高效反硝化菌aHD7的筛分、脱氮特性及厌氧氨氧化性

从活性污泥中筛选出一株高效反硝化菌aHD7,30℃静置培养3d,脱氮率可达91.7％,且反应过程中亚硝酸盐积累量较低,3d后亚硝酸盐氮浓度基本稳定在1.8mg.L-1.显微镜观察显示,菌株为革兰氏阴性杆菌,大小为0.5 μm×(1.5～2.5) μm.通过生理生化特性及16S rDNA同源性分析,初步推断该菌株为门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina).考察了碳源、C/N、氮初始浓度、pH等因素对菌株反硝化性能的影响.结果表明:对中低浓度硝酸盐(硝酸盐氮浓度≤276.95 mg.L-1),脱氮率接近100％,硝酸盐氮浓度高达553.59 mg·L-1时,脱氮率可达66.8％,且亚硝酸盐积累量甚微;最适碳源为乙醇;C/N为6～8和偏中性条件有利于反硝化反应.aHD7具有较强的厌氧氨氧化性,平均氨利用率达4.56 mg·L-1·d-1.     

厌氧氨氧化菌混培物生长及代谢动力学研究

研究了厌氧氨氧化菌混培物的动力学特性.测得细胞产率系数1.573mgVS(mmolNH4+)-1;细胞衰减常数0.052mgVS(g@VS@d)-1.厌氧氨氧化菌混培物的最大氨氧化速率1.320～2.761mmol(gVS@d)-1,最大亚硝酸盐转化(反硝化)速率14.497mmol(gVS@d)-1.厌氧氨氧化菌混培物利用氨的Km值1.801～4.215mmol@L-1,利用亚硝酸盐的Km值0.468mmol@L-1.氨自身的抑制常数38.018～98.465mmol@L,实际最大氨氧化速率的氨浓度16.656mmol@L-1.亚硝酸盐对厌氧氨氧化的抑制常数5.401～11.995mmol@L-1.厌氧氨氧化的最适pH7.605.厌氧氨氧化的最适温度30℃.Vmaxa、Kma、Kia和Kin的活化能依次为37.316、30.239、33.695和30.473kJ@mol-1.     

厌氧氨氧化菌的物种多样性与生态分布

厌氧氨氧化是微生物和环境领域的重大发现,厌氧氨氧化可同时去除氨氮和亚硝氮,在环境工程上具有重大开发价值.由于厌氧氨氧化菌生长极慢,倍增时间长达11 d以上,严重制约了该反应的开发进程,因此,对厌氧氨氧化菌的研究具有重要意义.厌氧氨氧化菌种类丰富,除了人们最早认识的浮霉状菌外,还有硝化细菌和反硝化细菌,这些菌群生态分布广泛,为开辟新的厌氧氨氧化菌种资源创造了条件.硝化细菌和反硝化细菌兼有厌氧氨氧化能力,其代谢多样性为加速厌氧氨氧化反应器的启动提供了依据.厌氧消化污泥可呈现硫酸盐型厌氧氨氧化活性,可为新型生物脱氮工艺的研发奠定基础.探明厌氧氨氧化菌种资源及其生态分布,将有利于厌氧氨氧化的开发应用.     

厌氧氨氧化菌混培物生长及代谢动力学研究1

研究了厌氧氨氧化菌混培物的动力学特性。测得细胞产率系数1.573mgVS(mmol NH⁺₄)^-1;细胞衰减常数0.052mgVS(g·VS·d)^-1。厌氧氨氧化菌混培物的最大氨氧化速率1.320～2.761mmol(gVS·d)^-1,最大亚硝酸盐转化(反硝化)速率14.497mmol(gVS·d)^-1。厌氧氨氧化菌混培物利用氨的Km值1.801～4.215mmol·L^-1,利用亚硝酸盐的Km值0.468mmol·L^-1。氨自身的抑制常数38.018～98.465mmol·L^-1,实际最大氨氧化速率的氨浓度16.656mmol·L^-1。亚硝酸盐对厌氧氨氧化的抑制常数5.401～11.995mmol·L^-1。厌氧氨氧化的最适pH7.605。厌氧氨氧化的最适温度30℃。V_maxa、K_ma、K_ia和K_in的活化能依次为37.316、30.239、33.695和30473kJ·mol^-1。     

