优势硝化细菌的筛选及其发酵条件的研究

硝化细菌富集培养、保存及应用基础研究的开题报告

硝化细菌富集培养、保存及应用基础研究的开题报告
本文将介绍硝化细菌富集培养、保存及应用基础研究的开题报告。

硝化细菌是一类重要的微生物，能够将氨氮和亚硝酸盐转化为硝酸盐，是自然界中氮素的循环过程中不可缺少的一环。

因此，硝化细菌在环境保护、农业生产等领域具有重要的应用价值。

本研究旨在通过富集培养的方法，筛选与巨大石墩湾沉积物中硝化作用相关的细菌，并对其进行保存和应用研究。

具体研究内容包括：
1.巨大石墩湾沉积物中硝化细菌的富集培养
本研究计划采用原位培养法和筛选法相结合的方法，进行硝化细菌的富集培养。

通过改变培养基中的环境条件，如温度、pH值、氧化还原电位等参数，筛选出适应于巨大石墩湾沉积物环境的硝化细菌菌株。

2.硝化细菌的分离、鉴定及保存
通过分离纯化、PCR扩增和16S rRNA基因测序等方法，对硝化细菌的菌株进行鉴定。

同时，采用深冷冻存储和液氮保存等方法，对硝化细菌进行长期保存。

3.硝化细菌的应用研究
本研究将对硝化细菌的应用进行研究。

首先，采用硝化细菌进行微生物学及生理学方面的实验研究，探究其生长特性、代谢途径和产酶能力等。

其次，将硝化细菌应用于环境保护和农业生产等领域，如利用其净化废水、提高农业生产等。

综上所述，本研究将富集并鉴定巨大石墩湾沉积物中的硝化细菌，进行保存及应用研究，促进我国氮素循环领域的研究及相关产业的发展。

硝化细菌的固态发酵及硝化菌剂的试验研究

硝化细菌的固态发酵及硝化菌剂的试验研究氨氮是水体中的主要污染物,在污水脱氮过程中,氨氮在硝化细菌作用下被转化为硝态氮,后者进一步被反硝化细菌转化为气态氮。

硝化过程是生物脱氮的限制性步骤,其核心是硝化细菌。

由于硝化细菌具有严格自养、生长缓慢、对环境因子变化敏感等特性,使其在与异养菌的竞争中处于劣势,极易被系统淘汰,造成水体中硝化菌群十分贫乏。

因此通过投加硝化细菌增加系统中硝化细菌的数量,加强硝化过程对提高污水脱氮效率具有十分重要的意义。

本实验在模拟污水条件下定向驯化高活性硝化污泥的基础上,将高活性硝化污泥作为种子污泥,研究了硝化细菌固态发酵条件,及投加硝化菌剂对硝化系统启动及硝化活性的影响。

结果表明:1.本研究硝化污泥采用模拟污水方式进行驯化,驯化初期进水氨氮浓度控制在100mg/L左右,经过15d驯化,氨氮去除率达到93.44%,之后进水氨氮浓度由100mg/L提高到150mg/L左右,经过9d驯化(第24d),出水氨氮去除率达到97.24%,驯化后期进水氨氮浓度提高到200mg/L左右,再经过10d(第34d)时,出水氨氮去除率达到90.15%,出水氨氮维持在20mg/L以下,系统中氨氮去除率维持在90%以上,整个硝化脱氮系统通过好氧方式进行驯化,共经历37d驯化完成。

2.本实验中硝化细菌固态发酵基质采用椰壳和珍珠岩,并研究了椰壳与珍珠岩不同体积比条件下,固态发酵过程中氨氮去除率,发现椰壳与珍珠岩体积比为1:2时,氨氮去除率最高,为89.74%。

固态发酵最佳含水量为55%左右,固态发酵硝化活性与初始氨氮浓度、DO、种子污泥接种量呈正相关。

3.硝化系统启动初期,接种硝化菌剂可缩短硝化系统启动时间。

本研究中,以氨氮去除率80%为准,和未接种硝化菌剂处理相比,接种硝化菌剂后,硝化系统启动所消耗的时间由未接种处理的18d缩短到14d。

即和未接种处理相比,接种硝化菌剂后,硝化系统的启动时间缩短22.2%。

硝化细菌的筛选、保存及其硝化效果的研究-毕业论文ppt

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4.结论与建议
4.1.2硝化菌菌种保存总结
对硝化细菌的保存，在斜板培养基中画线保存在4℃的冰箱里待用，如果一个月后还未使用可继续画线接种即可进行保存备用
4.1.3硝化菌消化效果总结
选用污水处理厂A2O工艺好氧段活性污泥作为菌种来源，在硝化菌的筛选纯化过程中，筛选的3号和5号菌有较好的去除养殖废水中氨氮的作用，其氨氮去除率最大分别为48%和49%，而其总氮并未增加反而减少，推测可能是由于硝化细菌将一部分氨氮转化为硝氮，而将另一部分氨氮同化吸收。处理过程中，废水亚硝氮含量基本不变，硝氮先升高后降低，推测升高是由于氨氮转化为硝氮，而降低则可能存在反硝化作用
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3.硝化效果的测定
废水总氮含量为1.996 mg/L，5个菌株单独处理的废水总氮呈现减少趋势。其中，6、3、5号菌株处理的废水总氮含量在5个取样点均低于初始值。
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3.消化效果的测定
废水硝氮含量为0.927 mg/L，5个菌株单独处理的废水硝氮含量在6h、12h均高于初始值，而到了24、36、48h其值均低于初始值。
论文题目：
硝化细菌的筛选、保存及其硝化效果的研究
系部：环境工程系专业：环境监测与治理技术班级：学生：学号：指导老师：
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研究框架
硝
化
菌
1 硝化菌的纯化过程
的
纯
化
2 硝化效果的鉴定
及
其
硝化
3硝化效果的测定
效
果
的
4 结论与建议
研
究
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1 硝化效果的纯化过程

