北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究（精选4篇）

篇1：北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

摘要：从北运河沉积物中分离得到1株好氧反硝化细菌AD1.通过对该菌株的形态观察、生理生化实验以及16SrDNA序列分析,确定菌株AD1为假单胞菌(Pseudomonas sp.),分析了其在系统发育中的分类地位.对菌株AD1反硝化能力进行的`研究结果表明,菌株AD1表现出较高的降解效率.菌株AD1在24 h内对驯化培养基中TN和NO-3-N的降解率分别为63.82%和84.83%,60 h内对TN和NO-3-N的降解率分别为68.21%和92.28%.作 者：孔强 任宗明 付荣恕 Kong Qiang Ren Zongming Fu Rongshu 作者单位：孔强,Kong Qiang(中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台,264000;山东师范大学生命科学学院,山东济南,250014)

任宗明,Ren Zongming(中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台,264000)

付荣恕,Fu Rongshu(山东师范大学生命科学学院,山东济南,250014)

期 刊：供水技术 Journal：WATER TECHNOLOGY年，卷(期)：,04(3)分类号：X172关键词：河流沉积物 好氧反硝化菌 16SrDNA 脱氮

篇2：北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

高效异养硝化-好氧反硝化菌株的分离鉴定与脱氮性能

摘要：利用BTB培养基从实验室驯化成熟的SBR反应器的活性污泥中筛选出一株高效异养硝化-好氧反硝化菌株WYLW-X06.通过对菌株WYLW-X06的`形态观察、生理生化特征测定、Biolog鉴定,以及16S rDNA序列测定,认定菌株WYLW-X06是蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).对菌株脱氮性能的研究结果表明:该菌株脱氮效果良好,氨氮去除率达到97.18%,总氮去除率96.63%,N2O气体总产量1.848?987?mg,N2O-N产量占总氮去除量的0.572%.作 者：刘健楠 汪苹 尹明锐 王磊 作者单位：北京工商大学,化学与环境工程学院,北京,100048期 刊：北京工商大学学报(自然科学版) Journal：JOURNAL OF BEIJING TECHNOLOGY AND BUSINESS UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：,28(2)分类号：X172 TS264.2+3关键词：异养硝化-好氧反硝化 脱氮 N2O生物控逸

篇3：北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

关键词：好氧反硝化细菌,分离鉴定,脱氮特性

任何一种制糖工业,无论是甜菜制糖工业、甘蔗制糖工业、还是淀粉制糖工业,都会产生大量的有机废水[1,2,3]。废水中有机物含量高,酸度大,如果直接排放,不仅对水资源有不利的影响,而且在浓度超标时会危害到人类的健康,因此对制糖工艺产生的废水治理尤为重要[4]。

活性污泥法是一种通过微生物代谢进行治理污水的一种有效的方法,处理效果好,治理成本低,其中的好氧反硝化细菌可以有效去除废水中含有的氮素[5]。本试验通过从某淀粉制糖厂污水处理站的活性污泥中分离筛选得到的一株好氧反硝化细菌,并对该细菌进行初步的鉴定和生长条件的优化,为今后进一步研究其去除氮素的机理奠定基础。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1样品试验样品于2014年1月取自中粮生化能源(衡水)有限公司污水站。

1.1.2仪器离心机、pH计、紫外分光光度计、 恒温震荡摇床、恒温培养箱、显微镜、冰箱、生物洁净工作台、电子天平、灭菌锅

1.1.3试剂硝酸盐标准储备液:称取0.721 8g硝酸钾 (KNO3,105~110℃ 干燥2h)。溶于水中,定容至1 000mL,加2mL氯仿作保护剂,保存于棕色 试剂瓶中。 此溶液NO3--N含量为100mg·L-1,保存在2~5℃,使用期限为6个月; 1mol·L-1NaOH溶液,1mol·L-1HCl溶液,使用试剂均采用化学纯试剂配制。

1.2方法

1.2.1培养基配制BTB初筛培养基:琼脂20g、 KNO31g、KH2PO41g、FeCl2·6H2O0.5g、 CaCl2·7H2O 0.2g,MgSO4·7H2O 1g、琥珀酸钠8.5g、溴百里酚蓝(BTB)(1% 乙醇溶液)1mL, 用1mol·L-1的NaOH调节pH至7.0~7.3,蒸馏水1 000mL,121℃灭菌20min。LB液体培养基:KNO31g、KH2PO41g、FeCl2·6H2O 0.05g、 CaCl2·7H2O 0.02g、MgSO4·7H2O 1g、琥珀酸钠8.5g,蒸馏水1 000 mL,121℃ 灭菌20min。 DM反硝化培养基:KNO30.72g、KH2PO41g、 MgSO4·7H2O 1 g、琥珀酸钠2.8 g,蒸馏水1 000mL,121℃灭菌20min。菌株原液的配制: 将菌株接种 至DM培养基,35℃,培养12 h, 8 000r·min-1离心,离心后的菌体用无 菌水漂洗两次,然后用无菌水重悬。用光密度法测菌体量为1.2×108。