一株氨氧化细菌的分离鉴定及其氨氧化特性

以城市污水处理工程的好氧活性污泥为菌源,通过富集、分离纯化,筛选出一株自养型氨氧化细菌CM-NRO14,进一步研究了该菌株的系统发育地位及氨氧化特性。根据菌株的形态学特征、生理生化特性及16S rDNA序列测定分析,确定该菌株属于亚硝酸单胞杆菌。CM-NRO14菌株的最大氨氧化速率24.54 mg/(L·d),利用氨的Km值45.66 mg/L,氨自身的抑制常数2401 mg/L,最大氨氧化速率的氨浓度331.2 mg/L。亚硝酸盐对氨氧化的抑制常数1524 mg/L。氨氧化的最适pH 7.79。氨氧化的最适温度34℃。菌株在初始氨氮浓度为180 mg/L,最佳氨氧化pH、温度条件下,4 d内氨氮降解率达到91.6%,菌株倍增时间2.94 d。     

中试厌氧氨氧化反应器的启动与调控

研究了中试厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)反应器的启动性能。结果表明,以硝化反硝化污泥、短程硝化污泥、厌氧絮体污泥和厌氧颗粒污泥混合接种,经过255d的运行,可在常温下(5oC～27oC)成功启动中试Anammox反应器,反应器的基质氮去除速率可达1.30kg/(m3·d)。厌氧氨氧化是致碱反应,厌氧氨氧化成为反应器内的主导反应后,进水pH宜控制在厌氧氨氧化适宜范围的偏低水平(6.8左右)。亚硝酸盐既是Anammox菌的基质,也是抑制剂,控制进水亚硝酸盐浓度(13～36mg/L)有助于厌氧氨氧化反应。菌种是生物反应器的功能之源,向中试装置投加少量厌氧氨氧化污泥(投加比2%),可大大加速中试Anammox反应器的启动进程。     

一株高效好氧反硝化菌的分离及特性

利用富集培养的方法从南昌市郊某养鱼塘采样分离出22株反硝化细菌,其中8株反硝化率较高,从中选择一株效果最好的作为研究对象,命名为HS-N62,对其生长特性进行了深入研究。结果表明:硝酸盐氮初始浓度为140mg/L,菌株HS-N62在12h内对硝酸盐氮的去除率可达96%,而且没有亚硝酸盐氮的积累。该菌最适生长温度范围为30°C-37°C,最适生长pH范围6.0-8.0,最适C/N比为10:1,并能利用多种碳源生长。运用正交试验探讨了该菌株最适的反硝化条件。反硝化菌株HS-N62还具有较好的除磷能力,12h除磷率达到67.7%(初始磷酸盐浓度57mg/L)。通过形态学特性和生理生化分析以及16S rRNA基因序列分析,菌株HS-N62与Pseudomonas sp.亲缘关系最为接近,相似性达99%,初步鉴定该菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。     

生产性短程硝化-厌氧氨氧化装置处理制药废水的启动性能

为拓展新型生物脱氮技术的应用领域,研究了生产性短程硝化-厌氧氨氧化装置处理制药废水的启动性能。制药废水氨氮浓度为(430.40±55.43)mg/L时,氨氮去除率达(81.75±9.10)%,实现了短程硝化-厌氧氨氧化工艺对制药废水的生物脱氮。制药废水短程硝化系统的启动时间约为74 d,亚硝氮积累率达(52.11±9.13)%,证明了结合模拟废水和实际废水的"两步法"模式对短程硝化系统启动的适用性。制药废水厌氧氨氧化系统的启动时间约为145 d,最大容积氮去除速率达6.35 kg N/(m3·d),容积效能为传统硝化-反硝化工艺的数十倍,证明了结合菌种自繁和菌种流加的模式对厌氧氨氧化系统启动的适用性。     