高效硝化细菌的分离与鉴定

高效硝化细菌的分离与鉴定硝化作用和硝化细菌简介硝化是自然界中氮循环过程中的一个重要环节。

在这个过程中，氨被氧气氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，称为氧化硝化作用。

硝化作用是氮循环中不可或缺的过程，它可以有效地将氨转化成需要的亚硝酸盐和硝酸盐，供植物进行氮素营养的吸收利用。

硝化细菌是参与这个过程的重要微生物，它们能够利用氨氮，进行硝化作用，将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

硝化细菌的分类和分布硝化细菌是一类具有氮素自营能力的原核生物，根据研究内容的需要和研究对象的不同，硝化细菌可分为铵化细菌和硝化细菌。

铵化细菌主要能够利用几种有机氮化合物，而硝化细菌则利用氨来进行硝化作用。

硝化细菌广泛存在于土壤、水体和废水处理系统等多种环境中，是自然界中一类十分重要的微生物。

硝化细菌的分离方法硝化细菌的分离方法一般可以分为三个步骤：富集、筛选和纯化。

富集硝化细菌在自然环境中常常处于低密度状态，因此富集方式的选择对分离效果具有重要意义。

最常用的硝化细菌富集培养基是K_2HPO_4-[(NH_4)_2SO_4], NaHCO_3, CaCO_3, MgSO_4.7H_2O和人工海盐等基础培养基。

富集过程中应注意环境氧气需充足，避免长时间培养，以保持细胞处于较低阶段生长状态。

筛选富集后的培养物需要进行筛选，以去除与硝化作用无关的细菌，为硝化细菌留下更大的空间和机会。

筛选方法主要有传统的分离纯化法和现代的DNA分子克隆技术，其中后者具有高效率、选择性强等优点。

纯化纯化过程主要是将被筛选出的细菌紫外线照射处理，在无菌环境下进行更加严格的筛选，并使用转染、PCR和DNA序列鉴定等技术手段，通过对分离出的细菌进行分子鉴定，根据细菌形态特征和分子生态学信息等分析结果，最终确保分离出的细菌纯净度和鉴定准确性。

硝化细菌鉴定方法鉴定硝化细菌的方法主要包括基于形态学和生理学特征的传统鉴定和分子生物学鉴定两类方法。

其中传统鉴定方法可以分为形态学、生理学和生化学三个部分，通过这些基本特征和行为特征，初步鉴定出硝化细菌种名，并进一步进行深入的研究。

一株自养硝化细菌培养条件的优化

一株自养硝化细菌培养条件的优化摘要：针对前期筛选的自养硝化杆菌（Nitrobacter）菌株y3-2，以实时荧光定量核酸扩增检测系统（qPCR）测定的菌液终浓度为指标，设计单因素试验和正交试验对其培养基和培养条件进行优化。

结果表明，优化的硝化杆菌y3-2的培养基中CaCO3、Na2CO3、NaNO2浓度分别为0.5、1.0、0.5 g/L。

最佳培养条件为培养温度28 ℃、pH 8.0、摇床转速200 r/min。

优化后硝化杆菌y3-2的发酵周期由优化前的7 d缩短至4 d，菌液终浓度达到4.31×109 CFU/mL。

关键词：硝化杆菌（Nitrobacter）；培养基；培养条件；优化氮素是水体污染源的主要成分之一，水体的脱氮技术已经成为人们关注与研究的热点[1]。

与传统的物理化学脱氮工艺相比，生物脱氮具有成本低、效率高、无二次污染等优势。

现今采用最多的生物脱氮工艺为硝化—反硝化工艺，其中的硝化工艺由硝化细菌（Nitrifying bacteria）完成[2]。

硝化细菌分为自养型硝化细菌和异养型硝化细菌2类，异养型硝化细菌仅占很少一部分，自养型硝化细菌是生物脱氮过程中起硝化作用的主要菌群，其硝化速率直接影响污水处理系统的硝化效果和生物脱氮效率[3]。

硝化过程通常由氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing Bacteria，AOB）先将氨氮转化为亚硝酸盐，然后由亚硝酸氧化细菌（Nitrite-oxidizing Bacteria，NOB）将亚硝酸盐转化为硝酸盐[4]。

与自养型AOB 一样，自养型NOB具有生长速度慢、自然条件下数量低等特点，这一方面使NOB 的研究较为困难，另一方面也制约了其工业化生产和应用。

因此，研究加快NOB 生长速度的培养方法显得尤为重要[5，6]。

本研究以一株亚硝酸氧化细菌y3-2[7]为出发菌株，对其培养基和培养条件进行了优化，并采用实时荧光定量核酸扩增检测系统（Real-time quantitative PCR detecting system，qPCR）计数的方法对其菌液浓度进行计数，以期获得能快速培养硝化杆菌y3-2的方法。

