新型脱氮菌株的固定化研究

摘要

伴随着工农业的迅速发展和人类生活水平的提高，农药、化肥及合成洗涤剂的大量使用和污水排放总量的不断增加等等，污水中所含有的氮素已经逐步上升为主要的污染物。污水脱氮的方法主要有物化脱氮法和生物脱氮法等，而生物脱氮法被认为是最经济有效的方法之一。微生物固定化技术作为生物脱氮法中的一种新兴技术，较之传统的悬浮生物处理法，其具有微生物密度高、流失少，耐毒害和抗冲击负荷的能力强，产物易分离，处理设备小型化、易操作，稳定性强，剩余污泥量少等优点。但目前对新型脱氮菌株——异养硝化菌和好氧反硝化菌的混合固定化还较少研究。本文针对实验室筛选出的一株高效异养硝化菌和一株高效好氧反硝化菌考察不同载体和交联剂对其固定化的效果，确定了混合菌株的固定化方案，优化了其固定化条件，研究了固定化菌株的脱氮条件，并考察了其保存条件以及处理实际污水的效果，主要研究结论如下:
　　 1.HN-S和DN-S混合固定化的载体组合为10％PVA+1％SA、交联剂为饱和硼酸（滴加Na2CO3调pH=6.7、2％CaCl2）。从物理性状（成球难易、小球强度、稳定性、传质性能）方面综合评价不同浓度的包埋剂、添加剂和交联剂组合所形成固定化小球的质量，发现包埋剂10％PVA、添加剂1％SA、交联剂饱和硼酸（滴加Na2CO3调pH=6.7、2％CaCl2）形成的小球质量最优。
　　 2.以TN去除率为指标，通过单因素实验和正交实验对混合菌株HN-S和DN-S的固定化条件进行了优化，制备出了固定化小球。最佳固定化条件为:包埋剂PVA浓度为10％，浓缩菌液与包埋剂溶液的重量比（包菌量）为1∶1，交联时间为24h，海藻酸钠SA占PVA凝胶的百分含量为1％。
　　 3.经上述方法制得的空小球对混合菌株没有毒性，该体系适合混合菌株的生长;固定化菌株的脱氮速率低于游离培养的菌株，但脱氮持续时间长，使用寿命长，同化的氨氮少，增强了其脱氮效果;固定化后的混合菌株对极端pH、极端温度、高浓度氮的耐受能力均得到了提高。
　　 4.通过保存试验，固定化小球在4℃培养基浸泡下保存，取得的效果最优;组合菌株经过固定化后处理低浓度含氮污水（斛兵塘污水）的优势不是很明显，但在处理高浓度含氮污水（某食品厂污水）时的脱氮效果大大提高，菌株的寿命明显延长。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 前言

1．1 微生物固定化技术的概述

1．1．1 概念

1．1．2 分类

1．1．3 固定化载体

1．1．4 微生物固定化技术在含氮废水处理方面的研究现状

1．1．5 微生物固定化技术在含氮废水处理方面的应用前景

1．2 生物脱氮的原理

1．2．1 硝化作用

1．2．2 反硝化作用

1．3 课题来源、内容、意义和菌株来源

1．3．1 课题来源

1．3．2 课题的主要内容

1．3．3 课题的研究意义

1．3．4 菌株来源

第二章 组合菌株固定化载体的选择

2．1 材料

2．1．1 试剂

2．1．2 仪器

2．1．3 培养基

2．1．4 菌株

2．2 方法

2．3 结果

2．3．1 包埋剂的选择

2．3．2 交联剂的选择

2．2．3 包埋剂PVA的浓度对固定化小球质量的影响

2．2．4 添加剂SA的浓度对固定化小球质量的影响

2．4 讨论

2．5 小结

第三章 组合菌株固定化条件的研究

3．1 材料

3．1．1 试剂与仪器

3．1．2 培养基

3．1．3 菌株

3．2 方法

3．3 结果

3．3．1 PVA浓度对组合菌株固定化小球脱氮的影响

3．3．2 包菌量对组合菌株固定化小球脱氮的影响

3．3．3 交联时间对组合菌株固定化小球脱氮的影响

3．3．4 SA的百分含量对组合菌株固定化小球脱氮的影响

3．3．5 固定化条件的优化

3．4 小结

第四章 固定化组合菌株脱氮条件的研究

4．1 材料

4．1．1 试剂与仪器

4．1．2 培养基

4．1．3 菌株

4．2 方法

4．3 结果与分析

4．3．1 固定化小球(不含菌)对组合菌株生长的影响

4．3．2 固定化菌株与游离菌株脱氮效果的比较

4．3．3 pH值对固定化菌株脱氮效果的影响

4．3．4 温度对固定化菌株脱氮效果的影响

4．3．5 初始氮浓度对固定化菌株脱氮效果的影响

4．4 小结

第五章 固定化组合菌株实际应用的效果评价

5．1 材料

5．1．1 试剂与仪器

5．1．2 培养基

5．1．3 菌株

5．1．4 污水水样来源

5．2 方法

5．3 结果与分析

5．3．1 同定化小球的保存试验

5．3．2 固定化菌株处理实际污水的效果

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文