一株氨氧化链霉菌的分类鉴定及其氨氧化特性的研究

从硝化反应器中分离获得一株链霉菌。根据其形态特征、培养特征、生理生化特性,（G+C）mol％含量以及16S rDNA序列和DNA杂交结果,将其归入链霉菌属中的比基尼链霉菌（Streptomycesbikiniensis）。该菌株既能在YD培养基上异养生长,也能在无机培养基上自养生长,异养生长速率(Vmax为0.39mg/L\5d)明显高于自养生长速率（Vmax为0.22mg/L.d）。异养生长时,氨氮主要用于合成细胞物质;自养生长时,部分氨氮用于合成细胞物质,部分氨氮转化成亚硝酸盐。在无机培养基上自养生长时,最适氨浓度为118mgN/L。最适生长pH值为9.36,最适氨氧化pH值为9.29。最适生长温度为31℃,最适氨氧化温度为40.6℃。提高溶解氧浓度有利于该菌株生长和氨氧化,菌体生长对溶解氧浓度的敏感性高于氨氧化。     

微生态制剂对海水养殖系统硝化功能建立过程的影响

比较分析投加不同微生态制剂的海水养殖系统硝化功能建立的过程,为实际应用提供依据。利用海水素构建4个海水养殖系统,通过投加硝化细菌、光合细菌、枯草芽胞杆菌3种微生态制剂以及纤维毛球作为生物膜载体,比较分析不同养殖系统硝化功能的建立过程及硝化强度差异。投加硝化细菌+光合细菌和硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统硝化功能建立时间分别为108 h和96 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.69 mg/(L·d)和1.36 mg/(L·d);添加纤维毛球的生物膜系统与生物絮团系统硝化功能建立时间分别为96 h和120 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.36 mg/(L·d)和0.98 mg/(L·d);投加碳源系统和对照系统硝化功能建立时间分别为84 h和96 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.18 mg/(L·d)和1.36 mg/(L·d)。硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统硝化功能建立时间更短,但系统硝化强度低于硝化细菌+光合细菌系统;生物膜系统硝化强度高于生物絮团系统且硝化功能建立更快;添加碳源能够加快系统硝化功能建立过程,但降低了硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统的硝化强度。     

高温油藏内源微生物及其提高采收率潜力研究

大港孔店油田油藏特征、流体和微生物性质分析结果表明, 属于高温生态环境, 地层水矿化度较低, 氮、磷浓度低, 而且缺乏电子受体, 主要的有机物来源是油气。油田采用经过除油处理的油藏产出水回注方式开发, 油层中存在的微生物类型主要是厌氧嗜热菌, 包括发酵菌(102个/mL~105个/mL), 产甲烷菌(103个/mL); 好氧菌主要存在于注水井周围。硫酸盐还原菌(SRB)还原速率0.002 mg S2-/(L·d) ~18.9 mg S2-/(L·d), 产甲烷菌产甲烷速率0.012 mgCH4/(L·d)~16.2 mgCH4/(L·d)。好氧菌能够氧化油形成生物质, 部分氧化产物为挥发性脂肪酸和表面活性剂。产甲烷菌在油氧化菌液体培养基中产生CH4, CO2为好氧微生物和厌氧微生物的共同代谢产物。这些产物具有提高原油流动性的作用。用示踪剂研究了注入水渗流方向。通过综合分析, 油藏微生物具有较大的潜力, 基于激活油层菌的提高采收率方法在该油田是可行的。     