一株异养硝化真菌的筛选及其特性研究的开题报告

一株异养硝化真菌的筛选及其特性研究的开题报告
题目：一株异养硝化真菌的筛选及其特性研究
一、研究背景
硝化作为一种重要的土壤生物化学过程，对于维持土壤肥力和植物
生长具有重要作用。

而硝化作用主要由硝化细菌负责完成，然而近年来
研究发现，部分真菌和古细菌也可以参与硝化作用。

其中，真菌在硝化
作用中的作用机制和生理特性尚不十分明确。

二、研究目的
本项目旨在从土壤样品中筛选一株异养硝化真菌，并对其生理特性
进行研究，以揭示其在硝化过程中的作用机制。

三、研究内容和方法
（1）土壤样品采集：从不同地区采集土壤样品，筛选硝化活性高的土壤。

（2）分离筛选：将选择好的土壤样品进行分离和纯化，筛选出一株硝化活性较强的异养真菌。

（3）形态学鉴定：通过观察其形态和生长方式，确定其分类学位置。

（4）生理特性测定：测定菌株的生长曲线、生长适宜条件、硝化速率、硝酸盐还原酶活性等。

四、研究意义
本项目的研究将有助于揭示真菌在硝化作用中的作用机制和生理特性，为研究土壤生物化学循环提供新的思路和数据。

同时，对于改善土
壤肥力、提高植物生长和减少氮素流失等方面也有潜在的应用价值。

五、预期结果
预计从土壤中筛选到一株异养硝化真菌，确定其分类学位置，并研究其生理特性，探究其在硝化过程中的作用机制。

一株好氧反硝化细菌的筛选、鉴定及紫外诱变

一株好氧反硝化细菌的筛选、鉴定及紫外诱变邵颖;陈安徽;董玉玮【摘要】从牛蒡(Arctium lappa L.)根际土壤中分离到1株具有较高反硝化能力的好氧细菌YB000,对该菌株采用生理生化及分子生物学方法进行了鉴定,并且对该菌株进行了以提高反硝化性能为目的的紫外诱变.结果表明,分离自牛蒡根际的反硝化细菌经鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),该菌株于距离30W紫外灯30 cm处照射240 s可获得具有较强脱氮能力且遗传性状稳定的诱变菌株YB004和YB005,其脱氮能力分别达到93.43％、92.03％.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】5页(P3305-3309)【关键词】好氧反硝化细菌;牛蒡(Arctium lappa L.);根际土壤;筛选;鉴定;紫外诱变【作者】邵颖;陈安徽;董玉玮【作者单位】徐州工程学院食品(生物)工程学院,江苏徐州221008;徐州工程学院食品(生物)工程学院,江苏徐州221008;徐州工程学院食品(生物)工程学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】X172随着水产养殖业的迅猛发展、含氮工业废水的排放及农业中化肥的过量施用，导致水体氮素含量严重超标而影响水体的使用安全［1，2］。

氮素超标是导致水体富营养化的重要原因之一，生物脱氮可有效去除水体中的氮元素［3］。

传统的生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程，反硝化脱氮能将硝酸盐氮或亚硝酸盐氮转化为气态氮，从根本上解决水体中氮素超标的问题。

反硝化细菌是能够引起反硝化作用的细菌，多为异养、兼性厌氧细菌［4］，但近期研究表明，一些微生物在较高的氧分压条件下也能表现出反硝化能力［5-8］。

好氧反硝化作用实现了硝化和反硝化作用的同时进行，不仅简化了生物脱氮流程、降低了投资成分，而且还表现出了传统废水处理方法所无法比拟的优势，如硝化过程无需加碱中和、脱氮效率高、对氨态氮耐受能力强等［9］。

垃圾中硝化细菌的分离及筛选课题研究报告

垃圾中硝化细菌的分离及筛选课题研究报告硝化细菌系指利用氨或亚硝酸盐作为主要生存能源，以及能利用二氧化碳作为主要碳源的一类细菌。

硝化细菌是古老的细菌之一，其广泛分布于土壤、淡水、海水及污水处理系统中，却在自然界鲜少大量出现，原因在于硝化细菌的分布会受到许多环境因素的影响，如氮源、温度、氧气浓度、渗透压、酸碱度和盐度等等。

本课题研究所用硝化细菌是从垃圾中提取的。

硝化细菌分为亚硝化菌与硝化菌，亚硝酸细菌主要有 5个属：亚硝化毛杆菌属(Nitrosomonas) ；亚硝化囊杆菌属(Nitrosocystis)；亚硝化球菌属(Nitrosococcus)；亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化肢杆菌属(Nitrosogloea)。

其中，尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位，常见的有欧洲亚硝化毛杆菌 (Nitrosomonas europaea)等[19]。

硝酸细菌主要有3个属：硝酸细菌属(Nitrobacter)；硝酸刺菌属 (Nitrospina)和硝酸球菌属(Nitrococcus)。

其中以硝酸细菌属为主，常见的有维氏硝酸细菌(Nitrobacter winogradskyi)和活跃硝酸细菌 (N. agilis)等[19]。

亚硝化菌的主要功能是将氨氮转化为亚硝酸盐；硝化菌的主要功能是将亚硝酸盐转化为硝酸盐。

由于亚硝化菌和硝化菌具有这些功能，使得硝化细菌在环境保护和水产养殖等领域具有重要作用，并已逐渐成为水产养殖界的热门话题，它在水产养殖中的重要性开始引起广泛的注意。

