一株异养硝化—好氧反硝化菌的分离、鉴定及降解特性研究

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近年来,水体富营养化问题日益突出,造成这种现象的主要因素是氮素的过量排放,氮污染的治理也受到了人们的广泛关注。生物法是一种经济有效的脱氮方式,传统脱氮理论认为生物脱氮是由自养菌的硝化作用和异养菌的反硝化作用共同完成的,但是这种工艺耗时且需分段进行。异养硝化-好氧反硝化细菌能够克服传统工艺的缺点,使脱氮作用能够在一个反应器内实现,成为了废水处理领域研究的热点问题。本文从焦化废水处理系统活性污泥中分离出一株异养硝化-好氧反硝化细菌,为了提高脱氮效率,研究了不同培养条件下菌株的生长和脱氮特性,此外,考察了菌株对焦化废水处理效果,为今后其应用提供了理论依据。本文得出的主要结论如下:1.分离得到一株异养硝化-好氧反硝化细菌(Y1)。形态学观察、生理生化实验和16SrDNA鉴定结果表明,菌株Y1为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。2.影响氨氮降解的主要因素为C/N和摇床转速。菌株Y1的较优异养硝化条件为:C/N=9.6,温度30℃,培养基初始pH=9.0,摇床转速250r/min,此条件下,8h内,152.88mg/L的氨氮降解率达到97.37%,总氮去除率为96.71%,硝化过程有少量NO2-和NO3-生成,氨氮降解主要发生在菌株生长的对数期。3.高还原性碳源、高溶解氧含量和较高的C/N都有利于NO3--N的降解。菌株Y1的较优好氧反硝化条件为:C/N=15,温度30℃,培养基初始pH=8.0,摇床转速250r/min,此培养条件下,196mg/L的NO3--N经13h降解后浓度降低到1.28mg/L,总氮去除率达到98.39%,培养初期生成少量NO2-。4.硫酸铵和硝酸钾同时作为氮源时菌株的生长和脱氮效果较硫酸铵和亚硝酸钠同时作为氮源时好,三种氮源中,菌株Y1会优先利用硫酸铵。5.通过构建一个曝气装置,利用菌株Y1和焦化活性污泥来处理稀释后的焦化废水。系统稳定运行期间,废水CODcr去除率大于70%,氨氮去除率达到72.78%,出水含有大量NO2-,进水中51.26mg/L的NO3--N经过处理之后降低到2025mg/L。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
目录第7-10页
第一章 绪论第10-19页
    1.1 引言第10-11页
        1.1.1 水体中氮素污染物的来源第10-11页
        1.1.2 水体中氮素的存在形态第11页
        1.1.3 水体中氮素污染的危害第11页
    1.2 废水生物脱氮技术进展第11-14页
        1.2.1 传统脱氮技术及其弊端第11-12页
        1.2.2 固定化微生物脱氮技术第12-13页
        1.2.3 厌氧氨氧化技术第13页
        1.2.4 同时硝化反硝化脱氮技术第13-14页
    1.3 异养硝化和好氧反硝化作用第14-17页
        1.3.1 异养硝化作用第14-15页
        1.3.2 好氧反硝化作用第15-17页
        1.3.3 异养硝化-好氧反硝化细菌及其应用第17页
    1.4 课题提出背景、研究意义和内容第17-19页
        1.4.1 课题研究提出背景和研究意义第17-18页
        1.4.2 课题研究内容第18-19页
第二章 异养硝化-好氧反硝化细菌的筛选和鉴定第19-28页
    2.1 材料和方法第19-22页
        2.1.1 菌种来源第19页
        2.1.2 主要生化试剂第19页
        2.1.3 实验仪器和设备第19-20页
        2.1.4 培养基第20页
        2.1.5 异养硝化细菌的筛选第20-21页
        2.1.6 异养硝化细菌的形态学观察和生理生化实验第21页
        2.1.7 异养硝化菌的分子生物学鉴定第21-22页
        2.1.8 降解率和降解速率的计算方法第22页
        2.1.9 分析项目和方法第22页
    2.2 结果与讨论第22-26页
        2.2.1 异养硝化优势菌的筛选及其好氧反硝化能力测定第22-23页
        2.2.2 菌株 Y1 的形态学观察和生理生化鉴定第23-25页
        2.2.3 菌株 Y1 的 16S rDNA 鉴定第25-26页
    2.3 本章小结第26-28页
第三章 菌株 Y1 的脱氮特性研究第28-41页
    3.1 实验材料和方法第28页
        3.1.1 菌源第28页
        3.1.2 培养基第28页
        3.1.3 分析项目和方法第28页
    3.2 实验内容第28-30页
        3.2.1 异养硝化作用影响因素研究第28-29页
        3.2.2 好氧反硝化作用影响因素研究第29-30页
        3.2.3 菌株 Y1 对不同氮源的利用情况比较第30页
    3.3 结果与讨论第30-40页
        3.3.1 菌株 Y1 的氨氮降解特性第30-33页
        3.3.2 优化条件下菌株 Y1 的异养硝化作用第33-34页
        3.3.3 菌株 Y1 的硝酸盐氮降解特性第34-38页
        3.3.4 优化条件下菌株 Y1 的好氧反硝化作用第38-39页
        3.3.5 菌株 Y1 对不同氮源的利用情况比较第39-40页
    3.4 本章小结第40-41页
第四章 菌株 Y1 初步应用于焦化废水的处理研究第41-47页
    4.1 实验材料和方法第41-42页
        4.1.1 实验装置第41页
        4.1.2 实验仪器和设备第41-42页
        4.1.3 分析项目和方法第42页
    4.2 实验用水、污泥及菌种第42页
        4.2.1 实验用水来源和水质特征第42页
        4.2.2 实验所用污泥第42页
        4.2.3 菌源第42页
    4.3 系统的启动第42-43页
    4.4 结果与讨论第43-45页
        4.4.1 各运行阶段出水 CODcr、挥发酚变化情况第43页
        4.4.2 各阶段出水氨氮变化情况第43-44页
        4.4.3 各阶段出水亚硝酸盐氮变化情况第44-45页
        4.4.4 各阶段进出水硝酸盐氮变化情况第45页
    4.5 本章小结第45-47页
第五章 结论与展望第47-49页
    5.1 主要研究结论第47页
    5.2 论文的不足与展望第47-49页
参考文献第49-53页
攻读硕士期间发表的论文第53-54页
致谢第54-55页
中文详细摘要第55-57页
英文详细摘要第57-58页
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