高效异养硝化-好氧反硝化菌Glutamicibacter sp. WS1低温下对多种氮源的脱氮特性及氮代谢机制

摘要

针对污水处理厂冬季生物脱氮效率低、出水水质不达标的问题,从活性污泥中分离出1株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌株Glutamicibacter sp. WS1.采用PCR技术扩增该菌株的脱氮功能基因,研究其对不同氮源的低温脱氮效能,通过单因素实验探究环境因子对其低温好氧反硝化性能的影响,并利用氮平衡解析其氮代谢路径.结果表明,菌株WS1含有氮代谢相关的功能基因amoA、napA、nirS和nirK;在15℃低温条件下,菌株WS1在以NH^(+)_(4)-N、 NO^(-)_(3)-N、 NO^(-)_(2)-N+NO^(-)_(3)-N和NH^(+)_(4)-N+NO^(-)_(3)-N为氮源时,对各无机氮的去除率分别为100%、 98.10%、 99.87%+100%和100%+94.92%;菌株WS1的最佳反硝化条件:柠檬酸钠为碳源、 C/N为16、 pH为8、ρ(DO)为4.5~6.8 mg·L-1和温度为30℃;在低温(15℃)和低C/N(10)条件下,菌株WS1对NO^(-)_(3)-N的去除率达到92.50%;异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化和同化作用是菌株WS1去除不同氮源底物的主要途径,其中大部分的无机氮(47%~56%)通过异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化作用转化为了气态氮.菌株WS1在低温污水脱氮领域具有广阔的应用前景.