可以说，迄今为止，在大规模、集约化的水产养殖模式中，如果没有硝化细菌参与其中的净水作用，想获得成功的养殖，是相当困难的。

尤其是现代集约化养殖长期累积了大量养殖生物排泄物，所有有机物的排泄物，甚至其尸体，在异养性细菌的作用下，其中的蛋白质及核酸会慢慢分解，产生大量氨等含氮有害物质。

氨在亚硝化菌或光合细菌作用下转化成亚硝酸，亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐，而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合，形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。

硝化细菌的分离与鉴定

硝化细菌的分离与鉴定要筛选生长速度快、硝化作用强的硝化细菌用于水产养殖水处理。

硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌两个生理菌群，分别可将水中的氨态氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

实验结果表明经5周培养，亚硝化菌可使培养液中的氨氮含量下降到60％，硝化菌可使培养液中的亚硝酸盐含量下降到60％。

实验可通过测定培养液中亚硝酸盐的含量变化来测定细菌的氨转化作用或硝化作用。

关键词：硝化菌，亚硝化菌，硝化作用，筛选。

氨氮和亚硝酸盐都是在水产养殖过程中产生的有毒物质，且亚硝酸盐还是强烈的治癌物质，因此如何降解这两种物质，是科学工作者近年来的工作重点。

硝化细菌是一类具有硝化作用的化能自养菌，包括硝化菌和亚硝化菌两个生理菌群，其主要特性是自养性，生长速率低，好氧性，依附性和产酸性等。

可通过NH4+→NO2- → NO3-这一过程将NH4+转化为NO3-。

能有效降低水体中氨氮及亚硝酸氮的含量，对水产养殖业及环境保护具有重要意义。

硝化细菌是生物硝化脱氨中起主要作用的微生物，直接影响硝化效果和生物脱氨的效率。

研究表明，水体中硝化细菌的浓度对生物脱氨具有十分重要的意义，由于大多数硝化细菌生长缓慢，硝化及脱氨效果欠佳，处理水产养殖污水的效果不是很好。

因此筛选出生长速率高硝化作用强度大的硝化细菌有很大的用途。

本文对硝化细菌的研究主要在富集培养和固定化细胞方面，能够有效提高硝化细菌的产率和硝化细菌的利用率。

通过富集培养的硝化细菌浓度是未经富集培养的12.5～20.0倍，利用细胞固定化技术可使氨氮去除率提高16.5个百分点。

国外在硝化细菌的培养方面的研究已有一些专利技术，其中一些已形成工业化生产，但产品价格较昂贵，并且必须不断向反应器中补充流失的硝化细菌。

硝化作用包括两个步骤：氨转化为亚硝酸盐和亚硝酸盐转化为硝酸盐，这两个步骤分别由亚硝化菌和硝化菌完成，至今还未发现有能将氨直接转化为硝酸盐的细菌。

氨和亚硝酸分别是亚硝化菌和硝化菌的唯一能源。

对于硝化细菌来说生长环境中的温度对其影响较大，pH值和盐度的影响相对较小。

好氧反硝化细菌的筛选及其生长动力学特征的开题报告

好氧反硝化细菌的筛选及其生长动力学特征的开题
报告
一、研究背景及意义
环境污染对人类的生存与发展造成了极大的威胁，其中水污染是目
前最为严重的问题之一。

氮污染是水污染的主要形式之一，而好氧反硝
化细菌具有较高的氮去除效率和适应性，因此成为了当前环境微生物研
究领域的热点之一。

好氧反硝化细菌不仅可以在自然环境中发挥重要作用，还可以被应用于废水处理、土壤修复等工业和生态环境中。

因此，
研究好氧反硝化细菌的筛选及其生长动力学特征，对于推动水环境治理
和减轻环境污染具有重要意义。

二、研究内容
本文拟通过实验室微生物培养技术，筛选出一种有较高氮去除效率
和适应性的好氧反硝化细菌，并对其进行生长动力学特征分析，探究其
生长速率、最适生长温度和pH值等方面的特点。

具体实验步骤如下：
1. 制备好氧反硝化细菌筛选培养基，包括源污泥样品、碳源、氮源、磷酸盐、微量元素等成分。

2. 进行好氧反硝化细菌的筛选，筛选条件包括温度、pH值、碳源浓度、氮源浓度、DO浓度等因素。

3. 对筛选出的好氧反硝化细菌进行生长动力学特征分析，包括生长
速率、最适生长温度、最适pH值等指标。

4. 根据实验结果，进一步探究好氧反硝化细菌生长机理和适应性机制，并探索其广泛应用的前景。

三、预期成果和意义
通过本次实验，预计能够筛选出一种具有较高氮去除效率和适应性的好氧反硝化细菌，并对其生长动力学特征进行分析，为研究好氧反硝化细菌生长机理和适应性机制提供基础数据。

同时，本次研究具有重要的环境保护和资源利用价值，可为水污染治理和工业化废水处理提供一定的参考依据。

硝化细菌的简介及研究思路

1。

1 问题的提出1.1.1 我国水体富营养化状况我国是一个湖泊众多的国家，大于1 km2的天然湖泊就有2300多个，湖泊面积为70988 km2，约占全国陆地总面积的0。

8%。

湖泊总蓄水量为7077多亿m3[1］.调查结果表明：2004年七大水系的412个水质监测断面中,I～III类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为41.8%、30.3％和27。

9％，七大水系主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类[3].2004年监测的27个重点湖库中，II类水质的湖库2个，III类水质的湖库5个，Ⅳ类水质的湖库4个，Ⅴ类水质湖库6个，劣Ⅴ类水质湖库10个。