耐碱反硝化菌株的分离鉴定与功能检测

【目的】分离获得耐碱反硝化菌株,确定其反硝化活性和耐碱能力。【方法】分离、纯化,获得耐碱反硝化菌株;通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因测序分析,确定菌株分类地位;试验起始硝酸盐浓度和起始pH对分离菌株反硝化活性的影响。【结果】从实验室稳定运行的高效反硝化反应器中分离获得耐碱反硝化菌株R9,经鉴定归于Diaphorobater nitroreducens;菌株R9能够以甲醇为电子供体、硝酸盐为电子受体进行异养生长,当起始硝氮浓度为50 mg/L、起始pH为9.0时,288 h内硝氮去除率达93.25%;高浓度硝氮可抑制其反硝化活性,半抑制常数Ki为202.73 mg N/L;菌株R9的耐碱性良好,起始pH为11.0时的硝氮去除率是pH为9.0时的86%。【结论】菌株R9归于Diaphorobater nitroreducens,最适生长pH为9.0左右,是一株耐碱反硝化菌。     

一株好氧反硝化菌的分离及特性研究

从土壤中分离得到一株好氧反硝化细菌CY1, 该菌株在厌氧和好氧条件下均具有反硝化能力。硝酸盐氮初始浓度为137.25 mg/L, 30 h内硝酸盐氮去除率分别为99.98%(厌氧)和60.16%(好氧)。通过形态学特征、生理生化特性及16S rDNA同源性比较对菌株CY1进行鉴定, 初步判断CY1为泛养副球菌(Paracoccus pantotrophus)。     

污水处理系统中氨氧化古菌的富集培养以及性质

摘要:【目的】从污水处理系统中富集培养氨氧化古菌,鉴定其系统发育地位,进行初步的形态观察以及生长和代谢特性研究。【方法】使用添加抗生素的自养培养基,通过连续传代的方法富集培养氨氧化古菌,使用多种分子生物学方法检验富集纯度和古菌单一性,鉴定其系统发育地位;通过扫描电镜观察菌体基本形态;利用生长和代谢曲线计算相关性质参数。【结果】氨氧化古菌HJ-2b富集培养成功,在体系中的纯度达到93%;经16S rRNA基因鉴定属于亚硝化球菌(Nitrososphaera)属,与Nitrososphaera sp. JG1 相似度为100%,但功能基因amoA的相似度仅为72%;HJ-2b细胞呈杆状,其最大比增长速率为0.43 d－1,最大比氨氧化速率为3.9 fmol/(cell·d)。【结论】HJ-2b富集物来源于污水处理系统,对于研究氨氧化古菌在该系统中的存在条件及其在污水脱氮方面的贡献有重要意义。     

微生物在近海氮循环过程的贡献与驱动机制

人类活动导致海岸带氮超载而富营养化,进而引起更多的生态环境问题.在全球变化背景下,进一步揭示微生物驱动的氮循环过程的驱动机制及贡献,对评价与预测近海生态系统服务功能变化、管理决策等至关重要.本文介绍了固氮、氨化、硝化、反硝化、硝酸盐铵化、厌氧氨氧化过程在近海多种生境沉积物中的生物地球化学(速率、通量、贡献)与微生物生态学(功能类群丰度)特征及时空变化规律,阐述温度、溶氧、盐度、活性溶解有机碳、无机氮、沉水植物、底栖动物活动等因素对各过程速率的影响及对各竞争性类群或过程(氨氧化细菌/氨氧化古菌,反硝化/硝酸盐铵化/厌氧氨氧化)的调控机制,并简析了海岸带微生物氮循环研究所面临的机遇与挑战.     

