高效脫氮菌的篩選與評(píng)價(jià).pdf

1、水體富營養(yǎng)化是我國當(dāng)今水環(huán)境面臨的重大問題，氮素是主要的污染因子?，F(xiàn)代污水脫氮技術(shù)中，許多污水生物脫氮研究工作都涉及到異養(yǎng)硝化/好氧反硝化過程，對(duì)異養(yǎng)硝化菌和好氧反硝化菌的脫氮作用的研究，是對(duì)傳統(tǒng)硝化-反硝化理論的豐富與突破，有望克服傳統(tǒng)處理工藝在處理效率與經(jīng)濟(jì)適用兩方面的矛盾，實(shí)現(xiàn)廢水高效而經(jīng)濟(jì)的脫氮。在脫氮技術(shù)應(yīng)用研究中，固定化微生物技術(shù)以其特有的優(yōu)點(diǎn)在廢水處理領(lǐng)域引起了普遍的關(guān)注。優(yōu)勢細(xì)菌固定化以后，特別適用于環(huán)境廢水的水質(zhì)修復(fù)，

2、無被流水帶走之憂，也無為其他水生生物攝食之慮，更不會(huì)由于微生物進(jìn)入水體造成二次污染，可在水域中長期穩(wěn)定地發(fā)揮功效。因此具有異養(yǎng)硝化/好氧反硝化特性的微生物的篩選及優(yōu)勢菌的固定化技術(shù)的研究，對(duì)于污水脫氮具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文從設(shè)置于太湖湖濱的宜興農(nóng)村生活污水生物脫氮除磷裝置中分離出異養(yǎng)硝化菌株和好氧反硝化菌株，并對(duì)他們的脫氮條件、實(shí)際應(yīng)用和固定化技術(shù)進(jìn)行研究，為今后的實(shí)際應(yīng)用及理論研究奠定基礎(chǔ)。鑒于目前國內(nèi)的脫氮工

3、藝仍以傳統(tǒng)A/O工藝為主，本研究還涉及到應(yīng)用FISH技術(shù)檢測人工濕地填料中的自養(yǎng)型硝化細(xì)菌及亞硝化細(xì)菌的時(shí)空分布規(guī)律及其影響因素，為調(diào)整傳統(tǒng)工藝運(yùn)行參數(shù)及脫氮作用機(jī)制的研究提供微生物學(xué)基礎(chǔ)。 本研究結(jié)果如下： 1.采用極限稀釋及平板劃線分離法，分離到5株脫氮效果較好的硝化菌株，其中，硝化菌株YY4脫氮效果最好，脫氮過程中不產(chǎn)生亞硝酸鹽，僅產(chǎn)生少量的硝酸鹽及羥胺；菌株YY4脫氮過程中pH值明顯升高，由7.0上升至9.0

4、。菌株YY4菌株除了能夠去除培養(yǎng)基中的氨氮外，還可以脫除硝酸鹽和亞硝酸鹽，且菌株的生長情況與硝酸鹽和亞硝酸鹽的降解情況一致。根據(jù)單因素及二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法確定異養(yǎng)硝化菌YY4最佳脫氮條件為：溫度為30.0℃、pH值為10.0、搖床轉(zhuǎn)速180r/min、C/N為11.99、氨氮濃度為100mg/L。將該異養(yǎng)硝化菌株接種于生活污水和化工廢水中，研究結(jié)果提示，對(duì)于不同的污水應(yīng)采取不同的措施，在采取相應(yīng)的措施后，YY4對(duì)于上述污水均有較強(qiáng)

5、的耐受能力及較好的脫氮效果。 2.通過富集培養(yǎng)及平板劃線法分離出一株好氧反硝化菌株DLC4-3，以乙酸鈉和琥珀酸鈉作為碳源時(shí)，均具有較好的脫氮效果。硝酸鹽初始濃度越高，菌株DLC4-3對(duì)硝酸鹽的最終降解率越高；而亞硝酸鹽則相反，即初始濃度越高，菌株DLC4-3對(duì)亞硝酸鹽的最終降解率越低。菌株DLC4-3具有較強(qiáng)的小分子碳源依賴性，在外加乙酸鈉的情況下，菌株DLC4-3對(duì)化工廠污水(NO<,3> N：85.57 mg/L)48h

6、硝氮去除率超過85％。 3.固定化微生物技術(shù)去除污水中的氨氮研究結(jié)果顯示：采用10％聚乙烯醇與0.5％海藻酸鈉作為包埋劑，固定化小球綜合性能最好，用于人工模擬污水脫氮處理時(shí)，小球未見破碎，人工模擬污水比較澄清，表明微生物被固定在小球內(nèi)部，穩(wěn)定的發(fā)揮脫氮作用。在最適條件下，與同等數(shù)量的游離菌比較，固定化菌脫氮作用較差，要達(dá)到游離組的脫氮效果，需延長培養(yǎng)時(shí)間，但是固定組培養(yǎng)基中游離出來的細(xì)菌量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于游離組，這在實(shí)際應(yīng)用中將會(huì)大大

7、減少污水處理中的污泥產(chǎn)量，并降低由微生物帶來的二次污染。 4.FISH研究結(jié)果表明：硝化菌及亞硝化菌的生物量在時(shí)間上呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，與水溫變化情況密切相關(guān)。人工濕地組合基質(zhì)中上層(碎磚層)的硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌數(shù)量明顯多于下層(細(xì)砂)；而煤渣基質(zhì)分層現(xiàn)象遠(yuǎn)沒有組合基質(zhì)顯著，這與基質(zhì)組成及特性有關(guān)。沿流程方向上細(xì)菌數(shù)量的空間分布規(guī)律表明人工濕地基質(zhì)中存在不同的活性功能區(qū)，前端是亞硝化反應(yīng)功能區(qū)域，中部和后端為硝化反應(yīng)功能區(qū)