其中，“三湖”（分别为太湖、巢湖和滇池）水质因总氮和总磷浓度高而均为劣Ⅴ类。

太湖水质与上年比有所改善,但仍处于中度富营养化状态。

滇池的草海属于中度富营养化，外海属重度富营养化。

巢湖水质属中度富营养化。

对于海洋环境，2004年全海域共发现赤潮96次,较上年减少23次。

赤潮累计发生面积266630平方公里，较上年增加83.0％，其中，大面积赤潮集中在东海。

目前，水体的富营养化已经成为我国最为突出的环境问题之一。

许多大型湖泊，如巢湖、太湖、鄱阳湖、滇池和西湖等，都已经处于富营养或重度富营养化状态。

而且一些河流在部分河段也出现了富营养化现象，如黄浦江流域、珠江广州河段等。

据统计，我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56％［4]。

因此,如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量，回复水体的综合功能，已成为当前全球性的环境问题的研究热点[5］。

1.1。

2 富营养化水体的微生物治理针对水体富营养化现象，其水质改善及对策包括三个大的方面：污染源控制对策、水体生态修复对策以及应急除藻对策[6—8].水体富营养化的关键与核心是生物多样性的破坏,其典型表现就是富营养化水体发生藻类“水华”现象[9］。

因此,从保护和恢复生物多样性入手，引入微生物、植物和动物，尤其是关键物种，重建食物链结构，是恢复水体正常的主要手段之一[10-12]。

高效硝化细菌的筛选及特性研究

（５２．０：Ｅ３．５）ｍｇ／（Ｌ・ｄ）ｍｅａｓｒｅｕｄｂｙｎａａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌＮＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍｕｓｉｎｇｂｏｔｈｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙａｎｄｉｏｎ
中国环境科学
２０１３，３３（２）：２８６－２９２
ＣｈｉｎａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ
口
同
效硝化细菌的筛选及特性研究
王小菊，何春平，王震，邢传宏，宋安东，陈红歌（１河南农业大学生命科学学院河南郑州４５０００２；
关键词：硝化细菌；硝化速率；活性污泥；低温驯化中图分类号：Ｘ５０１文献标识码：Ａ文章编号：１０００ — ６９２３（２０１３）０２ — ０２８６ — ０７
Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎｅｉｃｆｉｅｎｔｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ．ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｊｕ，ＨＥＣｈｕｎ — ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｅｎｚ，ＸＩＮＧ
Ｃｈｕａｎ — ｈｏｎｇ２ＳＯＮＧＡｎ－ｄｏｎｇ，ＣＨＥＮＨｏｎｇ－ｇｅ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ

硝化细菌固态发酵及其应用

硝化细菌固态发酵及其应用林锐;谢珊珊;彭爱龙;危志锋;姚勇;张青;朴哲【摘要】The influences of all the factors on the start-up of solidification and nitrification systems and nitrification activity have been researched,on the basis of directional,acclimated,high efficiency and stable nitrification sludge. The results show that when threadlike coconut shell and perlite are used as solid state fermentation substrates,and when the volume ratio of coconut shell and perlite is 1:2 and the water content about 55%,the nitrification activity of nitrifying sludge solid state fermentation inoculant is the highest.Nitrification system in the start-up stage is inoculated with nitrifying inoculant.The start-up time of nitrification system is shortened from 18 days of uninoculated treatment to 14 days.The inoculation of nitrifying inoculant could strengthen the nitrification activity of normally running nitri-fication systems.%在定向驯化高效稳定硝化污泥的基础上,研究了各因素对硝化系统启动及硝化活性的影响.结果发现,以丝状椰壳与珍珠岩作为固态发酵的基质时,椰壳与珍珠岩的体积比为1:2、含水率为55%左右时,硝化污泥固态发酵菌剂的硝化活性最高.硝化系统启动阶段接种硝化菌剂,硝化系统启动时间由未接种处理的18 d缩短到14 d.接种硝化菌剂可强化正常运行硝化系统的硝化活性.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】4页(P30-33)【关键词】硝化细菌;固态发酵;菌剂;氨氮废水【作者】林锐;谢珊珊;彭爱龙;危志锋;姚勇;张青;朴哲【作者单位】扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009;扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009;扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009;扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009;扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司,江苏扬州225009;扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TQ920.1;X703污水脱氮过程中硝化活性是影响系统脱氮效率的重要环节，而硝化细菌数量或浓度是限制系统硝化活性的重要因素之一〔1〕。

