OGO反应器中好氧反硝化菌的筛选与脱氮特性研究

摘要

OGO工艺是本课题组在OCO工艺基础上进行试验分析及改进，形成的一种简易、高效、经济的污水脱氮除磷新工艺。该工艺目前已获得国家实用新型专(ZL200520010545.7)和发明专利(ZL200710092501.7)。本论文结合OGO工艺特点，对该反应系统中的好氧反硝化菌进行筛选与脱氮特性的试验研究。
　　 研究的具体内容如下：
　　 ①选择合适的专用培养基从具有同时硝化反硝化现象的OGO反应器的活性污泥中初筛出好氧反硝化菌；
　　 ②检测初筛菌的好氧反硝化活性，对具有较高好氧反硝化活性的菌株进行生理生化特性研究和分子生物学鉴定；
　　 ③筛选出的好氧反硝化菌对含氮模拟废水降解特性研究；
　　 ④筛选出的好氧反硝化菌强化活性污泥的脱氮研究；
　　 ⑤筛选出的好氧反硝化菌强化OGO反应器处理效果的研究。
　　 通过以上试验研究发现：
　　 1)OGO反应系统中存在好氧反硝化菌，经过多次初筛与复筛后确定菌株T3、T6、T7的脱氮效果较好，在5d内将硝酸盐氮从133.00mg/L分别降解至60.26mg/L、55.11mg/L、50.47mg/L，降解率分别为54.69％、58.56％、62.05％，且反应过程中亚硝酸盐的最大积累量＜0.6mg/L，故确定T3、T6、T7为试验菌株。对菌株脱氮影响因素研究发现菌株的最适pH值为7，最适温度为30℃，最适C/N比为5；
　　 2)通过对菌株T3、T6、T7形态学、生理生化反应及16SrDNA同源性比较，最终确定菌株T3、T7为Rhodococcus菌属，菌株T6为Gordonia菌属。其中菌株T3、T7的特性与已报道的好氧反硝化菌Rhodococcus sp.相似。鉴定的可信度达99％；
　　 3)以菌泥直接投放与PVA包埋菌泥投放两种方式，对不同浓度的含氮模拟废水进行处理，菌株的两种投放方式对5种初始浓度的硝酸盐氮与亚硝酸盐氮降解率的差异显著。PVA包埋菌泥投放方式的处理效果明显优于菌泥直接投放时的处理效果；
　　 4)菌株T3、T6、T7混合培养后对活性污泥的强化效果因投放量的不同而各异。未接种菌悬液时TN去除率为42.95％，接种5％的菌悬液时TN去除率为57.91％，故好氧反硝化菌的投放可以强化活性污泥的脱氮效果；
　　 5)混合菌对OGO反应器的强化效果因投菌方式不同而差异明显，PVA包埋菌泥投放方式优于菌泥直接投放。PVA包埋菌泥强化后OGO反应中COD、NH4+-N、TN平均去除率分别为98.48％、90.18％、78.92％，较投菌前的平均去除率分别增加4.21％、6.43％、4.61％，故用好氧反硝化菌强化OGO反应器的处理效果是可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1环境中的氮循环与氮污染

1.1.1氮循环及微生物

1.1.2氮污染及危害

1.2生物脱氮研究进展

1.2.1生物脱氮的作用与机理

1.2.2生物脱氮新技术

1.3好氧反硝化的相关研究

1.3.1好氧反硝化现象的发现及作用机理

1.3.2好氧反硝化的控制参数

1.3.3好氧反硝化菌种类

1.3.4好氧反硝化菌的研究方向与应用

1.4课题的提出与试验研究内容

1.4.1课题的提出

1.4.2试验目的

1.4.3试验内容

1.5 OGO反应器的试验研究

1.5.1试验材料与方法

1.5.2前期研究基础

2 OGO反应器中好氧反硝化菌的筛选

2.1试验材料与方法

2.1.1试验仪器设备

2.1.2测试指标

2.1.3主要培养基

2.2好氧反硝化菌的试验研究

2.2.1好氧反硝化菌的分离

2.2.2好氧反硝化菌的筛选

2.2.3种子菌悬液的制备

2.2.4菌株特性的检验

2.3结果与讨论

2.3.1好氧反硝化菌的分离结果

2.3.2好氧反硝化菌的初筛结果

2.3.3好氧反硝化菌的复筛结果

2.3.4菌株特性初步检验结果

2.4 小结

3 菌株T3、T6、T7对含氮模拟废水的降解特性研究

3.1材料与方法

3.1.1仪器设备

3.1.2测定指标

3.1.3好氧反硝化菌的纯培养

3.1.4菌泥直接投放方式

3.1.5 PVA包埋菌泥的投放方式

3.1.6固定化小球稳定性检测

3.1.7菌株处理不同浓度硝酸盐氮模拟废水的试验

3.1.8菌株处理不同浓度亚硝酸盐氮模拟废水的试验

3.1.9不同因素对菌株脱氮效果的影响试验

3.2结果与讨论

3.2.1 固定化菌株脱氮稳定性检测结果

3.2.2菌株处理不同浓度硝酸盐氮模拟废水试验结果

3.2.3菌株处理不同浓度亚硝酸盐氮模拟废水试验结果

3.2.4初始pH值对菌株脱氮效果影响

3.2.5初始温度对菌株脱氮效果影响

3.2.6初始C／N比对菌株脱氮效果影响

3.3小结

4 混合菌强化活性污泥系统的脱氮研究

4.1材料与方法

4.1.1仪器设备

4.1.2测定指标

4.1.3活性污泥的驯化

4.1.4不同接种量强化活性污泥脱氮试验

4.1.5不同因素对包埋菌与未包埋菌脱氮的影响

4.2结果与讨论

4.2.1混合菌不同接种量强化活性污泥系统的脱氮结果

4.2.2 pH值对包埋菌与未包埋菌的影响结果

4.2.3温度对包埋菌与未包埋菌的影响结果

4.2.4 DO对包埋菌与未包埋菌的影响结果

4.3小结

5 混合菌强化OGO反应器的研究

5.1材料与方法

5.1.1仪器设备

5.1.2测定指标

5.1.3菌泥直接投放方式

5.1.4 PVA包埋菌泥投放方式

5.1.5混合菌株强化OGO反应器试验

5.2结果与讨论

5.2.1投菌前OGO反应器的处理效果

5.2.2菌泥直接投放时OGO反应器的处理效果

5.2.3 PVA包埋菌泥投放时OGO反应器的处理效果

5.2.4菌泥直接投放与PVA包埋菌泥投放对OGO反应器处理效果比较

5.2.5投菌前与投菌后OGO反应器处理效果比较

5.3小结

6 菌株T3、T6、T7的分类与鉴定

6.1细菌分类鉴定方法

6.1.1化学分类鉴定

6.1.2遗传分类鉴定

6.1.3数值分类鉴定

6.2 16S rRNA测序技术的相关研究

6.2.1 16S rRNA的分析方法

6.2.2 16S rRNA基因技术的应用

6.3菌株T3、T6、T7的鉴定

6.3.1菌株的形态学鉴定

6.3.2菌株的生理生化鉴定

6.3.3 16S rDNA同源性比较

6.4结果与讨论

6.4.1菌株的形态学鉴定结果

6.4.2菌株的生理生化鉴定结果

6.4.3 16S rDNA同源性比较

6.5小结

7 结论与建议

7.1结论

7.2建议

致 谢

参考文献

附 录:作者攻读硕士学位期间发表的论文