脱氮菌株的分离鉴定及其对氨氮废水处理的试验研究

摘要

本实验根据维诺格拉斯基柱法分离得到8株纯菌株,选取其中脱氮效果较好的两株细菌P3和P6,经形态观察、生理生化实验和16SrDNA鉴定,确定其分类地位。研究不同培养条件对这两株菌生长以及去除废水中氨氮的影响,进一步研究其高密度发酵的方法。设计一个容积为10L的反应器,采用固定化混合菌株的方法在该反应器中处理氨氮废水,并研究不同的环境条件对混合菌株去除废水中氨氮的影响。具体研究内容与结果如下:
　　(1)脱氮菌株的分离鉴定根据形态、生理生化特性及碳氮源试验,参照《伯杰细菌鉴定手册(第八版)》和16SrDNA实验结果初步推测P3菌为芽孢杆菌(Bacillus sp.),P6菌为产碱杆菌(Alcaligenes defraqrans)。
　　P3菌生长对数期为72h,该菌的最适生长条件为:温度29℃,初始pH值7.0,氯化钠浓度0.1％以及摇床(100r/min)培养。P6菌生长对数期为72h,该菌的最适生长条件为:温度29℃,初始pH值7.5,不含氯化钠以及摇床(100r/min)培养。(2)脱氮菌株处理氨氮废水的最适条件P3菌去除氨氮的最适宜条件为:温度22-29℃,pH值10,湿菌量1.2g/150mL,乙酸钠浓度0.15％和摇床(100r/min)培养。在此条件下处理氨氮含量为200mg/L的废水,3d后氨氮去除率达到41％。P6菌去除氨氮的最适宜条件为:温度29℃,pH值11,湿菌量1.2g/150mL,乙酸钠浓度0.1％和摇床(100r/min)培养。在此条件下处理氨氮含量为600mg/L的废水,3d后氨氮去除率达到45％。
　　(3)脱氮菌株的高密度发酵经过接种量、培养基成分、培养环境条件和培养方法的优化,对脱氮菌株P3和P6进行高密度培养。优化后的高密度发酵条件:以935mg/L的接种量将P3菌接入乙酸钠含量0.2％、氯化钠含量0.1％、酵母浸出液(YE)0.2％和加入维生素B1的生长培养基中,培养过程中保持pH值8.0,并于发酵24h后加入7mL新鲜的10倍浓缩的生长培养基,结果得到湿重14.67g/L的P3菌,比原培养条件下提高了179％。以1800mg/L的接种量将P6菌接入乙酸钠0.25％、YE0.09％、不含氯化钠和加入生物素的生长培养基中,并于发酵24h后加入7mL新鲜的10倍浓缩的生长培养基,结果得到湿重16g/L的P6菌,比原培养条件下提高了131％。
　　(4)混合菌株处理氨氮废水及其固定化实验结果证明混合菌株处理效果比单一菌株的好。因此,选择混合菌株处理氨氮废水。实验采用固定化的方法,筛选出了最适合的固定化材料,最适挂膜条件以及最佳曝气时间。试验结果表明:在1个纤维球/50mL废水的固定化材料比例条件下,P3菌和P6菌以1:5的比例混合接入生长培养基中,静止不曝气培养3d后,加入氨氮含量600mg/L的废水,在弱曝气60h的条件下,3d后氨氮去除率达到96.38％。
　　(5)固定化脱氮菌株反应器处理氨氮废水在自行设计反应器中,采用固定化混合菌株的方法处理氨氮废水,筛选出了最佳曝气时间,并研究分批处理和连续处理的方式对混合菌株去除废水中氨氮的影响。试验结果表明:在分批处理氨氮废水的过程中,采用弱曝气60h的方法有利于混合菌株P3和P6去除废水中的氨氮,3d后氨氮去除率可以达到58％。在连续处理氨氮废水的过程中,废水停留时间为48h的条件有利于混合菌株P3和P6去除废水中的氨氮,3d后氨氮去除率可以达到59.3％。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 废水脱氮方法的研究进展

1.1 废水的物理化学脱氮方法

1.2 废水的生物脱氮方法

1.3 本课题的研究目标和内容

第二章 脱氮菌株的分离纯化及其特性研究

2.1 引言

2.2 材料

2.3 方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第三章 脱氮菌株去除废水中氨氮的影响因素

3.1 引言

3.2 材料

3.3 方法

3.4 结果与讨论

3.5 小结

第四章 脱氮菌株的高密度发酵

4.1 引言

4.2 材料

4.3 方法

4.4 结果与讨论

4.5 小结

第五章 混合菌株固定化及其处理氨氮废水的试验

5.1 引言

5.2 材料

5.3 方法

5.4 结果与讨论

5.5 小结

第六章 固定化微生物反应器处理氨氮废水

6.1 引言

6.2 材料

6.3 方法

6.4 结果与讨论

6.5 小结

第七章 特色与展望

7.1 特色与创新点

7.2 展望

参考文献