好氧反硝化菌株的筛选培养及其反硝化性能研究

一般认为，脱氮必须经过好氧硝化和缺氧反硝化两个过程，首先是氨氮由硝化细菌在好氧条件下转化为硝态氮，然后再通过反硝化细菌在缺氧条件下将硝态氮还原为氮气，反硝化过程只有在厌氧或缺氧条件下才能进行Ｉｓ－７］．但近年来好氧反硝化方面的研究已有所报道，并筛选除了一些好氧反硝化菌．在有氧条件下反硝化细菌是以氧气为电子受体，缺氧条件下则是以硝酸根为电子受体［８］．目前国外已发现的好氧反硝化菌主要包括ＴｈｉｏｓｐｈａｅｒａＰａ—ｎｔｏｔｒｏｐｈａ、Ｔｈａｕｒｅａｍｅｃｈｅｒｎｉｃｈｅｎｓｉｓ、Ａｌｃａｌ—ｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｎａｕｔｉｃａｌ、和Ｍｉｃｒｏｖｉｒｇｕｌａａｅｒｏｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ等‘９｜．
（１．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安７１００５５Ｉ２．西北水资源与环境生态教育部重点实验室，陕西西安７１００５５）
摘要：从水库底泥中分离出一株好氧反硝化菌ＨＦ３．经过生理生化鉴定和１６ＳｒＤＮＡ测序，鉴定出该菌株属于ＮＣ００４１２９Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ．在乙酸纳一硝酸钾培养基上进行菌株培养，控制溶解氧浓度为７～８ｍｇ／Ｌ，实验研
菌株形态及生理生化特性参照文献［１０］《污染控制微生物学试验方法》进行．１．７分析仪器和方法
ＮＯ。一Ｎ：紫外分光光度法；ＮＯｚ－Ｎ：Ｎ－（１一萘基）一乙二胺光度法∽Ｊ．
２结果与讨论
２．１分离菌株的形态学特征与生理生化鉴定
ＨＦ３菌株为革兰氏阴性茵（杆菌），大小一般为０．５
～１弘ｍ×１．５～４弘ｍ，油镜照片见图１．
ＴｈｅｉｒＲｏｌｅｓｉｎＮ２０ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｏｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔＩｎｃｕｂａｔｉｏｎｓ［Ｊ３．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，３０（７）：２１０５—２１１１．

优势硝化细菌的筛选及其发酵条件的研究

第24卷第2期2009年6月安　徽　工　程　科　技　学　院　学　报Journal of Anhui University of Technology and Science Vol.24.No.2J un.,2009收稿日期:2009203205　基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(08040102002)作者简介:梁　磊(19842),男,安徽亳州人,硕士研究生.通讯作者:蔡昌凤(19562),女,安徽无为人,教授,硕导.文章编号:167222477(2009)022*******优势硝化细菌的筛选及其发酵条件的研究梁　磊,蔡昌凤3(安徽工程科技学院生化工程系,安徽芜湖　241000)摘要:将焦化废水生化处理站好氧池的活性污泥进行驯化后,从中分离纯化得到两株硝化细菌,X 1和X 2,通过对比实验得到X 2为优势硝化细菌.在以白糖为碳源,接种量为30%,起始N H +4-N 255.2mg/L ,p H 为7.5左右,温度30℃和连续曝气24h 后,N H +4-N 的去除率高达93.1%。