1.2.2好氧反硝化细菌的筛选1好氧反硝化菌的富集:采用梯度稀释法将污泥样品稀释至浓度分别 为1、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6,取0.1mL均匀涂布于BTB培养基表面,置入恒温培养箱,30℃下培养2~3d。2好氧反硝化菌的分离纯化:用接种环挑取上述富集培养物中使周围培养基出现蓝色晕圈的单菌落,进行划线分离纯化。接单菌落于LB斜面上,于30℃条件下培养24h后,于4℃冰箱中保存。3好氧反硝化菌的筛选:分别接种 初筛菌株 至LB培养基,在30℃、160r·min-1条件下进行液体培养24h后, 以10%的接种量接种到反硝化培养基(DM培养基)中,30℃、160r·min-1条件下进行摇瓶发酵,间隔一定时间取样考察所筛菌株的反硝化性能。

1.2.3菌株的鉴定将复筛获得的菌株进行革兰氏染色,油镜下观察其个体形态,并进行菌落形态观察和生理生化特性初步鉴定[6]。

1.2.4菌株除氮条件优化1pH对菌株除氮的影响:取配制好的菌株原液,10%接种量接种在DM培养基上,培养温度35℃,C/N为6,用NaOH和HCl调节pH分别为4.0、4.5、5.0、 5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0,培养24h, 每个pH做3次重复。观察并检测不同pH条件下对氮的去除率。2温度对菌株除氮的影响:取配制好的菌株原液,10%接种量接种在DM培养基上,培养pH为7.5,C/N比为6,设置温度分别为0、15、20、25、30、35、40、45℃。培养24h,每组3次重复。检测其在不同温度条件下对氮的去除率。3 C/N对菌株去除氮的影响:以DM反硝化培养基中的琥珀酸钠为碳源,KNO3为氮源,通过调节琥珀酸钠的量,得到不同的C/N分别为1、 1.5、3、4、5、6、9、14、20。将菌株以10%的接种量接种到 不同C/N的DM反硝化培 养基上,在pH7.5,温度35℃ 的条件下培养24h,检测菌株对氮的去除率。

2结果与分析

2.1好氧反硝化细菌的筛选与鉴定

本试验共筛选出3株具有好氧反硝化能力的菌株。由图1可以看出,3株菌株的硝态氮的初始培养浓度均为0.442g·L-1,连续培养12h,培养4h后,每隔2h测3株菌株对硝态氮的去除率。由图1看出,其中编号为A1的菌株反应结束后,培养基中剩余硝态氮的浓度约为0.111g·L-1, 反硝化速率可以达到75%;而其余两株菌株A2、 A3反应结束 后硝态氮 的浓度分 别为0.369, 0.332g·L-1,反硝化速 率分别为17% 和25%。 A1菌株革兰氏染色为阳性,油镜下观察为单个球菌,有鞭毛,运动;其菌落为 土黄色,边缘光滑(见图2)。通过对A1菌株进行 生理生化 试验(见表1),根据文献[6],菌株A1生理生化特性符合海球菌属特征,可初步表明菌株A1为海球菌属(Marinococcus sp.)[6]。将在下一步对该菌株从系统发育树和16SrRNA测序等方面进行鉴定,以期判断海球菌种类。

“+”:阳性或有反应;“-”:阴性或没有反应。 “+”:Positive or reaction;“-”:Negative or no response.

2.2菌株去除氮素的条件优化

2.2.1pH对A1菌株除氮的影响除氮能力通常用反硝化速率表示。pH对A1菌株去除氮素的影响研究表明(见图3),在pH为4.0时,反硝化速率仅为9.5%;pH为7.5时,反硝化速率最大,达到75%;pH大于7.5后,反硝化速率缓慢降低。不同pH条件下,A1菌株的反硝化速率不同,由于pH会抑制酶活性,因此在pH太高或太低时,反硝化速率会降低。

2.2.2温度对A1菌株去除氮素的影响从图4可知,该菌株的反硝化速率在0~35℃条件下随温度的升高而升高,在0℃ 时其反硝化速率仅为2.5%,基本不进行;在35℃时反硝化速率达到最大值为74.8%;而在大于35℃时,其反硝化速率呈下降趋势。这表明该菌株的反硝化过程受温度条件的限制(见图4)。