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用

在无分子氧环境中,同时存在NH4^＋和NO2^-时,NH4^＋作为反硝化的无机电子供体,NO2^-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧化菌（Brocadia anammoxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii）;对厌氧氨氧化菌的细胞色素、营养物质、抑制物、结构特征和生化反应机理的研究表明,厌氧氨氧化菌具有多种代谢能力。基于部分硝化至亚硝酸盐,然后与氨一起厌氧氨氧化,以及厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌或甲烷菌的协同耦合作用,提出了几种生物脱氮的新工艺（ANAMMOX、SHARON—ANAMMOX、CANON和甲烷化与厌氧氨氧化耦合工艺）。     

海水反硝化细菌富集培养及性能研究

目的：建立一种海水反硝化细菌的富集培养方法,为海水反硝化微生物在实际应用中处理硝酸盐氮做基础工作。方法：选取污水处理厂缺氧池活性污泥,利用人工海水富集培养反硝化细菌。结果：经过25d,可以培养出反硝化速率为4.83mg/（gMLSS·h）、反硝化强度为110mg/（L·h）的海水反硝化细菌培养物。结论：该培养物可利用柠檬酸钠、葡萄糖、甲醇、乙醇、可溶性淀粉作为唯一碳源进行反硝化,其中以柠檬酸钠和乙醇作碳源时硝酸盐氮去除效果最佳,经过12h,去除率即可达到100%。pH在7～8范围内时,改变pH对去除率的影响不大,但当pH〈6时,去除率明显下降。温度在35℃时,去除效果最好,并且随着温度的降低,去除率也降低。     

水稻根际联合固氮细菌的研究

从我国南方水稻根部分离到3株氧化型革兰氏阴性细菌,编号为A1601,A1701和A1702。经15N示踪实验证明,它们均有较高的固氮能力。在无氮培养基中加入少量稻根浸出液进行培养后,可使固氮酶活性明显提高。根据菌株的形态和生理生化等特征鉴定,3株菌均为产孽菌属的细菌,分别为争论产碱菌(Alcaligenes paradoxus A1601),反硝化产碱蔺木糖氧化亚种(Alcaligenes denitrificans subsp.xylosoxydons A1701)和反硝化产碱菌反硝化亚种(Alcaligenes denitridicans subsp.denitrificans A1702)。这是继粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)之后,发现的产碱菌属中另外3株未见报道的固氮细菌。     

分离于河口区芦苇湿地1株好氧反硝化菌的鉴定及其反硝化特性

【目的】筛选高效脱氮且N_2O释放量少的好氧反硝化细菌,并对菌株的反硝化特性进行研究,可为河口湿地富营养化水体的生物修复提供技术支撑。【方法】经BTB培养基初筛和反硝化能力测定,从辽河河口区芦苇湿地土壤中分离得到1株具有较高反硝化能力的好氧反硝化菌C3。经形态观察、生理生化鉴定和16S rRNA序列分析,对菌株进行鉴定。研究温度、碳源、pH及C/N对其生长量、反硝化能力及N2O释放的影响。【结果】筛选得到的高效好氧反硝化细菌C3,经鉴定属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。反硝化特性研究结果表明,该菌最适碳源为柠檬酸三钠,在温度为30°C、pH为7.0、C/N为10时生长速率和脱氮效率最高且N_2O释放量较少。在此条件下,该菌在36 h内使NO_3~–由179.55 mg/L降至5.08 mg/L,脱氮率高达97.17%。该菌株在整个反硝化过程中中间产物N_2O的最大累积量较低,为0.22 mg/L。【结论】从湿地土壤中分离所得好氧反硝化菌C3为假单胞菌属的1个种(Pseudomonas sp.),该菌株在高效除氮和低N_2O累积方面均具有明显优势,对后续河口湿地富营养化水体治理具有重要意义。     

气提式内循环硝化反应器运行性能的研究

气提式内循环反应器具有很好的生物硝化性能,能承受高进水氨浓度（78.49mmol/L）,具有高容积转化效率（163.18 mmol/L·d）,运行性能稳定（氨去除率保持在94.42%以上）。在气提式内循环反应器的运行过程中,可产生硝化颗粒污泥。颗粒污泥开始出现的时间约为45d,颗粒污泥的粒径平均值0.83 mm,沉降速度55.53m/h,氨氧化活性0.95mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d。硝化颗粒污泥也具有厌氧氨氧化活性,氨氧化速率0.23mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d,亚硝酸还原速率0.24mmol (NO^-₂-N)/g(VS)·d。