白的纯化在进一步研究之中。废水碳氮硫同步脱除新工艺及其功能微生物分析王爱杰陈川任南琪刘春爽邓旭亮哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090(E一mial:随着制药、食品发酵、造纸等产业的迅猛发展,排放出大量富含硫酸盐和硝酸盐的有机废水,采用常规的厌氧工艺处理后仍然含有大量的硫化物和硝酸盐,而目前针对硫化物和硝酸盐废水的处理工艺往往是在两个不同的工艺系统中进行的,这样不仅增加了废水治理的难度,同时也提高了处理成本。笔者针对此类废水的特性,开发出“产酸硫酸盐还原(ASR)、同步脱硫反硝化(SDD)”工艺系统。在ASR单元,废水中的硫酸盐和有机物被转化为硫化物和乙酸盐;在sDD单元,硫化物、硝酸盐和乙酸盐被自养脱硫反硝化菌(如hTiobacillusdeintr沪can:)和异养反硝化菌(如sPeudomonas)转化为单质硫和氮气,从而实现废水碳氮硫同步脱除的目的。本文通过厌氧固定床生物膜(AFBB)反应器和颗粒污泥膨胀床(EGsB)反应器探讨了硫化物、硝酸盐和乙酸盐共存条件下,SDD单元的运行效能。采用AFBB反应器的连续流试验结果表明,在水力停留时间(HRJ,)为10h,pH为.75,硫氮比为:56的条件下,最大处理负荷可达.24kg一52一,.d,该负荷下可获得100%的硫化物去除率和高于.24kg一sm/,.d的平均单质硫产率,反硝化脱氮率超过90%。采用EGsB反应器的试验结果表明,在水力停留时间(HRT)为2h4,pH为.75,硫氮比为:56的条件下,进水硫氮负荷分别可达.040kg一sm/,·d和.028kg一N/m,.d。通过连续流试验确定了最佳碳氮(C加)比为1.26:1,此时硫化物去除率达到100%,反硝化脱氮率超过99%,平均单质硫产率达.042kgs/m,·d。在最佳的工艺条件下,硫化物和硝酸盐的最大处理负荷分别达到.487kg一sm/,.d和2.56kg.N/m3·d,硫化物去除率达到100%,反硝化脱氮率超过90%,平均单质硫产率为5.0kgs/m,.d,处理效能远远高于目前国内外报道的同步脱硫反硝化工艺(0.294kg一Sm一,d一,,0.2ogkg一Nm一,d一`)。同时,通过分离筛选,从活性污泥中获得一株自养脱硫反硝化细菌(hTiobacillusdeintr沪can4Y)。该菌为棒杆状,长1一3um,革兰氏阴性,兼性厌氧,端生鞭毛,最佳生长pH为.70,最适温度28一30℃。通过连续流运行试验,探讨菌株Y4的同步脱硫反硝化能力。结果表明,菌株Y4的最佳硫氮比为:53,硫化物浓度的上限为300mg几,且当硫化物的浓度为200mg几时,单质硫转化率和反硝化脱氮率分别为90%和80%。这说明,在sDD处理单元中,hTiobacillusdeintr沙an是典型的自养脱硫反硝化功能微生物。关键词:同步脱氮脱硫;工艺;hTiobacillusdein介必an;自养反硝化;异样反硝化致谢:教育部“新世纪优秀人才支持计划,,项目资助(2005一2009)短程脱氮好氧颗粒污泥形成过程中微生物群落动态分析王爱杰姜秀光任南琪郭磊丁有成程翔哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090(E一mail:[e-mail]好氧颗粒污泥具有沉降性能好、生物持有量高和抗冲击负荷能力强等优点,因此在废水处理领域具有重大的应用价值。研究表明,通过好氧颗粒污泥可以实现同步硝化反硝化脱氮,但是对于该体系功能微生物的研究还相当有限。因此,本研究着眼于处理高浓度氨氮废水的短程脱氮好氧颗粒污泥,运用DGGE技术,对脱氮好氧颗粒污泥形成及工艺运行过程中的功能微生物及群落动态进行分析,以期为工艺运行提供理论指导。采用DGGE技术,分析脱氮型好氧颗粒污泥形成过程中不同时期的污泥样品。试验结果表明,亚硝酸细菌包含自养的亚硝化单胞菌属和异养的脱氮副球菌属,是自养硝化和异养