经实验得到其最佳生物去除N H +4-N 的温度为25～30℃,p H 为8.0.关　键　词:硝化细菌;脱氮;焦化废水中图分类号:X703.1 文献标识码:A近年来,由于含氮化合物排放量的增加,氨氮污染对人类的健康造成了严重威胁.当水体中氨浓度超过0.2mg/L 将会使鱼类血液中的蛋白质变性造成鱼类急性死亡严重破坏生态.因此有关含氮废水的处理已成为环保的一个重要研究领域,其中生物脱氮工艺具有经济、有效、易操作等特点[125],因而采用生物法去除水体中氨氮的应用最为广泛.在处理过程中,氨氮在硝化细菌作用下被转化为硝态氮,而后进一步被反硝化细菌转化为游离氮气,硝化作用是整个氮转化过程中的限制性步骤[6],因而,利用优势硝化细菌进行治理氨氮污染是当前国内外研究的热点之一[7].1　材料与方法1.1　材料(1)实验所用焦化废水.取自芜湖市新兴铸管厂焦化废水生化处理站经过气浮除油除渣的焦化废水,其COD 为4446mg/L ,N H +4-N 为260.7mg/L ,挥发酚为662.0mg/L ,CN -为9.0mg/L.(2)菌种来源.取自湖北某焦化废水厂生化处理站曝气池中的活性污泥.(3)试剂与仪器.试验中采用的化学药品和试验基质均为分析纯.生化培养箱,上海福玛实验设备有限公司;721E 型可见分光光度计,上海光谱仪器有限公司.(4)培养基.牛肉膏2蛋白胨固体培养基:牛肉膏10g/L ,蛋白胨10g/L ,NaCl 5g/L ,琼脂15～20g/L ,调节p H 到7.4～7.6,121℃灭菌20min.硝化细菌液体富集扩大培养基:白糖14.1g/L ,N H 4Cl 1.34g/L ,KH 2PO 40.7g/L ,MgSO 40.5g/L ,CaC 12・2H 2O 0.5g/L ,调节p H 到7.5左右,121℃灭菌20min.1.2　方法(1)菌源活性污泥的驯化培养.加100mL 硝化细菌富集培养基于250mL 的锥形瓶中,取适量从好氧池取回的活性污泥接种到上述锥形瓶中.在30℃、转速为160r/min 的恒温摇床上振荡培养24h 后,分别取1mL 上清液接种到新鲜硝化细菌富集培养基中进行再培养.经过多次重复富集后,经显微观察发现培养基中微生物数量较多、活性良好,因此可认为污泥驯化培养已经成熟.吸取驯化后的活性污泥20mL 加入到盛有180mL 的无菌蒸馏水的500mL 三角瓶中,塞上灭菌的棉花塞,于恒温振荡器上以160r/min 转速30℃下振荡10h ,而后进行10倍浓度梯度稀释至10-10备用.(2)硝化细菌的纯化分离.在制备好的牛肉膏2蛋白胨固体培养基上,从各个稀释度的稀释液里均取0.1mL 分别稀释涂布至固体平板上(每个稀释度3个重复),于生化培养箱30℃下培养.通过驯化培养和平板划线技术从焦化废水活性污泥中分离获得2个纯的单菌落,分别编号为X 1、X 2.观察菌落形态,进行革兰氏染色,并在显微镜下观察细菌形态.(3)硝化细菌的富集培养.无菌操作条件下,挑取2～3环已分离并保存在斜面上的两种纯菌株,分别接种在扩大培养液中.一级扩大:150mL 锥形瓶中放100mL 富集培养基,培养1～4d ;二级扩大:300mL 锥形瓶中放50mL 富集培养基,将一级扩大后的菌液倒入300mL 三角瓶,培养1～4d.(4)分析方法.N H +4-N ,纳氏试剂比色法.硝化速度=(硝化反应前氨氮浓度-硝化反应后氨氮浓度)/硝化反应时间(mgN/L ・h ).(5)优势菌株的鉴定.在300mL 三角瓶中加入X 1,X 2(均培养3d )富集扩大培养后的菌液90mL ,用硝化细菌富集培养基均定容至300mL ,置于30℃、160r/min 的摇床上振荡培养.每隔6h 测定氨氮的浓度,计算N H +4-N 的去除率.(6)优势菌株生长曲线的测定.在容积为250mL 的锥形瓶中,加入富集培养液200mL ,挑取2～3环优势菌于培养液,在温度30℃和摇床速率160r/min 培养,培养12h 后取1次样,在波长600nm 处测其COD 值,以新配制的硝化细菌富集培养液作为参照得到校正后的吸光度.当有细菌在富集培养基中生长时,溶液呈乳白色、半透明状,其吸光度与培养液中细菌的数量成正相关.(7)优势菌株发酵条件的选择.以90mL 接种量加入对数期的优势菌富集扩大培养后的菌液,用硝化细菌富集扩大液培养基定容至300mL ,于160r/min 摇床,将优势菌单菌株分别在不同温度(15～40℃),不同p H (7.0～9.0),不同COD (500～1000mg/L )的焦化废水稀释液的条件下进行脱氮试验,6h 后取样检测氨氮浓度,起始N H +4-N 255.2mg/L.确定生物脱氮的最佳条件.试验项目中,除因素试验外,其它均按下列条件进行:p H7.5左右;接种量为30%(体积比)的对数期的优势菌菌液;试验温度30℃.优势菌最适温度和最适p H 的确定实验均通过两次试验完成,一次试验确定最适发酵温度、p H 范围,二次试验确定出最适发酵温度、p H 的数值.上述各实验均在无菌条件下进行,所有实验均设置2个平行,平行实验在相同菌浓条件下进行试验,取平均值进行分析.2　结果与分析2.1　细菌筛选结果在30℃培养2d 平板内形成菌落,通过形态观察,发现数量较多的菌落有两种,分别用接种环移植到固体培养基上,连续划线分离直至得到纯种硝化细菌两株.菌株形态如表1所示.表1　各种菌的形态菌落革兰氏染色菌落形态细菌形态X 1阴性橙色,较大圆形,发亮不透明,边缘整齐,表面湿润球状X 2阴性白色,细小圆形,边缘整齐,生长稳定短杆状2.2　优势菌的鉴定结果通过驯化培养后,两种菌的生长均较快,本实验考察了同等条件下两种菌对氨氮的去除情况(见图1).比较两条曲线,在一定时间段内,X 2对氨氮有更好的且较为稳定的去除效果,经计算X 1、X 2在24h 的去除率分别为62.9%和93.1%,因此X 2为本实验所得到的优势硝化细菌.2.3　X 2生长曲线的绘制细菌的生长可以使澄清的培养液逐渐变得浑浊,菌悬液中细菌的数量与其吸光度相关,因此,测定其不同生长时期的吸光度值,可以得到细菌的生长曲线.细菌接种到均匀介质的液体培养基后,细菌生长曲线表现出4个不同的生长时期:迟缓期、对数生长期、稳定生长期、衰亡期.本试验得到X 2的生长曲线如图2所示.由图2可以看出,从12h 开始,菌体进入对数期,到36h 吸光度达到最大并进入稳定生长期,60h 后开始进入衰亡期.2.4　X 2发酵最适温度对于特定的某一种微生物,它只能在一定的温度范围内正常生长,温度对硝化细菌的影响比对去除有・9・第2期梁　磊,等:优势硝化细菌的筛选及其发酵条件的研究图1　优势菌的鉴定图2　X2的生长曲线机物的细菌大,一般认为[8]硝化细菌最适宜生长的温度在30℃左右,低于15℃时硝化速率显著下降,高于30℃时也会使硝化细菌受到抑制.本实验考察了X2在15～40℃范围内对氨氮去除的情况(见图3).由图3可以看出,温度低于25℃或高于30℃时,X2对氨氮的去除效果显著下降,主要原因是低温或高温影响微生物细胞膜的流动性和生物大分子的活性进而影响了微生物的生命活动,不利于微生物的正常代谢.在25℃时,X2的硝化速率为16.8mg/L・h,30℃时为17.2mg/L・h,25～30℃这一温度范围内硝化速率较高且较为稳定,实验得到X2的最适发酵温度范围是25～30℃.2.5　X2发酵最适p H每种有机体都存在可以生长的p H值范围,通常还有一个最适p H值.一般认为硝化细菌的最适p H 为7.0～8.5,当硝化细菌处在最佳p H值条件下,其比增长速率也达到相应的最大值.通过实验得出X2的最适发酵p H(见图4).