2.2.3 C/N比对A1菌株去除氮素的影响C/ N比对A1菌株去除氮素有很大影响(见图5), C/N比在6~20的范围内该菌株的反硝化速率维持在85%左右,变化不明显;当C/N比小于6时,反硝化速率开始逐渐下降;在C/N比降为1时,反硝化速 率只有23.6%。 可见,最佳C/N比为6左右,此时该菌株的反硝化速率为85.9%; 当C/N比大于6时,反硝化速率没有太大变化, 说明当提供的碳源远大于菌体需求量时,C/N比的大小对反硝化过程的影响不大;碳源不足,导致反硝化速率变低。

3结论与讨论

筛选出一株好氧反硝化细菌A1,革兰氏染色为阳性,油镜下观察为单个球 菌,有鞭毛,运动。 其菌落为土黄色,边缘光滑。经生理生化特性鉴定[6],可初步鉴定菌株A1为海球菌属(Marinococcus Hao,Kocur and Komagata,1985)。有研究表明,海球菌属在中性偏碱的条件下可以快速生长,当pH=8时,降解速率增加[7]。在本试验中,菌株A1在pH为7.5时,反硝化速率最高为75%。与前人研究有 所差异,但差异不 大。A1菌株进行反硝化速率过程的最适温度为35℃,此时的反硝化速率达到最大值,为74.8%。有研究表明,海球菌属能耐较低的温度,在40℃可以达到降解最大速率;但也有研究表明海球菌属的最适生长温度为35℃,这与本次试验结果一致。

参考文献

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[1]陈贵,马玉娇.甘蔗制糖废水污染控制研究[J].化学工程与装备,2008(9):155-156.

[2]周志萍,秦文信.甜菜制糖废水治理的探索[J].中国甜菜糖业,2008(4):17-23.

篇4：北运河沉积物中好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮效率研究

制革废水是水环境的重要污染源之一。国内大多数制革废水处理后的氨氮质量浓度都不能达标, 对环境造成严重污染。制革废水的生物处理方法包括厌氧池法和曝气池法。厌氧池法适用于高浓度有机废水的处理, 当原水COD降到一定值后, 再结合曝气法处理, 最终达到排放标准。而许多中小企业因为厌氧池法耗时长、占地面积大等原因, 而直接采用曝气池法进行处理, 造成处理效果欠佳。在高含氮量的制革废水中, 反硝化菌是主要的降解菌之一, 绝大部分反硝化菌均为专性厌氧菌。

本工作从制革废水中分离出能在好氧条件下进行反硝化的菌株, 并对其反硝化特性进行了初步研究, 以期为好氧反硝化菌应用于制革废水的处理提供相关依据。

1 实验部分

1.1 实验材料

菌种筛选用废水取自广州某制革厂曝气池。

LB培养基:1% (质量分数, 下同) 蛋白胨, 0.5%酵母膏, 0.8%Na Cl, 1.8%琼脂, p H 7.0。

B T B培养基[6]:0.1%天冬酰胺酸, 0.1%KNO3, 0.1%KH2PO4, 0.005%Fe Cl·6H2O, 0.02%Ca Cl2·2H2O, 0.1%Mg SO4·7H2O, 0.1%BTB, 2%琼脂, p H 7.0~7.2。047200005

反硝化培养基:0.472%琥珀酸钠, 0.0005%Na NO2, 0.15%KH2PO4, 0.042%Na2HPO4, 0.06%NH4Cl, 0.5%酪蛋白, 0.1%Mg SO4·7H2O, p H 7.2。

模拟制革废水:在反硝化培养基中加入适量Cr3+。

灭菌条件:1.03×105 Pa, 121℃, 15 min。

1.2 实验方法

1.2.1 好氧反硝化菌的筛选

将曝气池废水稀释, 取0.1 m L稀释后废水涂布于LB培养基平板上, 于36℃下培养48 h, 挑选生长良好的单个菌落进行划线分离, 划线分离2~3次后得到纯菌菌落, 共分离出3株形态各异、生长良好的菌株, 编号为ZY1, ZY2, ZY3。

分别将ZY1, ZY2, ZY3接种在BTB培养基上, 于30℃下培养2 d, 挑选出能在BTB平板显蓝色的菌株ZY1, ZY3。将ZY1, ZY3接种到反硝化培养基中, 于30℃、200 r/min的转速下振荡培养24 h, 测定培养液中NO2--N的浓度[7], 最终筛选出ZY1。

1.2.2 ZY1菌反硝化性能实验

将ZY1菌接种在废水中, 在一定温度及转速下振荡24 h, 测定剩余NO2--N质量浓度。

1.3 分析方法

采用N-1-萘-乙二胺比色法测定NO2--N质量浓度, 计算NO2--N降解率[8]。

2 结果与讨论

2.1 菌种鉴定

将1.2.1中筛选出的好氧反硝化菌ZY1进行鉴定。采用DNA序列比较法, 从Gene Bank数据库中获得与ZY1菌株序列相近种、属的16S r DNA序列, 构建系统发育树。运用Clustalx, Bio Edit, Mega4.1软件包, 采用邻接法构建系统发育树, 重复次数为1 000次。经BLAST与Gene Bank数据库中序列比对, 结果显示该序列与地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) 相似性最高, 大于99.9%。根据核糖体基因16S区域在细菌鉴定中的要求, 大于99%即可视为同一种, 因此该菌鉴定为Bacillus licheniformis。

