异养硝化细菌的分离、施氏假单胞菌YZN-001的鉴定及特性研究

摘要

通过极限稀释法和平板划线法,从华中农业大学种猪场粪池污泥中分离到8株异养硝化细菌,其中YZN-001为最佳脱氮菌株。该菌株为杆菌,革兰氏染色阴性,经生理生化鉴定和基于16S rDNA同源性分析的分子鉴定,确定为施氏假单胞菌,命名为Pseudomonas stutzeri sp. YZN-001。测定分离菌株对白鲢仔鱼生存的影响,选取孵化后15 d左右的白鲢仔鱼作为实验材料,将筛选到的8株细菌的菌液加入到养殖白鲢仔鱼的塑料盆中,使菌液浓度达到1×107 cfu/mL左右,结果显示加入有益菌的实验组与对照组中鱼苗的生存情况无明显差异,证明这几株细菌对白鲢无毒害作用。
　　通过单因素实验考察不同培养条件对YZN-001氨氮去除能力的影响,发现其对温度要求不高,在4-40℃的温度范围内对氨氮都有降解作用;在4℃时经过14 d的培养,其对氨氮的去除率也能达到90％以上。但其对C/N比和pH值要求较高,在pH值为9,C/N为12时脱氮效果最好。此外,菌株YZN-001在氨氮去除过程中基本上不产硝态氮和亚硝态氮。用硝酸钾和亚硝酸钠代替硫酸铵作为氮源,测定菌株YZN-001的好氧反硝化能力,结果发现其对硝态氮和亚硝态氮都有很好的去除能力,其24 h对二者的的去除率分别为100％和97.3％。对菌株YZN-001异养硝化过程的氮轨迹进行研究,发现有39.3％的氨氮被转变为N2,39.8％同化为细胞内物质。将YZN-001接种于生活污水和养殖废水中,检验其在实际污水中脱氮效果。发现YZN-001对小分子碳源具有较强的依赖性;在加入小分子碳源的情况下,YZN-001单独对这两种污水的氨氮去除率为分别为:83.1％和61.4％。

目录

摘要

Abstract

第一章 前言

1.1 我国水资源状况

1.2 氮素在水体中的危害

1.3 生物脱氮理论

1.3.1 硝化作用

1.3.2 反硝化作用

1.3.3 异养硝化作用

1.3.4 好氧反硝化

1.4 生物脱氮工艺和研究现状

1.4.1 传统生物脱氮工艺及其存在缺点

1.4.2 新型生物脱氮理论和工艺

1.5 研究目的和意义

第二章 材料和方法

2.1 材料

2.1.1 样品来源

2.1.2 白鲢鱼苗及喂养饲料来源

2.1.3 实验用污水

2.1.4 培养基

2.2 方法

2.2.1 异养硝化细菌的分离纯化

2.2.2 菌株脱氮活性测定

2.2.3 菌株鉴定

2.3 细菌安全性试验

2.3.1 养鱼装置准备

2.3.2 鱼苗喂养

2.4 菌株对氨氮去除条件的优化

2.4.1 最佳碳源筛选

2.4.2 pH对氨氮降解率的影响

2.4.3 温度对氨氮降解率的影响

2.4.4 不同C/N(质量)对氨氮降解的影响

2.4.5 菌株对不同浓度氨氮的去除效果

2.5 菌株在不同温度条件下对氨氮的去除能力测定

2.6 YZN-001菌株反硝化能力的测定

2.7 YZN-001菌株脱氮过程总氮平衡及代谢产物的测定

2.7.1 在异养条件下的氮轨迹研究

2.7.2 以氨氮为唯一氮源时气体的变化量

2.8 YZN-001菌株对实际污水处理效果的测定

第三章 结果与分析

3.1 异养硝化细菌分离鉴定结果

3.1.1 异养硝化细菌的分离

3.1.2 不同含氮化合物检测方法的建立

3.1.3 分离菌株脱氮效果比较

3.1.4 YZN-001菌株对氨氮去除的时间曲线图

3.1.5 菌株YZN-001的鉴定结果

3.2 分离菌株对白鲢仔鱼的安全性实验结果

3.3 YZN-001菌株脱氮条件及特点

3.3.1 不同碳源对菌株YZN-001氨氮去除效果的影响

3.3.2 pH对菌株YZN-001脱氮效果的影响

3.3.3 温度对YZN-001菌株脱氮效果的影响

3.3.4 C/N比对YZN-001菌株氨氮去除效果的影响

3.4 菌株YZN-001对不同初始浓度氨氮的去除效果

3.5 YZN-001菌株在较低温度下对氨氮的去除能力

3.6 菌株YZN-001的好氧反硝化能力

3.7 YZN-001菌株脱氮过程的氮平衡

3.7.1 总氮定量测定的标准曲线

3.7.2 异养硝化过程的氮轨迹

3.7.3 以氨氮为唯一氮源时气体的变化量

3.8 菌株YZN-001对污水的脱氮能力

3.8.1 初始污水水样的常用指标

3.8.2 菌株YZN-001对灭菌生活污水和养殖废水的氨氮去除效果

3.8.3 菌株YZN-001对未灭菌生活污水和养殖废水的脱氮能力

第四章 总结和讨论

4.1 讨论

4.2 总结

参考文献

致谢