由图4可见,p H低于7.5或高于8.5,硝化速率显著下降.p H主要作用在于其引起细胞膜电荷的变化,从而影响了微生物对营养物质的吸收,影响代谢过程中酶的活性;进而改变生长环境中营养物质的可给性,以及有害物质的毒性.p H为8.0时,X2的硝化速率为17.2mg/L・h,实验得到X2的最适发酵p H为8.0.2.6　不同COD的焦化废水稀释液对X2代谢的影响有研究表明,通常高有机物负荷会使硝化效率下降,但是众多的研究和实践中发现,非有毒有机物对硝化作用并无特定的毒性作用.本实验用硝化细菌液体富集扩大培养基对焦化废水进行了不同浓度的稀释,研究了焦化废水这种特殊的水质对X2代谢作用的影响(见图5).从图5可以看出,随着焦化废水COD的增加,氨氮的去除率呈献递减的趋势,这与焦化废水特殊的水质密切相关,主要原因可能是焦化废水含有毒性较强的酚氰类物质,对微生物的代谢产生了抑制作用,并且在一定范围内,毒性物质的浓度越高,对微生物的抑制作用就越强.图3　温度对X2代谢作用的影响图4　p H对X2代谢活动的影响图5　培养基中焦化废水COD浓度对X2代谢作用的影响3　结论(1)先通过多次重复驯化培养,使菌体增值后再进行筛选,有利于筛选出优势菌.(2)通过两次试验确定出优势菌X2的最佳发酵温度为25～30℃,p H为8.0.(3)若优势菌X2用于焦化废水氨氮的降解,则需将菌进行驯化,一方面获得增值,另一方面让菌体慢慢适应焦化废水这一特殊的水质.(下转第18页)Chemical degumming technology of abelmoschus f iberXU Zhan2qi,L I Chang2long,L IU Xin2hua(Anhui University of Technology and Science,Wuhu241000,China)Abstract:The abelmo schus fiber wit h spinnability has been ext racted t hrough chemical degumming t reat2 ment s,and t he parameters of preacid and alkali cooking progress have been optimized.The lengt h,fine2 ness and breaking st rengt h of t he fiber have been also tested and evaluated.By ort hogonal experimental design met hod,t he optimized degumming parameters have been confirmed:preacid processing,t he con2 cent ration of sulf uric acid2g/L,t reat ment time120min,t reat ment temperat ure60℃,bat h ratio1∶15;alkali treat ment,t he alkaline concent ration of one2pot7.5g/L,t hat of two2pot9g/L,t reat ment time of one2pot3.5h,t hat of two2pot2h,t reat ment temperat ure100℃,bat h ratio1∶20,each concent ra2 tion of t he Sodium Silicate,carbamide,and J FC2%.The experimental result s of t he fiber properties demonstrate t hat residual gum rate is7.32%,t he lengt h of t he produced fiber10～30cm,fineness3.1～4.2tex,breaking st rengt h23.8cN/tex.Key words:abelmo schus;chemical degumming;ort hogonal experimental design met hod;optimal design(上接第10页)参考文献:[1]　Bortorre G,Tramper J,Suwinska2Borowice G,et al.Biological annoxic p Hosp Horus removal the DEp HANOXprocess[J].Wat.Sci.Tech.,1996,34(122):1192128.[2]　J etten M S M,Strous M,Vande Pas2Schoonen Kt,et al.The anaerobio oxidation of ammonium[J].FEMS Microbiol.Rev.,1999,22:4212437.[3]　高大文,彭永臻,潘威.SBR法短程硝化2反硝化生物脱氮工艺的研究[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(6):124.[4]　李春杰,耿琰,周琪,等.SMSBR处理焦化废水中的短程硝化反硝化[J].中国给水排水,2001,17(1):8212.[5]　高大文,彭永臻,王淑莹.交替好氧/缺氧短程硝化反硝化生物脱氮方法实现与控制[J].环境科学学报,2004,24(5):7612768.[6]　刘志培,刘双江.硝化作用微生物的分子生物学研究进展[J].应用与环境生物学报,2004,10(4):5212525.[7]　孙克江,郑金来.土壤中硝化细菌的筛选及初步鉴定[J].环境与健康杂志,2002,5(19):2382239.[8]　陈庆选,李志荣,张振家.温度对两种固定化硝化菌硝化反应的影响[J].水资源保护,2007,23(1):80283.Advantage nitrobacteria screening and its fermentation conditionsL IAN G Lei,CA I Chang2feng(Bioch.Dept.Engn.,Anhui University of Technology and Science,Wuhu241000,China)Abstract:Two nit robacteria after separation and p urification were numbered X1and X2from t he activated sludge after t he domestication which came f rom t he coking wastewater chemical and biological t reat ment station aerobic tank.By comparing experiment,X2denit rfying bacteria was found to be an advantageous one.U nder t he following conditions:In t he white sugar for t he elect ron donor;inoculum30%;initial N H+4-N255.2mg/L;p H7.5±;temperat ure30℃and after24h aeration in a row,t he removal rate of N H+4-N was as high as92.2percent.The optimal experiment conditions for t he best biological removal rate of N H+4-N are temperat ure25～30℃,p H8.0.Key words:denit rifying bacterria;coking wastewater;nit rogen。