2.2 好氧条件下ZY1菌的反硝化性能

2.2.1 初始NO2--N质量浓度对NO2--N降解率的影响

在DO为5.7 mg/L、废水温度为30℃、废水p H为8.0、废水中Cr3+质量浓度为110 mg/L的条件下, 初始NO2--N质量浓度对NO2--N降解率的影响见图1。由图1可见, 当初始NO2--N质量浓度低于80 mg/L时, ZY1菌有较高的反硝化活性, NO2--N降解率大于98%;随着NO2--N含量的增加, 亚硝酸盐对微生物的毒性开始显现, ZY1菌的反硝化活性开始降低, NO2--N降解率下降;当初始NO2--N质量浓度大于160 mg/L时, ZY1菌对NO2--N的降解率小于10%。

2.2.2 DO对NO2--N降解率的影响

通过调节摇床转速控制废水DO。在初始NO2--N质量浓度为80 mg/L、废水温度为30℃、废水p H为8.0、废水中Cr3+质量浓度为110 mg/L的条件下, DO对NO2--N降解率的影响见图2。由图2可见:随废水DO的增加, ZY1菌对NO2--N的降解率也不断增大;当DO为5.7 mg/L时, 该菌对NO2--N的降解率达到最大。

2.2.3 废水温度对NO2--N降解率的影响

在初始NO2--N质量浓度为80 mg/L、DO为5.7mg/L、废水p H为8.0、废水中Cr3+质量浓度为110mg/L的条件下, 废水温度对NO2--N降解率的影响见图3。由图3可见:随废水温度的升高, ZY1菌的反硝化活性不断增加;当废水温度为30℃时, ZY1菌的反硝化活性达最大, NO2--N降解率最高, 为98%;废水温度继续升高, NO2--N降解率略有下降;当废水温度为25~40℃时, ZY1菌对NO2--N的降解率均大于80%。说明ZY1菌可适用于实际水环境的降氮应用。

2.2.4 废水p H对NO2--N降解率的影响

制革废水的p H通常为8.0~10.0, 因此, 实验选择在废水p H为6.0~11.0的条件下接种ZY1菌。在初始NO2--N质量浓度为80 mg/L、DO为5.7 mg/L、废水温度为30℃、废水中Cr3+质量浓度为110 mg/L的条件下, 废水p H对NO2--N降解率的影响见图4。由图4可见:当废水p H为7.0~10.0时, ZY1菌对NO2--N的降解活性较高, NO2--N降解率在80%以上;废水p H为8.0时, 降解率达98%;废水p H大于10.0时, ZY1菌的反硝化活性急剧下降。通过本实验证实, ZY1菌的p H适应范围为7.0~10.0, 完全适用于制革废水。

2.2.5 Cr3+质量浓度对NO2--N降解率的影响

在初始NO2--N质量浓度为80 mg/L、DO为5.7mg/L、废水温度为30℃、废水p H为8.0的条件下, 废水中的Cr3+质量浓度对NO2--N降解率的影响见图5。由图5可见:当Cr3+质量浓度小于110 mg/L时, ZY1菌对NO2--N的降解率大于98%;当Cr3+质量浓度大于110 mg/L时, ZY1菌对NO2--N的降解率显著下降。制革废水中Cr3+质量浓度约为80~100mg/L, 因此, 将ZY1菌应用于制革废水的治理不会因较高浓度的Cr3+而影响其反硝化作用。

3 结论

从制革废水中分离得到了1株好氧反硝化菌ZY1, 经鉴定为地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) 。当初始NO2--N质量浓度低于80 mg/L、DO为5.7 mg/L、废水温度为30℃、废水p H为8.0、废水中Cr3+质量浓度低于110 mg/L的条件下, ZY1菌对模拟制革废水处理24 h后, NO2--N降解率大于98%。

摘要：从制革废水中分离得到1株好氧反硝化菌ZY1, 并对ZY1的反硝化能力进行了研究。通过16S rDNA序列分析, 确定ZY1为地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) 。在初始NO2--N质量浓度为80 mg/L、DO为5.7 mg/L、废水温度为30℃、废水pH为8.0、废水中Cr3+质量浓度为110 mg/L、反应时间为24 h的条件下, ZY1菌对NO2--N的降解率大于98%。

关键词：制革废水,好氧反硝化,地衣芽孢杆菌,亚硝酸盐

参考文献

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